книги из ГПНТБ / Лалетин К.Н. Практическая аэродинамика вертолета Ка-26 учеб. пособие

воздуха практически дает больший прирост тяги, чем происходит ее падение из-за уменьшения влияния воздушной подушки.

Следовательно, при ветре увеличивается ускорение на Взлете, а взлетная ди­ станция уменьшается. Но величина взлетной дистанции будет зависеть и от на­ правления ветра. Наибольший угол подъема и наименьшая взлетная дистанция будут при взлете против ветра.

Как известно, для висения вертолета с заданным весом в зоне влияния воз­ душной подушки требуется меньшая мощность, чем вне ее, а поэтому взлеты с использованием влияния воздушной подушки более экономичны. Кроме того, при выходе из зоны влияния воздушной подушки вертолет попадает в опасную зону в случае отказа двигателя и обычно, если позволяют условия, взлеты без использо­ вания влияния воздушной подушки не выполняются.

Если взлет выполняется с вертикальным отрывом вертолета от земли, то его называют вертикальным, или взлетом по-вертолетному. Основным видом верти­ кальных взлетов является взлет по-вертолетному с использованием эффекта воз­ душной подушки.

В тех случаях, когда взлетныай вес вертолета не позволяет выполнить конт­ рольное висение на безопасной высоте для взлета по-вертолетному, может быть выполнен взлет с разбегом по полосе (по-самолетному). В процессе ускоренного движения вертолета по земле подъемная сила винтов в косом потоке увеличивает­ ся. И на определенной скорости подъемная сила становится равной весу, верто­ лет отрывается от земли, и в процессе дальнейшего разгона в зоне влияния воздушной подушки переходит в плавный набор высоты. Следовательно, взлет по-самолетному возможен только с использованием влияния воздушной подушки. Схема сил, действующих на вертолет при взлете изображена на рис. 54. Инерци­ онные силы условно не показаны.

рения на разбеге. Приближенно длина разбега может быть опре­

Но скорость отрыва вертолета тем больше, чем больше полет­ ный вес и меньше запас мощности на старту. Среднее ускорение

Я-

Рис. 54. Схема взаимодействия сил при взлете с разбегом

87

на разбеге приближенно может быть подсчитано по формуле

Таким образом, ускорение увеличивается, а длина разбега уменьшается при увеличении общего шага на разбеге и отклоне­ нии ручки управления от себя, уменьшении полетного веса, улуч­ шении полетной конфигурации вертолета и при разбеге по полосе с искусственным покрытием. Взлет с коротким разбегом иногда на­ зывают комбинированным.

Способ взлета в конкретных условиях старта определяет пилот вертолета исходя из установленных ограничений.

§ 3. ОСНОВНЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ НА ВЗЛЕТЕ

Взлет вертолета с места стоянки разрешается, если он не ме­ шает взлетно-посадочным операциям других летательных аппара­ тов и если не создаются пыльные или снежные вихри, а расстоя­ ния между концами лопастей несущих винтов до препятствий или других летательных аппаратов не менее 50 м. Разрешается проле­ тать над препятствиями на высоте не менее 10 м, а над летатель­ ными аппаратами, стоящими на земле, на высоте не менее 26 м.

При невозможности выполнить взлет с места стоянки произво­ дится руление или буксировка вертолета на летную полосу. Огра-. ничения летных полос и воздушных подходов к ним устанавлива­ ются на основании летных испытаний из условий безопасности взлетно-посадочных операций без учета отказа двигателя «Руко­ водством по проектированию вертодромов и посадочных площадок для вертолетов гражданской авиации».

Схематически летная полоса и ее воздушные подходы показаны на рис. 55. При взлетах с разбегом минимальные размеры летных полос— 120X40 м2, рекомендуемая рабочая площадь— 100X20 м2у

Рис. 55. Схема летной полосы и ее воздуш­ ных подходов:

88

а минимальные размеры взлетно-посадочных полос постоянных вертодромов и посадочных площадок или рабочих площадей вре­

ры взлетно-посадочных полос постоянных вертодромов— 16X16 2 и рабочей площади временных вертодромов — 6 X 6 м2.

