§ 3. Полет и посадка с одним работающим двигателем

1. Полет с одним работающим двигателем

Полет на одном двигателе с учебной целью разрешается выполнять на высотах 500—1000 м с полетным весом не более 11 000 кг. Такой полет на режиме работы двигателя выше номи­нального должен продолжаться не более 6 мин. Полет с одним работающим двигателем с учебной целью выполняется с автопи­лотом. Перед посадкой автопилот выключается.

Двигатель выключается в следующей последовательности. Устанавливается скорость 120—130 км/ч, переводится рычаг раздельного управления выключаемого двигателя в нижнее по­ложение. При этом другой двигатель автоматически переходит на повышенный режим работы: за 4—6 с обороты его растут на 6—8%. Обороты несущего винта при переводе одного двигате­ля на малый газ уменьшаются до 90%, а затем самостоятельно восстанавливаются до 95%. Время с начала падения оборотов до их полного восстановления составляет 6—8 с. Но рекоменду­ется после убирания газа одного двигателя незначительно уменьшить общий шаг винту для предотвращения падения его оборотов. За счет уменьшения реактивного момента вертолет

205

незначительно разбалансировывается. Необходимо его балан­сировать соответствующим отклонением рычагов управления. Через одну минуту двигатель, переведенный рычагом раздель­ного управления на малый газ, необходимо выключить краном останова. Затем переводится рычаг раздельного управления ра­ботающего двигателя в крайнее верхнее положение, чтобы воз­можно было назначить ему любой режим работы ручкой обще­го шага. Рычагом общего шага установить обороты несущего винта 92—93;%. ■

О -1

-3 Уу^м/с

150 Уп_Р} км/ч 50 О

100

150 Упр, км/ч

Рис. 77. Определение наивыгоднейшей скорости полета с одним работающим двигателем:

а-на высоте 1000 м, 0°С, О_пол = 10 70

_В = 13°С, С_пол = 10800 кг; б-на высоте 3000 м, кг; 1—номинальный режим работы двигателя;

_пол

2—взлетный режим работы двигателя

Проведены эксперименты для определения наивыгоднейшей скорости полета с одним работающим двигателем. Как показа­ли результаты испытаний, наивыгоднейшая скорость полета с одним работающим двигателем равна 120—125 км/ч по прибо­ру независимо от высоты полета, полетного веса вертолета и режимов работы двигателя (рис. 77)* На указанной скорости в режиме набора высоты вертикальная скорость набора макси­мальная (см. рис. 77, а — вторая кривая). При снижении на наи­выгоднейшей скорости (120—125 км/ч) будет минимальная вер­тикальная скорость снижения (см. рис. 77).

Летные характеристики вертолета Ми-8 с одним работаю­щим двигателем, полученные в одном из испытательных поле­тов, представлены на рис. 78. Как (видно по рисунку, на вертоле­те с полетным весом 10 800 кг на взлетном режиме работы од­ного двигателя возможен горизонтальный полет на высоте 1500 м со скоростью 130 км/ч. На высоте ниже 1500 м вертолет совершает набор высоты с вертикальной скоростью около 0,7 м/с. На высоте более 1500 м вертолет снижается, так что на высоте 3000 м вертикальная скорость снижения составит 1,3 м/с. Время снижения с высоты 3000 м до 1500 м составит 75 мин.

С полетным весом 11 720 кг на взлетном режиме работы од­ного двигателя при скорости 120 км/ч горизонтальный полет не возможен на любой высоте от 3000 м до земли. На высоте 3000 м вертикальная скорость снижения составит около 2 м/с, с уменьшением высоты вертикальная скорость уменьшается и у

206

земли составит 0,5 м/с. Время снижения с высоты 3000 м до зем­ли составит 53 мин.

С полетным весом 10 800 кг на номинальном режиме работы одного двигателя на скорости 150 км/ч вертолет снижается на всем диапазоне высот от 3000¹ м до земли за 38 мин. При этом на высоте 3000 м вертикальная скорость будет равна 2,5 м/с, а у земли 1 м/с.

