Глава IX

БАЛАНСИРОВКА, УПРАВЛЯЕМОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ВЕРТОЛЕТА Ми-8

§ 1. Центровка и загрузка вертолета

Центровка вертолета определяется положением его центра тяжести в связанной системе координат. Для вертолета Ми-8 за начало координат принята точка пересечения оси вала несу­щего винта с плоскостью вращения. Схема координатных осей для отсчета центровки вертолета Ми-8 дана на рис. 90.

При всех вариантах загрузки вертолета центр тяжести его

-у

Рис. 90. Схема осей координат для отсчета центровки вертолета Ми-8

м ожет перемещаться в больших пределах по про­дольной оси X, что суще­ственно влияет на балан­сировку и управляемость вертолета. По вертикаль­ной оси V возможность перемещения центра тя­жести ограничена и почти не влияет на баланси­ровку и управляемость, поэтому в практике за та­ким перемещением не следят. Поперечная центровка у верто­лета Ми-8 также не рассчитывается, но учитывая большую ши­рину кабины, установлен определенный порядок размещения гру­зов и пассажиров. Проверяется поперечная центровка на режиме висения по положению ручки циклического шага в поперечном направлении.

Продольная центровка вертолета существенно влияет на продольную балансировку и управляемость, изменяя в больших пределах потребные отклонения кольца автомата перекоса и ручки циклического шага в продольном направлении. Эти от­клонения становятся большими особенно на висении и на боль­ших скоростях полета. Может возникнуть недостаток запаса управления для выполнения желаемого режима полета, особен-

228

но при нарушении пределов допустимых центровок. Продольная центровка вертолета приобретает большое практическое значе­ние, так как ее величина изменяется от характера загрузки вертолета.

Диапазон допустимых эксплуатационных предельных цен­тровок обусловливается величиной отклонения кольца автомата перекоса в продольном направлении, условий компоновки, раз­мещения оборудования и поэтому устанавливается строго опре­деленным для каждого типа и варианта вертолета. Исходя из условий компоновки, размещения несъемного оборудования и всех вариантов загрузки для вертолета Ми-8 даны следующие эксплуатационные допустимые центровки загруженного верто­лета: для всех вариантов вертолетов Ми-8Т и Ми-8П предельно передняя центровка Х_т = 0,37 м, предельно задняя Х_т =—0,08 м.

Веса пустых вертолетов с полным оборудованием (неизме­няемая часть) и их центровки будут следующие: транспортный вертолет Ми-8Т — вес 6977 кг, центровка Х_т = 0,11 м; пассажир­ский вертолет Ми-8П — вес 7006 кг, центровка Х_т = 0,05 м. При установке на вертолет лыжного шасси вес пустого вертолета увеличивается на 164,5 кг, центр тяжести пустого вертолета сме­щается ©перед на 20 мм. Вес и центровку пустого конкретного экземпляра вертолета необходимо брать из формуляра.

При эксплуатации вертолета необходимо строго соблюдать пределы допустимых эксплуатационных продольных центровок. Если при загрузке вертолета центровка выйдет за пределы до­пустимой, то запас управления окажется недостаточным для установления желаемого режима полета или маневра. Особен­но отрицательно сказывается нарушение центровки при выпол­нении вертикальных режимов полета и при полете на больших скоростях.

Величина допустимых эксплуатационных центровок для вер­толета Ми-8 выбрана из расчета, чтобы был достаточный запас продольного управления для выполнения всех режимов полета по отклонению ручкой циклического шага в продольном на­правлении или по отклонению кольца автомата перекоса в том же направлении с 20%-ным запасом от половины их полного отклонения. Это значит, что даже при перемещении назад со скоростью 10 км/ч с попутным ветром до 5 м/с при предельно передней центровке остается запас хода ручки или отклонения кольца автомата перекоса на себя до упора 20% от половины их полного отклонения в продольном направлении. Такой же запас будет при максимальной скорости полета с предельно задней центровкой. Имеющийся запас продольного управления у вертолета Ми-8 гарантирует возможность безопасного пило­тирования на всех режимах полета, в том числе и в условиях турбулентной* атмосферы, что подтверждено неоднократными летными испытаниями и многолетней практикой летной экс­плуатации.