Вертодромы ів аэропортах могут быть оборудованы вблизи пер­ рона или при открытых воздушных подходах на перроне. Для взле­ тов и посадок могут также использоваться рулежные дорожки. Но на аэродромах класса А и Б полеты вертолетов производятся толь­ ко с отдельной ВПП , удаленной от боковой границы летной полосы

аэродрома не менее чем на 100 м. Расстояние от боковой границы рабочей площади вертодрома до аэровокзала должно быть не ме­

нее 18 Минимальные размеры концевых и боковых полос безопасности

10 м. На полосах 'безопасности не должно быть никаких препят­ ствий. Исключением являются полосы безопасности временных вер­

tg ѳ2 = — . Полосы воздушных подходов для всех видов взлета ог-

8

раничиваются высотой препятствия 150 м. Ширина раструба услов­ ной плоскости ограничения препятствий в конце второго участка £, = 640 м. Воздушные высоковольтные линии должны быть удале­ ны от границы летной полосы не менее чем на 1000 м. Если же вы­ соковольтная линия по всей ширине воздушных подходов закрыта -более высокими, чем она препятствиями, то это растояние может быть уменьшено.

* При расположении площадок на крышах зданий и приподнятых платфор­ мах — 20Х 15 м2.

89

Полосы боковых воздушных подходов не должны иметь препятствий, выходящих за плоскости ограничений, у которых

1

tg ß= — . В полосах боковых воздушных подходов высоковольт­

ные линии должны находиться от боковой границы летной полосы на расстоянии не менее 300 м. Если же высоковольтная линия по всей ширине полосы воздушных подходов закрыта более высокими препятствиями, удаленными от боковых границ летной полосы не менее чем на 75 м, то это расстояние может 'быть уменьшено.

Разрешается взлет по-вертолетному с использованием влияния воздушной подушки с площадок размером 30X25 м2, расположен­ ных на 'вершинах гор, седловинах и террасах, если воздушные под­

м,

ния, у которых tg Ѳ = — , tg ß= l.

Требования к надводным вертодромам такие же, как и к на­ земным.

При расположении вертодромов в ущельях гор ширина ущелья должна быть не менее 1000 м.

Тормозная система колес обеспечивает удержание вертолета на вертодромах с уклоном летной полосы в продольном направле­ нии относительно горизонта до 10° (рис. 56). Но для повышения безопасности взлетно-посадочных операций и возможности опро­ бования управления максимально допустимый уклон рабочей пло­ щади временных вертодромов назад (от вертолета) не должен пре­ вышать 0,085 (4°52'), а в поперечном направлении и вперед 0,05

(2°52').

Как правило, взлет выполняется против ветра. Ограничения по скорости и направлению ветра аналогичны ограничениям на ре­ жиме висения.

Максимально допустимая барометрическая высота вертодромов для грузо-пассажирского варианта — 3000 м, а для сельскохозяй­ ственных— 2000 м. В зависимости от атмосферных условий, темпе­ ратуры наружного воздуха и воздуха на входе в карбюратор, способа взлета вертолета расчетная свободная тяга вертолета определяется по графикам на рис. 45, 57, 58, а по номограмме на рис. 59 определяется взлетный вес. При построении графиков на рис. 57, 58 приняты те же допущения, что и для графиков на рис. 45. Ключ для расчета

Рис. 56. Схема действия максимально допустимого взлетного силы торможения колес веса показан на рисунках.

90

(рис. 60). При построении рисунка принято: влажность воздуха 60%', двигатели работают на первом номинальном режиме, тем­ пература воздуха на входе в карбюратор +15° С, скорость полета 70—90 км/'ч по прибору.

Если полет выполняется над водным пространством без бал­ лонетов или при волнении моря более 3 баллов, то взлетный вес рассчитывается на случай отказа одного двигателя (см. гл. V II).

У различных вертолетов тяговые характеристики могут отли­ чаться от стандартных, принятых при построении графиков и но­ мограммы, поэтому рассчитанный для взлета вес должен быть про­ верен при контрольном висении. Вес, рассчитанный без учета влия­ ния воздушной подушки (см. первую шкалу номограммы рис. 59), считается определенным правильно, если вертолет набирает высо­ ту не менее 10— 12 м на взлетном режиме работы двигателя.

