Глава VIII

ПЛАНИРОВАНИЕ И ПОСАДКА НА РЕЖИМЕ САМОВРАЩЕНИЯ НЕСУЩЕГО ВИНТА

§ 1. Планирование

1- Общая характеристика режима планирования и схема сил, действующих на вертолет

На вертолете Ми-8 можно производить планирование на ре­жиме самовращения несущего винта с двигателями, работающи­ми на режиме малого газа, и с неработающими двигателями при их отказе или выключении с целью посадки на режиме самовра­щения при тренировках.

Планирование на режиме самовращения несущего винта обыч­но совершается с включенным автопилотом, кроме канала высо­ты, но возможен полет и с выключенным автопилотом.

При работе двигателей на малом газе или при неработаю­щих двигателях стабилизатор оборотов несущего винта не рабо­тает, поэтому обороты поддерживаются в необходимых пределах пилотом при помощи ручки общего шага.

При планировании на режиме самовращения несущего винта на вертолет действуют следующие силы и моменты (рис. 83). Несущим винтом создается общая аэродинамическая сила К, которая ручкой циклического шага отклонена вперед от верти­кали на соответствующий угол. За счет маховых движений эта сила вместе с конусом вращения заваливается назад и вправо. Но пилот для нужной балансировки вертолета отклоняет конус вращения и аэродинамическую силу ручкой циклического шага влево на необходимый угол. Сила К в связанной системе коорди­нат раскладывается на тягу Г, продольную силу Н и боковую силу 5, направленную влево по плоскости вращения несущего винта. В поточной системе координат сила тяги и продольная сила раскладываются каждая на две составляющие: Т_х и Т_у # Н_х и Ну. Сила тяги рулевого винта направлена вправо за счет перевода шага рулевого винта на отрицательные углы движени­ем левой педали вперед. На вертолет также действуют силы

214

вредного сопротивления вертолета X и веса О. Вес !в авою очередь раскладывается на две составляющие О_у и С_х.

На режиме планирования вертолет может балансироваться либо с левым креном, либо с правым скольжением. Но так как крен или скольжение крайне малы, то на рис. 83 они не показаны. При планировании на вертолет действуют следующие моменты: продольный момент аэродинамической силы винта К,

Т /?

Вид А

Рис. 83. Схема сил и моментов, действующих на вертолет Ми-8 при плани­ровании на режиме самовращения несущего винта

разворачивающий момент несущего винта, действующий вправе за счет трения в трансмиссии, путевой момент рулевого винта, продольный и поперечный моменты втулки за счет разноса го­ризонтальных шарниров, поперечный и продольный моменты рулевого винта, поперечный момент боковой силы и продольный момент стабилизатора.

Для соблюдения прямолинейности полета и постоянства уг­ла планирования необходимо, чтобы сила Т_у уравновешивала составляющую веса О_у и составляющую продольной силы Н_у\ ТО Н

215

8*'

Для равномерности полета необходимо, чтобы сумма сил, составляющих тяги Т_х, продольной силы Н_х, сопротивления вер­толета X уравновешивалась составляющей веса О_х.

т_х+н_х+х=о_х.

Как и при планировании самолета сумма всех аэродинами­ческих сил, действующих на несущий .винт и вертолет, направ­лена вертикально вверх и равна весу вертолета.

Для соблюдения продольного равновесия необходимо, чтобы сумма всех продольных моментов была равна нулю.

В боковом направлении вертолет на указанном режиме, в отличие от режимов полета с работающими двигателями, балан­сируется либо с левым креном, либо с правым скольжением. Углы крена и скольжения крайне малы. При полете с левым креном тяга рулевого винта уравновешивается боковой силой 5 несущего винта и составляющей веса 0₂, а при полете с правым скольжением — боковой силой 5 несущего винта и боковой си­лой фюзеляжа С}₂ (на рис. 83 не показано).