75

25

Н,м 7ППП

\

X

\

\ \ \

\

\

\

\ \

\

2000\\

\

N

X

\ \ \

\

\

\

:

11

V

\

и

■ ■

ФУ

\

Н

-л

-V V

\

\

|

\

К

\

\

1

\

\

|

\

1 Уу,м/с -Ь -3

-2

1 \

1

2

50

X, мин

Рис, 78. Летные характеристики вертолета Ми-8 при полете на одном двигателе:

С=10300 кг, взлетный режим, У=130 км/ч, 0 = 11 720 кг, взлетный

режим, У=120 км/ч, —• — • — 0 = 10 800 кг, номинальный режим, У=150 км/ч,

— О —О —С = 11 100 кг, номинальный режим двух двигателей. /_{н в} при

#=0 20° С, *_н-в при Я=3000 м 0°С

На рис. 78 для сравнения показано изменение вертикальной скорости набора высоты вертолета Ми-8 с полетным весом 11 100 кг на номинальном режиме работы двух двигателей при наивыгоднейшей скорости при тех же условиях. Как видно, у земли вертикальная скорость набора составит 5,5 м/с, с увели­чением высоты она будет уменьшаться и на высоте 3000 м со­ставит 4 м/с.

Горизонтальный полет на экономической скорости 120 км/ч по прибору с одним работающим двигателем на взлетном ре­жиме в зависимости от высоты полета и температуры окружаю­щей среды в стандартной атмосфере возможен с полетным ве­сом, указанным на рис. 79. Верхняя кривая изображает изме­нение полетного веса вертолета от температуры окружающей среды на высоте уровня моря. Для высот 500 и 1000 м кривые проходят ниже. Характер изменения полетного веса (подъемной

207

силы несущего винта) от температуры и высоты полета при ско­рости 120 км/ч на взлетном режиме работы одного двигателя приблизительно соответствует характеру тяговых характеристик несущего винта на взлетном режиме работы двух , двигателей, изображенных на рис. 20, и изменению полетного веса вертолета по номограмме, изображенной на рис. 48. Как видно по рис. 79, горизонтальный полет возможен до высоты 1000 м в диапа-

и,кг 11400						Упр*	-■120км/ч
			, Г» /Ш?	-			\
/						%\	V

20

О

10

40

■ив

10 .20 301_к

Рис. 79. Зависимость полетного веса от вы­соты полета и температуры наружного воз­духа, при котором возможен горизонталь­ный полет на экономической скорости 120 км/ч на взлетном режиме работы одного двигателя

зоне температур окружающего воздуха от минус 5° С до плюс 12° С с полетным весом не более 11400 кг. При температуре выше 30° С у земли, выше 22° С на-высоте 500 м и выше 12° С на высоте 1000 м полетный вес резко уменьшается, так как уменьшается мощность двигателя и тяга винта ввиду вступления в работу ограничителя максимальных оборотов турбоком­прессора двигателя на взлетном режиме. При температуре ни­же минус 5° С у земли, ниже минус 30° С на высоте 500 м и ни­же минус 10° С на высоте 1000 м полетный вес (подъемная си­ла) также уменьшается ввиду уменьшения мощности двигателя по причине вступления в работу ограничителя степени повыше­ния давления.

При выключении одного двигателя в режиме горизонтально­го полета, наборе высоты или снижении с включенным автопи­лотом и с освобожденным управлением вертолет самостоятель­но стабилизируется в исходное положение после кратковремен­ного изменения углов крена на величину не более 3°.

208

При (выключении одного двигателя с выключенным автопило­том по всем каналам и с освобожденным управлением на скоро­сти 120 км/ч в спокойной атмосфере возможен кратковремен­ный полет без вмешательства пилота в управление всеми рыча­гами в течение 18,5—33 с в режиме горизонтального полета, 12 с в режиме набора высоты на номинальном режиме двигате­лей и в течение 13 с на режиме снижения с работающими дви­гателями. По истечении указанного времени на всех трех режи­мах полета вертолет изменяет угол крена до 26°, а угол танга­жа до 11,5°.

Автоматическая система поддержания оборотов несущего винта дри выключении одного двигателя (или его отказе) обе­спечивает поддержание оборотов в допустимых пределах 89— 103% без вмешательства пилота только в том случае, если дви­гатели работали на режимах ниже номинального. На режимах выше номинального выключение одного двигателя приводит к снижению оборотов несущего винта ниже 89%.

При выключении одного двигателя в режиме горизонталь­ного полета на скорости 190—200 км/ч обороты несущего винта за 2—3 с уменьшаются с 95 до 92%. При увеличении мощности работающего двигателя раздельным управлением и уменьшени­ем общего шага винта на 1°, обороты несущего винта восста­навливаются в течение 3 с.