Для увеличения запаса мощности следует рассчитывать взлет­ ный вес без учета влияния воздушной подушки во всех случаях, когда необходимо выполнять полет на скорости по прибору менее

91

30—40 км/ч, даже если площадка позволяет выполнить взлет с ис­ пользованием влияния воздушной подушки. В последнем случае правильность расчета взлетного веса можно проверить при зависа­ нии на высоте 2 м по запасу давления наддува двигателей не ме­ нее 60 мм рт. ст. при числе оборотов 96%■ Летом это обычно воз­ можно при номинальном взлетном весе. При весе 3250 кГ запас по давлению наддува обычно не превышает 30—40 мм рт. ст.

Взлетный вес рассчитывается без использования влияния воз­ душной подушки для вертолетов лесопожарного варианта с выливным устройством в рабочем положении и при работах с внешней подвеской (длина троса внешней подвески до 40 м\ если использу­ ется трос меньшей длины, то расчет без учета влияния воздушной подушки обеспечивает больший запас мощности и управления). Рассчитывается без учета влияния воздушной подушки и взлетный вес при эксплуатации вертолета в корабельном варианте, а для увеличения запаса мощности рассчитанный по графикам или но­ мограмме вес уменьшается на 100 кГ. Для вертолетов в геологораз­ ведочном варианте рассчитанный максимально допустимый взлет­ ный вес уменьшается на 150 кГ.

92

Вес считается рассчитанным правильно по второй шкале номо­ граммы, если вертолет устойчиво висит на высоте не менее 2 м. При выполнении авиационно-химических работ методом непрерыв­ ной обработки со скоростью не менее 40 км/ч разрешается увели­ чить рассчитанный по номограмме вес на вес химикатов, выраба­ тываемых на одном гоне. При этом правильность расчета проверя­ ется по запасу наддува. Увеличение полетного веса на каждые 50 кГ снижает запас по наддуву на 10 мм рт. ст.

Для вертолета с весом, определенным по третьей шкале номо­ граммы, высота зависания при контрольном висении должна быть не менее 0,5 м. Этот вес является предельным для взлета вертоле­ та и полетов на скорости по прибору не менее 50 км/ч. Но во всех случаях взлетный вес не должен превышать 3250 кГ.

Для исключения значительных ошибок в расчете максимального взлетного веса следует выполнять проверки на соответствие тяго­ вых характеристик стандартным [15].

Из условия достаточного запаса мощности вертолет разгоняют до скорости 50—60 км/ч по прибору при числе оборотов несущих винтов 92—96%'. По достижении требуемой скорости плавно пере­ водят вертолет в установившийся режим подъема, не допуская падения числа оборотов. Если же число оборотов уменьшится на 2—3%, то не изменяя общего шага, поддержать их поворотом кор­ ректора вправо. Переход на требуемый режим полета выполняю - на истинной высоте не менее 20 м.

§4. ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ВЗЛЕТА

Взлет по-вертолетному. Отрыв вертолета от земли и набор вы­ соты контрольного висения (вертикальный взлет) был разобран в гл. III. Разгон вертолета при взлете без использования влияния воздушной подушки разрешается выполнять, если вертолет устой­ чиво висит на высоте не менее 10 м над препятствиями -в направле­ нии взлета при любом эксплуатационном режиме работы двига­ телей.

Оптимальным направлением для взлета является такое, когда траектория проходит через препятствия, наиболее удаленные от мес­ та взлета, так как это обеспечивает требуемую скороподъемность на большем удалении от препятствий. Если же препятствия имеют наименьшую высоту, а траектория будет проложена против ветра, то при полете над препятствиями будет наибольший запас высоты.

Для разгона вертолета необходимо плавно отклонить ручку управления от себя, если же на контрольном висении есть запас мощности, то, плавно увеличивая общий шаг, предотвратить сни­ жение вертолета. При отсутствии запаса мощности при контроль­ ном висении начало разгона вертолета сопровождается его незна­ чительной просадкой, которая будет тем меньше, чем меньше из­ менение угла тангажа и плавнее разгон вертолета до заданной скорости.

