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

и в этих случаях либо вводят поправки в величину полетного веса, либо рассчиты­ вают вес без учета влияния воздушной подушки. Но эффект воздушной подушки несколько увеличивается при зависаниях над растительностью, высота которой не превышает толщины веерной струи '(например над невысокой травой, а также над коническими ямами с крутизной стенок до 10°). Однако в этих случаях до­ полнительное увеличение тяги используется лишь как увеличение запаса мощности для маневрирования. Следует также учесть, что хотя в косом потоке эффект воздушной подушки и уменьшается, увеличение секундной массы воздуха через винт обычно приводит к общему увеличению тяги винтов, и высота посадочных площадок при ветре увеличивается.

§3. ОСОБЕННОСТИ ПИЛОТИРОВАНИЯ

ИМАНЕВРИРОВАНИЯ НА РЕЖИМЕ ВИСЕНИЯ

На соосных вертолетах, имеющих передние центровки, момент тяги несущих винтов пикирующий (см. рис. 42). Кабрирующий мо­ мент планера при больших отрицательных углах фюзеляжа (см. рис. 29) не уравновешивает момента тяги несущих винтов, поэтому вертолет уменьшает угол тангажа и стремится на висении пере­ меститься вперед. Для исключения перемещения пилот отклоняет ручку управления на себя, устанавливая такой циклический шаг лопастей, при котором аэродинамическая сила параллельна весу (см. рис. 42). При этом уменьшается эффективная продольная центровка, увеличивается кабрирующий момент от разноса гори­ зонтальных шарниров, и вертолет балансируется с определенным углом тангажа. Наибольший угол тангажа вертолета на режиме висения равен 4° и соответствует висению с предельно задней цент­ ровкой. Но чем более передняя центровка, тем меньше угол танга­ жа, при котором обеспечивается требуемая эффективная центров­ ка и продольная балансировка, а отклонение ручки управления назад увеличивается.

При предельно передней центровке и полетном весе 3030 кГ ручка управления отклонена от нейтрального положения на себя примерно на 35% половины хода (рис. 48).

Таким образом, по положению ручки управления можно судить о продольной центровке вертолета. При средней центровке верто­ лета ручка управления находится в среднем положении, что соот­ ветствует углу отклонения тарелок автоматов перекоса назад при­ мерно на 1°, а при снятии нагрузки с ручки управления горит лам­ па «Нейтраль» продольного триммера.

При попутном ветре конусы вращения несущих винтов откло­ няются вперед, увеличивая пикирующий момент несущих винтов и создавая тенденцию к перемещению. Поэтому увеличивается от­ клонение ручки управления на себя.

Как видно из балансировочной кривой рис. 48, при скорости по­ путного ветра 4 м/сек ручка управления отклонена от нейтрали примерно наполовину хода.

Если на вертолете регулировка общего шага выполнена пра­ вильно, то педали на висении в штиль занимают нейтральное поло­ жение, как показано на рис. 49. Но на вертолете допускается попе­ речный завал оси вала винтов на ± 15' и отклонение тарелок автома-

73

Рис. 48. Зависимость отклонения руч­ ки управления па себя от скорости ветра при эксплуатационном висении вертолета с подвесной кабиной и центровкой 196 мм

та перекоса в поперечном направлении при нейтральном положении ручки управления на ± 3 '. Поэтому в штиль при поперечной балансировке вертолета отклонение ручки управления от нейтраль­ ного положения незначительно и не превышает 9— 10% половины хода (см. рис. 49), а также незначительны углы крена вертолета: При боковом ветре отклонение ручки управления от нейтрали мо­ жет увеличиться.

По балансировочным кривым на режиме висения (см. рис. 48 и 49) видно, что вертолет обладает продольной, поперечной и пу­ тевой статическими устойчивостями. Так, при попутном ветре от­ клонение ручки управления на себя увеличивается, а при встреч­ ном уменьшается, что и свидетельствует о стремлении вертолета выдержать нулевую или заданную воздушную скорость. По балан­ сировочной кривой видно (см. рис. 48), что на режиме эксплуата­ ционного висения при скорости встречного ветра 2,5 м/сек необхо­ димо отклонять ручку управления на себя на 30%. Если же встреч­ ный ветер усилится, то отклонять ручку управления на себя нужно меньше, а при невмешательстве пилота в управление вертолет нач­ нет смещаться назад. При уменьшении скорости ветра и невме­ шательстве пилота в управление, наоборот, вертолет будет сме­ щаться вперед.

Продольная статическая устойчивость по скорости на режиме висения обеспечивается отклонением по потоку конусов вращения несущих винтов и изменением сопротивления планера вертолета.

При увеличении скорости встречного вет­ ра степень продольной статической устой­ чивости уменьшается.