229

Для соблюдения допустимых эксплуатационных центровок топливные емкости размещены на вертолете так, что их центры тяжести расположены близко к оси вала несущего винта, при­чем центр тяжести расходного бака — за осью вала несущего винта, а подвесных баков — впереди оси вала. Центр тяжести дополнительных баков расположен на оси вала несущего винта, и изменение количества топлива в этих баках на центровку вер­толета не влияет. Различные варианты заправки топливом и его

Переднее ₁

откидное

сиденье

Гардеробу багажник

Ряды кресел

Рис. 91. Схема расположения сидений в пассажирском варианте вертолета Ми-ЭД

5*сход во время ^полета незначительно изменяют центровку вер­толета, причем лри заправке расходного бака центр тяжести перемещается назад, а при заправке подвесных баков — вперед; при расходе топлива изменение положения центра тяжести про­исходит в о брдтжши пор я дк&. Например, при полнои^выработке «в»лолёте' «топлива из подвесных баков (1104 кг) центровка вер­толета смещается вперед всего на 10 мм при предельно перед­ней начальной центровке 370 мм и назад на 25 мм при предель­но задней начальной центровке (30 мм).

Транспортный вариант вертолета может быть легко переобо­рудован для перевозки пассажиров на жестких откидных си­деньях (десантный вариант), для перевозки лежачих больных (санитарный вариант), для перевозки грузов на внешней под­веске и для перегонки с дополнительными топливными одним или двумя баками внутри кабины. Пассажирский вариант вер­толета также может быть переоборудован в транспортный для перевозки грузов внутри кабины, санитарный, для перевозки грузов на внешней подвеске и для перегонки с дополнительны­ми топливными одним или двумя баками внутри кабины.

Для сохранения центровки в допустимых пределах размеще­ние грузов, пассажиров и лежачих больных в различных вари­антах вертолета Ми-8 производится в строго определенном установленном порядке.

Для обеспечения допустимых эксплуатационных центровок при неполном комплекте пассажиров в пассажирском варианте вертолета Ми-8П следует размещать их в такой последователь-

230

ности по рядам: 1 ряд, 2 ряд, 5 ряд, 4 ряд, 6 ряд, 3 ряд, 7 ряд, 8 ряд (рис. 91). При указанном порядке размеще­ния пассажиров и при любом количестве топлива в топливной системе центровка не выходит из допустимых пределов Х_т = = 0,37ч—0,08 м, но численное ее значение будет неизвестно.

Для точного определения центровки в любом варианте за­грузки и заправки топлива для пассажирского варианта верто­лета Ми-8П создан центровочный график (рис. 92). Методика определения центровки по графику такая же, как и для верто­лета Ми-4, поэтому она здесь не приводится.

Предельно передняя центровка у пассажирского варианта вертолета Ми-8П получена при общем полетном весе 8046 кг и следующем варианте загрузки: снята часть отопления, установ­лен кондиционер, экипаж (3 человека) на своих местах, топли­во в расходном баке 70 кг, три пассажира на первом ряду си­дений и на откидном переднем сиденье. При этом варианте за­грузки центровка составила Х_т = 0,25 м.

Предельная задняя центровка у этого варианта вертолета получена при общем весе 10506 кг и следующем варианте за­грузки: два пилота на своих местах, бортмеханик в конце пас­сажирской кабины, масла 50 кг, топлива в расходном баке 346 кг, пассажиров 28, багаж в багажнике 420 кг, пальто пас­сажиров в гардеробе 30 кг. При этом получена центровка Х_т = —0,03 м.