При выключении одного двигателя во время набора ^!высоты при номинальном режиме работы двигателей обороты несущего винта уменьшаются с 95 до 85% за 3,5 с. Если работающему двигателю задать взлетный режим, а общий шаг уменьшить на 1°, то вертолет переходит в горизонтальный полет, а обороты несущего винта восстанавливаются до исходных за 4—5 с. В другом полете при (выключении одного двигателя во ⁽время набора высоты на скорости 120 км/ч при номинальном режиме работы двигателей время полета без вмешательства пилота со­ставило 4 с. При этом, чтобы обороты не (вышли за допустимые пределы, необходимо было по истечении указанного времени уменьшить общий шаг на 2,5°. После уменьшения общего шага вертолет энергично ^перешел на пикирование с угловой скоростью

7 град/с.

Перед конструктором ставится задача улучшить систему ав­томатического поддержания оборотов несущего винта так, что­бы они не выходили за допустимые пределы при отказе одного двигателя не только на режимах ниже номинального, но и вы­ше номинального, вплоть до взлетного.

С учебной целью разрешается запускать в полете останов­ленный двигатель на высотах не более 3000 м и не менее 500 м при скорости 120—130 км/ч по прибору. Перед запуском необ­ходимо установить запускаемому двигателю минимальный лимб путем опускания рычага раздельного управления вниз до упо­ра. При помощи ручки общего шага установить работающему

8 2426 209

двигателю обороты турбокомпрессора не выше номинальных ц не ниже 80%. Запуск двигателя производится по той же мето­дике, что и на земле. После запуска двигателя рычаг раздель­ного управления этого двигателя переводится в среднее поло­жение. Затем следует установить необходимый режим полета. Обычно выключение одного двигателя для полета с учебной целью приурочивают к посадке с одним работающим двигате­лем, поэтому остановленный двигатель запускается на земле.

2. Посадка с одним работающим двигателем

Развороты для маневра на посадку с одним работающим двигателем выполняются с креном не более 15°. Как показали эксперименты, минимальная потеря высоты при установившем­ся развороте с углом крена 20° с одним работающим двигате­лем будет при скорости 80—ПО км/ч. Так, например, в одном из испытательных полетов потеря высоты при развороте на 180° получена на скорости 100 км/ч—20 м, на скорости 50 км/ч-— 80 м, на скорости 150 км/ч — 40 м.

Посадка может выполняться с включенными или выключен­ными каналами тангажа и крена автопилота.

Посадка с одним работающим двигателем производится при. отказе одного двигателя и с учебной целью.

К настоящему времени разработаны два способа посадки с одним работающим двигателем: посадка по-самолетному и по­садка с коротким пробегом по новой методике, разработанной ГосНИИГА.

Посадка по-самолетному. Снижение перед посадкой осущест­вляется на скорости 120 км/ч с вертикальной скоростью 2—3 м/с, но не более 4 м/с. Уточнение расчета на посадку производится так же, как и при заходе на посадку с двумя работающими двигателями, но более плавными перемещениями рычага об­щего шага. При движении рычага общего шага вверх обороты несущего винта уменьшаются интенсивнее, чем при работе двух двигателей.

Посадка начинается с высоты 30—40 м (в два раза меньше^ чем посадка с двумя двигателями). С этой высоты необходима начать уменьшение поступательной скорости выбором ручки циклического шага на себя с таким темпом, чтобы к моменту приземления она была 40—50 км/ч (такая же как и при посад­ке с двумя работающими двигателями). Одновременно умень­шают вертикальную скорость снижения к моменту приземления-до 0,1-—0,2 м/с плавным движением ручки общего шага вверх,-доведя режим работы двигателя до взлетного в момент при­земления. После приземления на основные колеса уменьшить общий шаг до минимального, вывести корректор газа влево, ры­чаг раздельного управления работающего двигателя перевести на защелку в нейтральное положение. Применить тормоза для уменьшения пробега (рис. 80).

210

Длина пробега и посадочная дистанция зависят от тех же факторов, что и при посадке с коротким пробегом с двумя ра­ботающими двигателями. В одном из испытательных полетов при весе вертолета 11 300 кг, посадочной скорости 40—50 км/ч,

В_п= 5^0-580 м

1 /= 120 км/я _ч У^ 2-3 м/с ^ Начало уменьшения^,

Рис. 80. Профиль и элементы посадки вертолета Ми-8 с одним работающим двигателем по-само­летному

температуре окружающего воздуха 22° С и атмосферном давле­нии 755 мм рт. ст. длина пробега составила 185—225 м, а поса­дочная дистанция с высоты 15 м — 380—810 м (рис. 81). Здесь показаны три посадки в одних и тех же условиях. Результаты получены различные вследствие неоднообразного пилоти­рования.