Как отмечалось ранее, при увеличении скорости бокового ветра потребуется от­ клонение ручки управления против вет­ ра, а для сохранения высоты висения по­ требуется увеличение аэродинамической

Рис. 49. Балансировочные кривые при перемеще­

74

силы винтов, и вертикальная перегрузка вертолета увеличится. По балансировочной кривой видно (см. рис. 49), что при отклонении ручки от нейтрального положения в поперечном направлении тре­ буется большее отклонение ручки управления на себя, т. е. верто­ лет стремится уменьшить угол тангажа, конструктивный угол атаки несущих винтов, аэродинамическую силу и перегрузку. Это и сви­ детельствует о продольной статической устойчивости по перегрузке. Продольная статическая устойчивость по перегрузке обеспечивает­ ся ограничением предела задней центровки. И чем более передняя центровка, тем больше степень продольной статической устойчиво­ сти по перегрузке.

Поперечная статическая устойчивость по скольжению на режи­ ме висения обеспечивается отклонением конусов вращения по по­ току. При правом скольжении вертолет стремится создать левый крен, а при левом скольжении правый. Это видно по балансиро­ вочной кривой на рис. 49: для перемещения вправо ручка управле­ ния отклоняется вправо от балансировочного положения. При пра­ вом скольжении требуется отклонение вперед левой педали, а при левом скольжении — правой, что свидетельствует о путевой стати­ ческой устойчивости вертолета.

Путевая статическая устойчивость вертолета на режиме висе­ ния при углах скольжения ±90° обусловливается стабилизирующи­ ми моментами вертикального оперения.

Статическая устойчивость и аэродинамическая «симметрия» вертолета создают устойчивое эксплуатационное висение против ветрр. Тенденций к разворотам и боковым смещениям нет, что уп­ рощает пилотирование по сравнению с одновинтовыми вертолета­ ми. Но при висении с попутным ветром вертолет не обладает путе­ вой статической устойчивостью (см. гл. II).

Турбулентность атмосферы изменяет положение вертолета от­ носительно земли, поэтому для сохранения режима висения тре­ буется вмешательство пилота в управление, и рычаг «шаг-газ» на стопор не ставится. Плавным изменением общего шага поддержи­ вается заданная высота висения. Заданное положение вертолета относительно точки зависания поддерживается небольшими откло­ нениями ручки управления и педалей. Однако при этом необходи­ мо учитывать, что вертолет обладает большой эффективностью, чувствительностью и мощностью управления. Отклонения ручки управления на полный ход приводят к изменению угла тангажа до ±40°, а угла крена до ±60°. Усилия на ручке управления неве­ лики и позволяют точно удерживать вертолет на заданном месте, не утомляя пилота.

Статическая устойчивость вертолета в режиме висения значи­ тельно упрощает пилотирование вертолетом. Характер отклонения командных рычагов управления становится более простым, повы­ шается реакция веротолета на действия пилота, уменьшается за­ паздывание, облегчается контроль за выполнением режима и «до­ зировка» потребных изменений углов установки несущих винтов, разгружается внимание и уменьшаются затраты энергии пилота.

75

Хорошая управляемость и устойчивость вертолета позволяют полнее использовать и маневренные возможности вертолета. М а­ неврирование на режиме висения включает развороты и переме­ щения. Перемещения разрешается производить, если состояние грунта не позволяет выполнить руление, а также в учебных целях и на специальных работах. Выполняются перемещения отклонени­ ем ручки управления в нужную сторону. Величина отклонения ручки зависит от требуемой скорости смещения.

При перемещениях в любом направлении вертолет стремится уменьшить высоту, так как отклонение аэродинамической силы винтов вызывает уменьшение ее проекции на вертикальную ось зем­ ной системы координат. А так как перемещения должны выпол­ няться в горизонтальной плоскости, то для сохранения высоты по­ лета необходимо сохранить проекцию аэродинамической силы, уравновешивающую вес вертолета, увеличив общий шаг.

При перемещениях в штиль вертолет стремится развернуться в направлении смещения (из-за наличия путевой статической устой­ чивости). И чем больше, например, скорость перемещения вправо, тем больше должно быть отклонение левой педали, чтобы сохра­ нить направление вертолета относительно земли.

Поперечная неустойчивость планера вертолета создает перво­ начально при перемещении тенденцию к увеличению угла крена, но в процессе движения вертолета завал конусов вращения по по­ току будет вызывать уменьшение скорости смещения и угла крена. И чем больше скорость перемещения, тем больше балансировочное отклонение ручки в сторону смещения и больше угол крена

(рис. 50).

Запасы путевого и поперечного управления уменьшаются и при увеличении скорости бокового ветра. По данным государственных испытаний на режиме висения у земли при ветре справа 7 м/сек в транспортном вертолете запас поперечного управления до право­ го упора составляет 31% полного диапазона отклонения ручки управления. Для вертолета с другой регулировкой запасы попереч­ ного управления могут быть определены по балансировочной кри­ вой (см. рис. 49).

При встречном или боковом ветре должна учитываться суммар­ ная воздушная скорость. Перемещения в сторону на режиме висе­ ния при попутном ветре нецелесообразны, так как у вертолета проявляется путевая не­

устойчивость планера.

Развороты в штиль на режиме висения выполняются плавным отклонением педали в сторону разворота. Эффективность путево­ го управления обеспечивает угловую ско­ рость вращения при развороте 45 град/сек, т. е. время одного разворота 8 сек. Но для лучшего определения пространственного по­ ложения вертолета относительно земли уг­ ловая скорость вращения не должна быть

76