При переоборудовании пассажирского варианта вертолета Ми-8П в транспортный для транспортировки мелких грузов внутри кабины при загрузке необходимо руководствоваться трафаретом, нанесенным на полу пассажирской кабины (рис. 93). Трафарет представляет собой ряд стрелок красного цвета, нанесенных на полу кабины впереди оси вала несущего винта с надписями от «4 т» у первой стрелки до «0,3 т» у последней стрелки в районе первого шпангоута; и стрелок синего цвета, расположенных за осью вала с надписью от «4 т» до «0,3 т» у шпангоута № 13. Грузы необходимо размещать так, чтобы об­щий их центр тяжести находился между красными и синими стрелками, соответствующими общему весу груза. При таком размещении грузов и при любом количестве топлива в топлив­ной системе центровка не выходит из (Пределов допустимого для этого варианта вертолета Х_т = 0,37ч—0,08 м.

При переоборудовании транспортного варианта вертолета Ми-8П в санитарный вариант для перевозки лежачих больных установлена следующая последовательность размещения при наличии больных меньше 12: первая очередь — 3 человека сза­ди по правому борту, вторая очередь — 3 человека спереди по левому борту, третья очередь — 3 человека сзади по левому борту, четвертая очередь — 3 человека спереди по правому бор­ту. Например,*требуется разместить только 7 больных. Трех больных размещают сзади по правому борту, трех больных —

231

7400

На центробку не влияет

Рис. 92, Центровочный график пассажирского варианта вертолета Ми-8П

Центровка пустого вертолета, ми

300 260 220 180 ПО 100 60 20 0-20 -60

-60 -100

-20

Предельно задняя центроВка-Ь

1200

Центробка вертолета на взлете 0 360 320 280 24-0 200

Предельна передняя центробка-370мм

или 5 полете₇ мм

160 120 80 40 10

спереди по левому борту и одного — сзади по левому борту. При указанной последовательности размещение больных при любом количестве топлива в топливной системе и при переме­щении медработника по всей кабине центровка вертолета не выходит из пределов допустимых Х_т = 0,37ч—0,08 м. При пере­возке больных на носилках в пассажирском варианте вертоле­тов последовательность размещения больных произвольная.

Вид сверху на грузобой пол тКрасный ^Голубой

Н.П

Рис. 93. Схема разметки на полу кабины пассажирского варианта верто­лета Ми-8П

Предельно передняя эксплуатационная центровка близко к Х_т = 0,37 м получается у этого варианта вертолета лишь при следующем варианте загрузки: частично снято отопление, уста­новлен кондиционер, установлена стрела, два пилота, бортмеха­ник и медработник у стрелы, полная заправка маслом, 11 боль­ных (без переднего по правому борту), питьевая вода, груз 200 кг на стреле, топлива 70 кг в расходном баке.

При транспортировке грузов на внешней подвеске у пасса­ жирского варианта вертолета Ми-8П центровка не выходит из пределов, допустимых Х_т = 0,37ч 0,08 м, так как подвесная си­ стема находится близко к центру тяжести вертолета. При этом максимально допустимый взлетный вес установлен 11000 кг, а максимальный «вес груза на подвеске не более 2500 кг.

При переоборудовании пассажирского „варианта вертолета Ми-8П в транспортный с увеличенной дальностью полета внут­ри кабины ставится дополнительно один или два бака. Топливо,

2426

233

размещенное в дополнительных баках, на центровку не влияет независимо от количества топлива в них. Поэтому при расчете центровки топливо в дополнительных баках не принимается во внимание.

Для соблюдения допустимых пределов центровок транспорт­ного варианта вертолета Ми-8Т при загрузке необходимо пользо­ваться трафаретом на правом борту грузовой кабины (рис. 94).

Вид на прабый борт

Строительная горизонталь

н.п

Линия пола грузовой кабины

Рис. 94. Схема разметки на правом борту грузовой кабины вертолета

Ми-8Т

Трафарет представляет собой ряд синих стрелок, располо­женных впереди оси вала с отметкой «4 т» у первой стрелки впереди оси вала до «0,3 т» у последней стрелки между шпан­гоутами № 5 и 6 фюзеляжа и ряда красных стрелок позади оси вала с отметками, начиная с «4 т» у первой стрелки за осью вала до «0,5 т» у последней стрелки между шпангоутами № 12 и 13 фюзеляжа. Грузы необходимо размещать так, чтобы их об­щий центр тяжести располагался между синей и красной стрел­ками, соответствующими суммарному весу грузов. Тогда при любом варианте заправки топливом центровка вертолета не выйдет из пределов, допустимых Х_т = 0,37ч—0,08 м.

