Файл: Лалетин К.Н. Практическая аэродинамика вертолета Ка-26 учеб. пособие.pdf

шага винтов. Но следует отметить, что резкое перемещение педали на сближение лопастей не влияет, так как винты получают «управ­ ляющий сигнал» одновременно. Влияет на сближение лопастей отклонение ручки управления. Поперечное перемещение ручки влево (вправо) создает в азимуте 90° (270°) у лопасти верхнего винта импульс на взмах вниз, а у нижнего — вверх.

Используя метод анализа махового движения лопасти (см. гл. I, § 4 и 5) и зная точки встречи лопастей (см. с. 24), можно установить, что отклонение ручки управления влево способствует наибольшему сближению лопастей на больших скоростях полета в точке встре­ чи 3, а отклонение ручки управления вправо способствует сближе­ нию лопастей в точке встречи 6 на малых скоростях полета.

С учетом балансировки вертолета в установившемся горизон­ тальном полете, которая будет рассмотрена в гл. V, на вертолете Ка-26 получена максимальная величина сближения концов лопастей 25—35% на индикаторных скоростях 40—50 км/ч в точках встречи 5 и 6, а также 50—57% на индикаторной скорости 180 км/ч в точках встречи 2 и 3. Причем наибольшее сближение лопастей соответству­ ет точкам встречи 3 и 6. На крейсерских же скоростях полета сбли­ жение незначительно. И наименьшее сближение лопастей (до 24%) соответствует скорости 100 км/ч. С ростом скорости полета от мини­ мальной до максимальной наибольшее сближение лопастей пере­ мещается из точки встречи 6 к точке 3.

Дополнительное сближение лопастей от «дач» ручкой управления до упоров невелико и на режимах виеения, а также горизонтального полета на индикаторных скоростях 68 и 120 км/ч макисимальный прирост сближения концов лопастей не превышает 10—15%.

Незначительный прирост сближения лопастей от перемещения ручки управления и относительно небольшое изменение баланси­ ровки вертолета Ка-26 обусловили то, что практически для всех точек встречи во всем эксплуатационном диапазоне скоростей сближение не зависит от направления траектории полета. А так как на вертолете незначительные расходы управления и при изменении центровки, то перемещение центра тяжести по продольной оси в диапазоне 125—225 мм от оси несущих винтов также практически не влияет на величину максимального сближения в эксплуатацион­ ном диапазоне скоростей полета.

Однако для нормального пилотирования вертолетам нужна ча­ стота отклонения ручки управления 0,3—0,7 гц, а кроме того, темп перемещения ручек управления при малых нагрузках на них огра­ ничивается гидроусилителями. И при обычных нагрузках макси­ мально возможный темп перемещения ручки управления и педалей

63

работают как промежуточные тяги. В полетах на вертолете Ка-26 был достигнут ' максимальный темп отклонения ручки управления

0,2 сек (5 гц).

В испытательных полетах «дачи» управлением выполнялись с

значительно, потому что угловые скорости вращения вертолета на­ много меньше угловой скорости вращения несущих винтов и, следовательно, относительно невелико изменение углов атаки эле­ ментов лопастей и боковых завалов конусов вращения. Но следует отметить, что уменьшение угла тангажа вызывает увеличение углов атаки на передней части несущих винтов и уменьшение на задней. А поэтому на малых скоростях полета, которые для эксплуатации являются основными, сближение слева увеличивается.

При выполнении на вертолете Ка-26 различных маневров в диа­

Но боковые завалы конусов вращения несущих винтов увели­ чиваются с ростом угла атаки, а потому в испытаниях были выпол­ нены торможения при индикаторной скорости 90 км/ч с «дачами» правой педалью и рычагом общего шага «с ироваливанием». Одна­ ко сближение концов лопастей составило лишь 50% в точке встречи 6.

Дополнительное «проваливание» может сопровождать полеты вертолета в турбулентной атмосфере и сближение лопастей увели­ чится при попадании в вертикальный порыв. При интенсивной бол­ танке вертикальная перегрузка по результатам измерений на верто­ лете Ка-15 может изменяться от 0,44 до 1,52. В тех случаях, когда перегрузка будет мгновенно меняться от максимальной до мини­ мальной, и будет наибольшее сближение лопастей. Это может воз­ никнуть при переходе из зоны мощных восходящих потоков в ни­ сходящие и усугубится резкими «дачами» управлением. Дополни­ тельно осложнить положение может потеря скорости и как следствие возкнет усложнение пилотирования и увеличенные от­ клонения командных рычагов управления.