2. Летные характеристики вертолета Ми-8 в режиме планирования

Обороты несущего винта. На вертолете Ми-8 на режиме са­мовращения обороты несущего винта лоддерживаются при по­мощи ручки общего шага: для увеличения оборотов общий шаг уменьшается, для уменьшения — общий шаг увеличивается. Рекомендуемые обороты несущего винта 92—96%, перед посад­кой 98—100%, минимально допустимые — 89%, максимально допустимые в течение 30 с—103%, в течение 5 с—105%. Обороты несущего винта на режиме самовращения на данном шаге будут зависеть от полетного веса: чем меньше вес, тем меньше обороты винта. При планировании на незагруженном вертолете, даже при минимальном общем шаге (1°), обороты могут выйти за предел минимально допустимого — 89%. Регу­лировка общего шага несущего винта должна быть такой, что­бы в этом случае обороты были не ниже 89%. Обороты винта также изменяются от скорости планирования по траектории: чем больше скорость планирования, тем больше обороты, так как улучшаются условия авторотации с уменьшением углов атаки несущего винта. Изменение скорости полета на 100 км/ч ведет к изменению оборотов несущего винта на 5%. Но так, как на режиме самовращения диапазон рекомендуемых скоростей небольшой, изменение оборотов от скорости полета мало замет­но, поэтому данный фактор практического значения не имеет.

При имитации отказа двух двигателей в испытательном по­лете были получены следующие результаты. В режиме горизон­тального полета после выключения двух двигателей за одну се­кунду обороты несущего винта уменьшились на 4—5%, при

216

уменьшении общего шага до минимального значения — через одну секунду после начала падения оборотов, через три секун­ды обороты восстановились до прежнего значения (95%). В ре­жиме набора высоты при последовательном уменьшении мощ­ности раздельным управлением и уменьшении общего шага в течение трех секунд обороты несущего винта уменьшаются от 95 до 87%. В течение последующих трех секунд обороты вос­станавливаются до 95%. Если после выключения двух двигате­лей общий шаг уменьшать темпом не менее 6 градусов в секун­ду, то обороты несущего винта продолжают уменьшаться в те­чение 3—5 с; достигнув минимального значения, они восстанав­ливаются и в конце процесса перехода на авторотацию превы­шают исходные обороты на 3—5%. Минимальные обороты в критической точке зависят от величины общего шага, при кото­ром выключаются двигатели, т. е. от режима полета, а также от темпа уменьшения общего шага. Так, например, при выклю­чении двигателей в режиме набора высоты при общем шаге око­ло 9°, минимальные обороты достигают 85%, а при недостаточ­ном темпе уменьшения общего шага — могут достигать 78— 79%. На основании экспериментов установлена наиболее ра­циональная методика действия ручкой общего шага при вы­ключении двигателей с учебной целью или при их отказе: уменьшение общего шага до минимального значения должно быть с запаздыванием не более одной секунды и с темпом не менее 6 градусов в секунду.

Поступательная скорость. Для вертолета Ми-8 поступатель­ная скорость на режиме самовращения несущего винта допус­кается в том же диапазоне, что и для набора высоты, горизон­тального полета и снижения с работающими двигателями (см. табл. 17). Допустимый диапазон скоростей необходим при ма­неврировании для изменения дальности планирования, напри­мер, при вынужденной посадке при отказе двигателей или по другим причинам.

Рекомендуемая скорость независимо от высоты и веса вер­толета составляет 140—180 км/ч по прибору, так как при ско­рости 140—150 км/ч вертолет имеет минимальную вертикаль­ную скорость снижения, а при скорости 180 км/ч — минималь­ный угол планирования.

Вертикальная скорость снижения. Вертикальная скорость снижения на режиме самовращения несущего винта для верто­лета определяется по следующей формуле:

где Л/д.г.п—мощность, потребная для горизонтального лблета. На основе общих законов аэродинамики и согласно приведенной формуле минимальная вертикальная скорость снижения на ре­жиме самовращения несущего винта должна быть на скорости,

217

соответствующей экономической скорости горизонтального по­лета, так как на этой скорости минимальная потребная мощ­ность. Но, как показали эксперименты, у вертолета Ми-8 мини­мальная вертикальная скорость получена на большей скорости, чем экономическая горизонтального полета и составляет 140— 150 км/ч. Эта скорость больше экономической горизонтального полета по причине аэродинамической особенности вертолета Ми-8 и завышения показаний указателя скорости на режиме

самовращения несущего винта.

