§ 4. Устойчивость

Вертолет Ми-8 без автопилота, как и другие одновинтовые вертолеты, обладает некоторой статической устойчивостью, от­сутствует у него динамическая устойчивость. О статической устойчивости фюзеляжа без несущего и хвостового винтов можно судить но изменению коэффициентов моментов фюзеляжа по

260

углу атаки фюзеляжа и по углу скольжения. На рис. 111 пред­ставлены изменения коэффициентов продольного момента, мо­ментов крена и рыскания в зависимости от углов атаки фюзе­ляжа и углов скольжения, по которым можно судить о статиче­ской устойчивости фюзеляжа относительно трех осей. На рис. 111, а представлено изменение коэффициента продольного момента фюзеляжа т_г от углов атаки без стабилизатора и со стабилизатором, установленным под разными углами. Как видно, фюзеляж без стабилизатора статически неустойчив, так как увеличение углов атаки фюзеляжа приводит к увеличению коэффициента продольного момента т_г, а следовательно, и про­дольного момента М_г = т₂-— лН²Я, действующего на кабриро­вание и стремящегося к дальнейшему увеличению угла атаки фюзеляжа. Фюзеляж со стабилизатором статически устойчив лишь при малых установочных углах от +5 до —5° и в области небольших углов атаки фюзеляжа от —15 до +10°. На больших углах установки стабилизатора и больших углах атаки фюзе­ляжа, что соответствует полету на режиме авторотации, фюзе­ляж статически неустойчив. Неустойчивость объясняется срывом потока со стабилизатора. На этом основании неуправляемый стабилизатор установлен под углом ■—6°.

На рис. 111,6 представлено изменение коэффициента мо­мента крена т_х (поперечного) от углов скольжения (3 и углов атаки фюзеляжа. Как видно, фюзеляж вертолета Ми-8 в попе­речном направлении в основном неустойчив, так как увеличение углов скольжения приводит к увеличению коэффициента мо­мента крена т_х, а следовательно, и поперечного момента М_х =

= т_х —~лД²Н, стремящегося и дальше увеличивать угол сколь­жения. Фюзеляж в поперечном направлении устойчив лишь на, больших отрицательных углах атаки (—20°) и то только в диа­пазоне углов скольжения от —2° до +6°.

На рис. 111,0 представлено изменение коэффициента момента рыскания (путевого) т_у от углов скольжения и углов атаки фюзеляжа. Как видно, почти на всех углах атаки фюзеляжа при малых углах скольжения от —10 до +10° в путевом отношении фюзеляж неустойчив, на углах, больше указанных, характери­стики устойчивости улучшаются. При углах скольжения ^; 10 <р< —10° фюзеляж нейтрален, а при скольжении больше 20° фюзеляж приобретает путевую устойчивость. Некоторое исклю­чение составляет лишь характеристика устойчивости фюзеляжа на больших отрицательных углах атаки (—20°) и в диапазоне малых углов скольжения: здесь он обладает хорошей путевой устойчивостью.

О продольной статической устойчивости всего вертолета Ми-8 (с несущим и хвостовым винтами) можно судить по балансиро­вочным кривым потребного отклонения автомата перекоса в про-

261

А=0°

<-/5°

^

/

/1

У,

У

А

У

0

•N7^0

/

^Без стабили^

штора

ч

у7

/7

—и,

-■^

0^

к**

У

«ГС:

-20

7 ^

' 20 р°

п

опок

«06=49,8

V

У^

п

0025

у

г^У^

о,

&^

\

$У\*

/

0

\

-20

у*-10

20 р°

/Г XI п

1025

;г»~ -■:

У*»

X

^-Щ8

Рис. 111. Изменение коэффициентов мо-

ментов фюзеляжа в зависимости от углов

атаки и углов скольжения:

а—продольного момента при различных углах

установки стабилизатора; б—поперечного момента

(крена); в—путевого момента (рыскания)

262

дольном направлении по скорости полета в зависимости от режимов полета и центровки вертолета (см. рис. 98), Как видно по балансировочным кривым, вертолет Ми-8 обладает некоторой статической продольной устойчивостью лишь на малых и на больших скоростях при всех центровках. Степень же устойчиво­сти будет различная в зависимости от скорости. Так, например, в режиме горизонтального полета в диапазоне скоростей 60— ПО км/ч у вертолета отсутствует устойчивость (балансировочные кривые имеют незначительный наклон), на малых скоростях — до 50 км/ч и на больших скоростях — выше 150 км/ч устойчи­вость улучшена, так как для изменения скорости требуется боль­шое отклонение кольца автомата перекоса (кривые имеют боль­шой отрицательный наклон).