Проведенными исследованиями на соосных вертолетах установ­ лено, что наиболее опасным по сближению лопастей является режим планирования с гашением скорости. На ветолете Ка-26 при посад­

64

потому что сам летательный аппарат представляет собой тело переменной массы. И, например, изменение веса вертолета приводит к изменению потребной для полета мощности, а это вызывает изменение угла тангажа, конструктивных углов атаки несущих винтов, угла крена или скольжения, скорости полета и т. д., т. е. движение становится неустановившимся. По в небольшие отрезки времени без большой погрешности можно условно считать неустановившееся движение устано­ вившимся (квазиустановившимся) '. Такое допущение значительно упрощает ана­ лиз уравнений движения (так как можно пренебречь небольшими ускорениями, силами инерции) и позволяет определить предельные возможности вертолета.

К установившимся режимам полета вертолета относятся: высение, набор вы­ соты, горизонтальный полет и снижение. На этих режимах вертолет при отсут­ ствии ускорений находится, согласно первому законѵ механики, в состоянии покоя или прямолинейного движения. И наоборот, для выполнения установившихся режимов полета необходимо состояние равновесия, и уравнения движения в об­ щем случае принимают вид:

Ш= 0 ; 1 F = 0.

Условия балансировки вертолетов были рассмотрены ранее, а основным во­ просом анализа установившихся режимов является равновесие сил. Для анализа движения вертолета используется скоростная система координат, направление осей которой совпадает с направлениями движения центра тяжести вертолета. Точки приложения внешних сил условны, так как при наличии балансировки вращения вертолета отсутствуют. Для упрощения анализа аэродинамические силы

когда отсутствуют любые перемещения относительно воздуха. В эксплуатации под висением понимают отсутствие перемещений относительно земной поверхности, поэтому режим висения будет совпадать с висением по определению аэродинами­ ки только в штиль. Чтобы не было перемещений относительно воздуха при ветре, вертолет должен перемещаться относительно земли со скоростью ветра, в против­ ном случае при выполнении эксплуатационного висения вертолет будет выполнять полет относительно воздуха. В данной главе рассматривается в основном висепие но определению аэродинамики. Случаи эксплуатационного висения будут огова­ риваться особо.

Вертикальные режимы полета рассматриваются и в теории и в летной экс­ плуатации относительно земной поверхности. К этим режимам относят вертикаль­ ный набор высоты и вертикальное снижение.

Под установившимся в е р т и к а л ь н ы м н а б о р о м в ы с о т ы понимают полет вертолета с постоянной вертикальной скоростью по восходящей прямолиней­ ной траектории, перпендикулярной к земной поверхности.

Под установившимся в е р т и к а л ь н ы м с н и ж е н и е м понимают полет вертолета с постоянной вертикальной скоростью по нисходящей прямолинейной траектории, перпендикулярной к земной поверхности.

Снижение вертолета осуществляется под действием земного притяжения, и поэтому оно может выполняться как с работающими, так и с неработающими двигателями. Вертикальное снижение с неработающими двигателями не является эксплуатационным режимом полета вертолета и будет рассмотрено в гл. V II.

Для облегчения анализа предположим, что вертикальные режимы выполня­ ются в штиль. В этих случаях, как и при висении, несущие винты работают в прямом потоке. Режим вихревого кольца, возникающий при вертикальном сниже­ нии с работающими двигателями и вертикальной скоростью, соизмеримой с индуктивной, не является эксплуатационным и также будет рассмотрен в особых случаях полета (см. гл V II). Условия равновесия на висении и эксплуатационных вертикальных режимах полета в штиль принципиально аналогичны. Схема взаимодействия сил на-этих режимах показана на рис. 42.

На вертолет, как и на всякое материальное тело действует сила веса G, кото­ рая направлена к центру земного шара. Но вследствие большого радиуса кривиз-

1 В дальнейшем для краткости изложения квазиустановившееся движение именуется установившимся.

66