100

150 У_пр, КМ/Ч

м/с

На рис. 84 дана зависимость вертикальной скорости снижения от скорости по траектории на режиме планирования для вертолета Ми-8 с нормальным полетным весом в стандартной атмосфере на уров­не моря. Как видно по рисунку, ми­нимальная вертикальная скорость снижения будет при скорости по прибору 140—150 км/ч и составляет 8 м/с.

На других скоростях, больших

режиме самовращения несу­щего винта от скорости по тра­ектории для вертолета Ми-8

Рис. 84. Зависимость верти- или меньших указанной, верти­кальная скорость в обоих случаях увеличивается.

Вертикальная скорость, кроме

с нормальным весом в стан- _ТОГо, зависит от веса вертолета обо-дартнои атмосфере „а уровне _{ротш несущег0} „инта, ВЫСОТЫ ПО-

лета и атмосферных условий: чем больше вес, высота полета, темпе­ратура окружающего воздуха и меньше атмосферное давление, тем больше вертикальная скорость снижения, и наоборот. При оптимальных оборотах несущего винта (92—96%) вертикальная скорость снижения минимальная, при оборотах больше или меньше оптимальных, в обоих случаях, вертикальная скорость снижения увеличивается ввиду уменьшения тяги винта.

Угол планирования и дальность планирования. Угол плани­рования вертолета определяется .по следующей формуле:

6 = 57,3^.

Большой интерес представляет минимальный угол планиро­вания, который отражает планерные свойства вертолета. Соглас­но законам аэродинамики минимальный угол планирования, а значит, и максимальная дальность планирования должны быть при наивыгоднейшей скорости горизонтального полета (для вертолета Ми-8 —220 км/ч). Однако (ввиду аэродинамических особенностей вертолета Ми-8, такая закономерность нарушает­ся: летными испытаниями установлено, что минимальный угол

218

планирования достигается лишь на скорости около 180 км/ч. На рис. 85 .показано изменение угла планир01вания от скорости полета вертолета Ми-8 в условиях стандартной атмосферы на высоте 800 м с весом 10850 кг, полученное в одном из испыта­тельных полетов. Как видно, наивыгоднейшая скорость сниже­ния та, при которой минимальный угол планирования состав­ляет 50 м/с или 180 км/ч, при этом вертикальная скорость снижения равна 10 м/с. Согласно приведенной формуле минимальный угол планирования составит 11,5°. На скоростях

30

20

ю

0

60Уист,м1с

		к 1
		\0мин=11,5°
				|
				1

Рис. 85. Зависимость угла планирования от скорости полета вертолета Ми-8 на ре­жиме самовращения несущего винта в усло­виях стандартной атмосферы на высоте 800 м при 0 = 10 850 кг

больше или меньше 180 км/ч в обоих случаях угол планирования будет больше.

При скорости 180 км/ч достигается максимальная дальность планирования: Ь_ш&х = Н-с1§ Отт, где Я — высота полета.

Подставляя в формулу значение минимального угла плани­рования, получим максимальную дальность планирования в штиль:

т. е. максимальная дальность планирования больше высоты в среднем в 5 раз. По этим данным можно судить об аэродина­мическом качестве вертолета.

Как видно из приведенного примера, максимальное качество составит около 5. Это говорит о том, что планерные свойства вертолета невысокие.

Дальность планирования с учетом ветра определяется по той же формуле, что и для самолета:

где 1^ — скорость ветра; I — время планирования.

Потребный общий шаг. Для удержания оптимальных оборо­тов несущего винта на режиме самовращения необходим опре-

219

деленный общий шаг винта. Потребный общий шаг зависит от высоты полета и веса вертолета: чем больше вес и высота по­ лета, тем больше потребный шаг для удержания заданных обо- д>Ъшор ротов несущего винта, так

	V	—^	?Н=3000м
		—«т-
О.=11100кг>		—^

I —г- 1— —1 как при том же шаге с уве­личением высоты и веса вер­толета обороты будут увели­чиваться и выходить за пре­делы оптимальных для вер­толета Ми-8 92—96%.