Для точного определения центровки при любом варианте за­грузки и заправки топливом для этого варианта вертолета создан центровочный график (рис. 95). При пользовании этим графи­ком грузы необходимо ориентировать относительно отметок рас-

234

стояний от первого шпангоута фюзеляжа, нанесенных на левом борту фюзеляжа внизу с оцифровками через каждые полметра, начиная от 0,5 до 5,5 м.

Предельно передняя эксплуатационная центровка у транс-

пи

оси щп.

N1

0,5

Ь

Хц.тШШГ мальн.

вес

1 00

О 0 51015

Центровка пустой

машины_?мм

6700

6900 :

7100 : 7300-

ШШ 23 4567 8 V 360 260 2^0 160 80

/ШИПИ

-100 кг

' 320 260 2Ь0 200160120 80

-20 -ВО

1,0

100

-100КГ

1,5

2 ,0

100

100

100 КГ

I I < » I »

• 700КГ

I I М I I ‘ ‘ ‘ * ‘ ‘ ⁸ ‘ ‘ ‘

М | III

\

И1±,1Ц! I ? Л I! 811! !П I! П ! I

3,5

100

7 00

1 00

1 00

1 00

1 00

-100 кг

I II Щ.-И-Ц

На центровку не бмияет

-юокг

Г111)М1111111 III ШПИНКНН»1Ш1.15 5П! \ \

111 и 111111 м I м I м II м I,,»»^.ил^^.,^^^^^^_^^^I^^^лx^^^^^I и, I -*~100КГ

5,5

100

I » | 11м и.

пилоты г человека

дорттхт

в расхф

номдакс

В

нь/хбанок

Масло

180

9 0

346

7 /04

7 0

лчел

• 7чел

| I I I I I I II

• 100КГ

- 70 К Г

Взлетный 8ес_; кг

12000

пооо

10000

400 360 320 2В0 2*0 200 160 120 ВО 40 20

ч чччуу уггг

^Предельно- передняя центровка

Предельно-задняя^

центробка

Рис. 95. Центровочный график транспортного варианта вертолета

Ми-8Т

портного варианта вертолета Ми-8Т получена при полетном весе 11 433 кг при следующем варианте загрузки: 3 человека экипажа на своих местах, масло — 70 кг, топливо ъ расходном баке — 70 кг, лебедка с полным комплектом — 39 кг, кислородное обо­рудование— 19 кг, груз — 4000 кг на передней отметке. При

235

этом получена центровка Х_т = 0,322 м. Еще более передняя цент­ровка Х_т = 0,376 м получается у этого варианта вертолета с ве­сом 11 640 кг при наличии стрелы и груза на ней 200 кг, наличии топлива в расходном баке — 200 кг (бортмеханик находится у стрелы).

Предельно задняя центровка получена у транспортного вер­толета весом 7980 кг при следующем варианте загрузки: 2 пило­та на своих местах, бортмеханик в конце грузовой кабины, мас­ла 60 кг, топлива в расходном баке 346 кг, лебедка с управле-

Сиденье бортмеханика

\

Рис. 96. Нумерация сидений транспортного вер­толета Ми-8Т

нием и тросом 39 кг, груз 300 кг на задней отметке. Центровка при этом получена Х_Т = 0,005 м. Допустимая же задняя центровка Х_т= —0,08 м.

При перевозке пассажиров на откидных жестких сиденьях по бортам кабины, для соблюдения допустимых эксплуатаци­онных центровок необходимо пассажиров размещать строго в соответствии с номерами сидений (рис. 96).

При транспортировке грузов на внешней подвеске и в пере­гоночном варианте с дополнительными топливными баками в транспортном варианте вертолета Ми-8Т центровка также не выходит из допустимых пределов, как и у пассажирского вари­анта вертолета Ми-8П, при любом варианте заправки топливом — #_т = 0,37ч—0,08 м.