О боковой статической устойчивости вертолета Ми-8 можно судить по потребному отклонению кольца автомата перекоса в поперечном направлении и потребному шагу хвостового винта при координированных скольжениях на различных режимах по­лета 'вертолета (рис. 112). При малых скольжениях, как левых, так и правых, с небольшими углами крена (до 10°) вертолет обладает поперечной устойчивостью на всех режимах полета, так как для создания указанных кренов требуется соответствую­щее отклонение кольца автомата перекоса в бок: для левого крена—©лево, для правого — вправо (см. рис. 112,6). При больших скольжениях с углами крена более 10° вертолет безраз­личен в поперечном направлении, так как для создания боль­шего крена не требуется отклонения кольца автомата перекоса (балансировочные кривые не имеют наклона).

Вертолет обладает хорошей путевой устойчивостью на всех режимах полета и в большом диапазоне углов крена при сколь­жениях. Для создания левого крена при левом скольжении необ­ходимо значительное увеличение потребного шага хвостового винта путем отклонения правой педали вперед на любом ре­жиме полета. Для создания правого крена при правом скольже­нии необходимо значительное уменьшение шага хвостового винта движением левой педали вперед (см. рис. 112, в). Лишь в горизонтальном полете с углами крена более 20°, как при ле­вом, так и при правом скольжениях статическая путевая устой­чивость явно уменьшается, так как для дальнейшего увеличения крена требуется значительно меньшее изменение шага хвосто­вого винта (балансировочные кривые имеют меньший наклон).

Динамическая устойчивость вертолета обычно оценивается динамикой его поведения с освобожденным управлением с уста­новившегося режима полета после прекращения внешних возму­щений. Динамика поведения вертолета Ми-8 без автопилота характеризуется следующим. После прекращения возмущений в продольном направлении отклонения от исходного положения вертолета (режима полета) замедляются, по мере изменения скорости появляется крен и скольжение. Вертолет не возвра-

263

щается в исходное положение без вмешательства пилота, а про­должает удаляться от прежнего режима полета и обычно пере­ходит в спираль.

Если вертолет получил боковое возмущение, то оно имеет ярко выраженный колебательный характер по скорости, углу

Рис. 112. Зависимость потребного отклоне­ ния кольца автомата перекоса в продоль­ ном и поперечном направлениях и потреб­ ного шага хвостового винта вертолета Ми-8» от величины угла крена при координиро­ ванных скольжениях на различных режи- | мах полета:

а—в продольном направлении; б—в поперечном направлении; в—шага хвостового винта; 1—набор высоты; 2—горизонтальный полет; 3—-планирова­ние на режиме самовращения несущего винта

крена и тангажу с переменной по времени амплитудой этих пара­метров. Вертолет также медленно уходит с заданного режима полета. В среднем изменение угла крена на 10° происходит по времени за 15—16 с.

Вместе с тем динамическая устойчивость вертолета Ми-8 без автопилота оценивается лучше, чем устойчивость вертолета Ми-4.

264

Возмущенное движение вертолета развивается довольно мед­ленно благодаря большим размерам вертолета и большим мо­ментам инерции, поэтому пилот может успеть заметить всякие отклонения, вмешаться в управление и своевременно принять меры для прекращения дальнейшего развития возмущенного движения. Хотя вертолет Ми-8 и не обладает достаточной устой­чивостью, он не вызывает больших затруднений при пилотиро­вании без автопилота. При полете в условиях спокойной атмо­сферы или даже средней турбулентности после тщательной ба­лансировки вертолет Ми-8 в установившемся режиме полета способен совершать полет с брошенными рычагами управления в течение более 2 мин.

Характеристики динамической устойчивости вертолета Ми-8 с грузами на внешней подвеске несколько хуже, чем в свобод­ном полете, даже с включенным автопилотом. Пилот постоянно чувствует наличие груза на подвеске в виде слабых подергиваний вертолета. От него требуется более четкая и энергичная работа ручкой циклического шага для парирования возмущений, созда­ваемых подвешенным грузом.

Вертолет Ми-8 в общем оценен с удовлетворительными ха­рактеристиками устойчивости, а с включенными системами автоматической стабилизации характеристики устойчивости зна­чительно улучшились, {вертолету придана динамическая устой­чивость по всем осям, и поэтому пилотирование существенно облегчается.

10 2426