О

100

150

200 250 V, км/ч

Рис. 86. Потребный общий шаг для планирования на режиме самовра­щения несущего винта вертолета Ми-8

От скорости полета по­требный шаг зависит сле­дующим образом: чем боль­ше скорость, тем больше потребный шаг, так как с увеличением скорости при постоянном шаге обороты несущего винта незначи­тельно увеличиваются. На рис. 86 дана зависимость общего шага винта от ско­рости полета, высоты и веса-вертолета, полученная аэро­динамическим расчетом. Как видно по кривым, потребный шаг практически остается постоянным, что подтверждено и летными испытаниями, так как обороты от скорости меняются незначи­тельно.

3. Особенности режима планирования и методики его выполнения

Перевод вертолета на режим планирования можно осущест­влять уменьшением общего шага при правой коррекции, а так­же с одновременным переводом корректора газа влево. В обоих случаях автоматическая система поддержания оборотов вы­ключается, и обороты несущего винта необходимо поддержи­вать изменением общего шага.

Для перевода вертолета с режима полета с работающими двигателями на режим планирования необходимо установить скорость в пределах допустимого диапазона на данной высоте или рекомендуемую независимо от высоты скорость ПО— 140 км/ч по прибору. Уменьшить общий шаг до минимального значения и поворотом корректора газа влево перевести двигате­ли на режим малого газа. Если обороты несущего винта будут более рекомендованных, необходимо увеличить общий шаг так,, чтобы обороты были в пределах 02—96%, не допуская' их ниже 89%.

220

Планирование с задросселированными двигателями ничем не отличается от планирования с выключенными или отказавши­ми двигателями. Разница будет лишь в том, что на высотах бо­лее 1500 м вертикальная скорость снижения несколько умень­шается, так как для удержания необходимых оборотов потре­буется больше шаг несущего винта, а при увеличении общего шага двигатели будут переводиться с режима малого газа на повышенный режим. На винт будет передаваться некоторая мощность через свободные турбины.

По мере приближения к земле обороты несущего винта бу­дут уменьшаться, для удержания оборотов в необходимом пре­деле общий шаг следует уменьшать. При этом следует руко­водствоваться показаниями счетчика оборотов несущего винта. На высотах менее 1000 м при незагруженном вертолете и при минимальном шаге обороты могут выйти за минимально допу­стимые пределы (89%). В этом случае увеличивать общий шаг не рекомендуется, так как обороты могут значительно умень­шиться.

При переводе вертолета на режим самовращения несущего винта нарушается его балансировка: он разворачивается впра­во вследствие исчезновения реактивного момента, опускает нос и кренится ©право. Для нужной балансировки необходимо от­клонить левую педаль вперед, чтобы изменить направление тя­ги рулевого винта, ручку управления переместить влево для уравновешивания тяги рулевого винта и на себя для предотвра­щения роста скорости.

При планировании можно совершать развороты в любую сторону с углом крена до 20°. Эффективность управления при разворотах на авторотации ниже, чем при разворотах в полете с работающими двигателями. Правый разворот выполняется с необычным для пилота положением рычагов управления, так как левая педаль остается отклоненной вперед. При вводе в разворот обороты несущего винта при том же шаге увеличива­ются, так как увеличивается вертикальная скорость снижения, условия авторотации улучшаются, винт развивает большие обо­роты и большую тягу. Уменьшать обороты затяжелением винта не рекомендуется. При выводе из разворота обороты винта са­мостоятельно восстанавливаются до прежней величины.

Для перевода вертолета из режима планирования в полет с работающими двигателями необходимо вначале повернуть ру­коятку корректора в правое положение, а затем ручкой общего шага установить необходимую мощность двигателям. Обороты винта не допускать ниже 89%. При увеличении мощности вер­толет разбалансировывается. Действуя всеми рычагами управле­ния в обратном порядке по сравнению с действием при перево­де вертолета на режим самовращения несущего винта, необхо­димо сбалансировать вертолет.

221