При смешанной транспортировке грузов внутри кабины и на внешней подвеске, как для транспортного, так и для пассажир­ского вариантов, вес (вертолета не должен превышать 11000 кг. При такой транспортировке грузы 'внутри кабины разме­щать так, чтобы они создали центровку вертолету ^ = 0,1 ±0,01 м без учета груза на внешней подвеске. Тогда при любом вариан­те заправки топливом и его расходе центровка вертолета будет находиться в оптимальны пределах. Суммарная загрузка не должна превышать 3000 кг.

Центровка вертолета Ми-8 в поперечном направлении, как правило, не рассчитывается, но грузы необходимо размещать симметрично относительно продольной оси вертолета. Если это­го достичь невозможно, то разрешается смещать грузы в сторо-

236

ну так, чтобы поперечный момент груза не превышал 900 кгс-м. Перед вылетом экипаж должен определить точную центров­ку для взлета, а также для посадки. Это он может сделать, поль­зуясь центровочными графиками отдельно для транспортного и пассажирского вариантов вертолета Ми-8 (см. рис. 92 и 95). Но указанные центровочные графики дают возможность определить точную центровку из множества вариантов загрузки вертолетов лишь для двух вариантов: при перевозке пассажиров в пасса­жирском варианте Ми-8П и при транспортировке грузов в транс­портном варианте Л1и-8Т. Указанные центровочные графики не дают возможность быстро определить точную центровку при следующих вариантах загрузки вертолетов:

— при транспортировке грузов в пассажирском варианте Ми-8П;

-при перевозке пассажиров в транспортном варианте вер­толета Ми-8Т (десантный вариант);

— при перевозке больных в санитарном варианте вертолетов Ми-8П и Ми-8Т;

— лри транспортировке грузов на внешней подвеске на вер­толетах Ми-8П и Ми-8Т.

Задача конструкторов к имеющейся методике по быстрому и точному определению центровки по центровочным графикам разработать дополнительную методику, чтобы дать возможность экипажам при любом варианте загрузки вертолетов Ми-8Т и Ми-8П быстро и точно определять центровку.

В случаях крайней необходимости центровка может быть определена методом простейшего расчета по следующей форму­ле:

г де ИМ— сумма моментов весов пустого вертолета, постоянного и переменного оборудования и грузов относительно оси вала не­сущего винта; О_взл — взлетный вес вертолета.

Для определения суммарного момента веса всего вертолета относительно оси вала несущего винта ИМ необходимо в первую очередь знать вес и центровку пустого вертолета, которые берут­ся из формуляра данного экземпляра вертолета, если же этих данных нет в формуляре, то можно воспользоваться общими данными: вес пустого пассажирского (варианта вертолета 7006 кг, транспортного — 6977 кг, центровка их соответственно +0,05 м и +0,11 м. Затем определяется момент пустого вертолета относи­тельно оси вала несущего (винта по следующей формуле:

м_п= о_пх_т._п.

После этогб необходимо определить сумму моментов весов постоянного и переменного оборудования относительно оси ва­ла несущего винта. Для этого вес и расстояние оборудования до

237

оси вала несущего ВИНТ! берутся из таблиц, помещенных в опи­сании вертолета или в руководстве по летной эксплуатации вер­толета Ми-8. Затем определяются моменты от грузов или пасса­жиров, размещенных в кабине, умножается вес груза на расстоя­ние до оси вала несущего винта.

Сложив моменты относительно оси вала несущего вибтсГ пустого вертолета, оборудования, грузов и пассажиров, определя­ем центровку вертолета по приведенной выше формуле.

Окончательно продольная и поперечная центровки проверя­ются на режиме висения по .положению ручки циклического шага! в продольном и поперечном направлениях. Если ручка отклоне­на на себя от нейтрального положения на ¼—1/2 .полного ее хода в этом направлении и вправо на величину около ¼ полного хода, то продольная и поперечная центровки не выходят из до­пустимых пределов.

В дальнейшем центровка будет определяться на режиме ви­сения и других режимах полета .по визуальному указателю поло­жения ручки циклического шага, который будет устанавливать­ся на приборных досках пилотов.