93

В тех случаях, когда вертолет эксплуатируется на заснеженных площадках, перед выполнением отрыва необходимо поработать не­ которое время на максимально возможных оборотах и наддуве. После того как снежная пыль будет раздута, необходимо верти­ кально набрать высоту, при которой отсутствует влияние воздуш­ ной подушки и сохраняется видимость горизонта или наземных ориентиров впереди вертолета. Отрыв и набор высоты следует вы­ полнять строго против ветра. И если на висении видимость не ухуд­ шается, нужно отклонить ручку управления от себя и выполнить разгон вертолета, просматривая ориентиры под ним и не допуская кренов и снижения. Как правило, при достижении скорости 20— 30 км/ч видимость вновь улучшается, так как снежный вихрь от­ стает от вертолета.

Для взлета по-вертолетному с использованием влияния воздуш­ ной подушки необходимо после отрыва вертолета от земли верти­ кально набрать высоту не менее 2—3 м, выполнить контрольное висение и, если вертолет устойчиво висит на этой высоте, то можно выполнять разгон.

Для более полного использования эффекта воздушной подушки на разгоне, увеличения запаса мощности и упрощения разгона нужно после контрольного висения снизиться до высоты 0,5—1,0 м и зависнуть, сохраняя число оборотов 92—96%'. Затем, плавно от­ клоняя ручку управления от себя, перевести вертолет на режим разгона и для исключения просадки одновременно плавно увели­ чивать мощность двигателей вплоть до взлетной. Взлетный режим работы двигателя и скорость по прибору 50—60 км/ч позволит по­ лучить угол подъема 10— 15° при нормальной управляемости вер­ толета.

Для получения минимальной взлетной дистанции энергичный разгон вертолета производится с высоты контрольного зависания. По достижении скорости 45—50 км/ч по прибору вертолет пере­ водится в набор высоты, а число оборотов сохраняется с помощью корректора. После набора высоты 15 м продолжается подъем с одновременным разгоном вертолета до требуемой скорости. На­ грузка с органов управления снимается автотриммером. Подобный способ взлета применяется и при базировании вертолета на кораб­ лях. Для его выполнения вертолет после зависания на высоте 2— 3 м против ветра разгоняется и проходит над бортом корабля на высоте не ниже 3 м. Следует учитывать, что при смещении с палу­ бы вследствие уменьшения эффекта воздушной подушки вертолет дает просадку. Снижение вертолета можно предотвратить, увели­ чив общий шаг.

Отрыв вертолета на баллонетах с воды также выполняется вер­ тикально. Затем вертолет разгоняется с постепенным набором вы­ соты для исключения касания баллонетов о воду.

Взлет с ограниченных площадок в горах следует выполнять строго против ветра. Разгон вести возможно более энергично, без набора высоты, чтобы над площадкой скорость по прибору состав­

94

лет приземляется, и общий шаг умень­ шается до минимального. Затем устанавливают число оборотов не­

сущих винтов и двигателей 87—92% и давление наддува 550— 650 мм рт. ст. Плавно отклоняя ручку управления от себя и увели­ чивая общий шаг, пилот перемещает вертолет по полосе. Чем боль­ ше увеличение шага, тем больше пропульсивная сила, и если дви­ гатели будут работать на взлетном режиме, то скорость отрыва бу­ дет достигнута при меньшей длине разбега. В зависимости от усло­ вий взлета вертолет отделяется самостоятельно от земли при ско­ рости 20—50 км/ч, а затем пилот переводит вертолет на режим раз­ гона. Не следует для уменьшения длины разбега чрезмерно от­ клонять ручку управления от себя, так как отрыв может произойти первоначально у основных колес и на передние колеса нагрузки значительно возрастут.

Необходимо удерживать вертолет на разбеге в четырехточечном положении вплоть до отделения от земли.

При разбеге вертолета с максимально допустимым для данных условий весом целесообразно для упрощения разбега и отрыва от

ния на себя и, увеличивая общий шаг, вплоть до получения взлет­ ного режима, отделить вертолет от земли. Число оборотов должно быть равным 92—96%'.

Исследования показали, что при скорости до 60 км/ч признаки «шимми» передних колес отсутствуют. Боковые нагрузки, создавае­ мые неровностями вертодрома, практически не вызывают колебаний передних колес относительно оси их ориентировки. Нет признаков

95