Н,м

10 п
				,
	200 400 600 800 1,м

Рис. 81. Длина пробега и посадочная дистанция при посадке с пробегом вертолета Ми-8 с одним работаю­щим двигателем

Среднее значение посадочных характеристик будет следую­щее: скорость на высоте 25 м — 120 км/ч, посадочная скорость 40—50 км/ч, длина пробега 85—100 м, посадочная дистанция МО—580 м. Минимальная посадочная дистанция получена при скорости 90—100 км/ч на высоте 25 м и составляет 350—380 м.

Посадочные характеристики при посадке с одним работаю­щим двигателем существенно изменяются от центровки вертоле­та. При предельно передней центровке и одинаковых скоростях На высоте 25 м скорость приземления будет меньше, чем при

⁸* 211

нормальной центровке на 17—20%. Уменьшение скорости при­земления приводит к уменьшению длины пробега на 25—30%. При предельно задней центровке наоборот: посадочная ско­рость увеличивается по сравнению с посадочной скоростью при нормальной центровке на 25—30%, а длина пробега растет в два раза. При предельно задней центровке посадка затрудняет­ся ввиду снижения эффективности торможения на воздушном

Начало

уменьшения У и двумя ручками

Остановки

Рис. 82. Профиль и элементы посадки вер­толета Ми-8 с одним работающим двига­телем с коротким пробегом

Переход на = 50-70км/ч

= 120 ими

У_у= 2-3 м/с

участке траектории, есть опасность удара хвостовой опорой о землю.

Посадка с коротким пробегом. Указанная методика дает возможность успешно произвести посадку на ограниченную по размерам площадку, или на пересеченное место, где нельзя до­пустить пробега (рис. 82). С учебной целью такую посадку не­обходимо производить на грунтовую или бетонированную поло­су размером не менее 120X60 м с открытыми воздушными под­ходами. Первые посадки с учебной целью необходимо выполнять с полетным весом вертолета не более 8500—9000 кг.

Скорость предпосадочного снижения должна быть 120 км/ч с вертикальной скоростью 2—3 м/с. С высоты 100 м уменьшить скорость до 60—70 км/ч, а вертикальную скорость увеличить до 4—6 м/с. Для получения еще большего угла наклона траекторий скорость можно довести до 50 км/ч, а вертикальную скорость снижения до 7 м/с. С высоты 40—50 м начать уменьшение по­ступательной и вертикальной скоростей двумя ручками управле­ния таким темпом, чтобы на высоте 10—15 м скорость была бы 15—20 км/ч, а мощность двигателя была бы доведена до взлет­ной. При этом общий шаг увеличивать плавно, чтобы обороты несущего винта были не менее 92%. На высоте 5—10 м движе­нием ручки циклического шага от себя создать вертолету поса-

212

дочный угол тангажа. С высоты 10—15 м по мере приближения к земле общий шаг выбирать вверх более энергично с таким тем­пом, чтобы на высоте 0,5—1 м он был близок к максимальному. Возросший реактивный момент парировать движением травой педали вперед. Вертолет приземляется с небольшой вертикаль­ной и поступательной скоростями или без поступательной ско­рости. Обороты несущего винта в момент приземления могут доходить до 70—80%. Энергичными движениями двумя ручками управления здесь были использованы энергия движения верто­лета и энергия вращения несущего винта, в результате поступа­тельная и вертикальная скорости были доведены до минималь­ных, почти до нуля.

Если приземление произошло с поступательной скоростью и начался пробег, для торможения необходимо отклонить ручку циклического шага незначительно на себя, не уменьшая общий шаг, применить торможение колес. После остановки вертолета поставить ручку циклического шага в нейтральное положение и опустить ручку общего шага вниз до отказа с одновременным выведением корректора газа влево. Такое действие рычагами управления предотвращает возможность удара лопастей о хвос­товую балку.

Как показали неоднократные летные испытания, при таком способе посадки вертолет приземляется без лробега или с неболь шим пробегом не более 30 м. Посадочная дистанция при этом с. высоты 15 м составляет 85—115 м (см. рис. 82).

8* 2726