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

больше 20—30 град/сек. Для сохранения постоянной угловой ско­ рости необходимо при вводе вертолета в разворот отклонить педаль несколько больше нормы, а при вращении — уменьшить ее откло­ нение. В процессе разворота изменяется распределение давлений на планере, и вертолет стремится сместиться относительно места висения. Удерживается вертолет от перемещений с помощью ручки управления, а высота сохраняется изменением общего шага.

При выводе вертолета из разворота необходимо учитывать его инертность. Вывод из разворота следует начинать в зависимости от угловой скорости вращения. При рекомендуемой угловой ско­ рости вращения 20 град/сек следует отклонять педаль в сторону, противоположную развороту, когда угол между линией визирова­ ния на ориентир и продольной осью вертолета составляет 10—15°. Темп отклонения педали подбирается в зависимости от угловой ско­ рости вращения, чтобы к моменту окончания разворота педали бы­ ли установлены нейтрально.

При сильном ветре выполнение разворотов усложняется, так как изменение направления ветра относительно вертолета меняет характеристики путевой устойчивости, угловую скорость вращения вертолета и вызывает тенденцию к смещениям.

§4. ОГРАНИЧЕНИЯ НА ВИСЕНИИ

ИПРИ МАНЕВРИРОВАНИИ У ЗЕМЛИ

Ограничения по ветру и скорости перемещений. Для повышения устойчивости вертолета висение рекомендуется выполнять против ветра. Максимально допустимая скорость ветра спереди— 16 м/сек. Висения и перемещения вертолета при выполнении монтажных ра­ бот и при заборе воды производятся только против ветра. При вы­ полнении висения над лесом и с грузом на внешней подвеске ско­ рость ветра не должна превышать 10 м/сек. При зависаниях над высотными зданиями максимально допустимая скорость ветра —• 12 м/сек, а отклонения от направления ветра не белее 60°. Требуе­ мые запасы управления и возможность маневрирования обеспечи­

нять лишь в тех случаях, если суммарная скорость вертолета от­ носительно воздуха не больше максимально допустимой скорости ветра.

При перемещениях в стороны при попутном ветре необходимо учитывать увеличение отклонения ручки управления на себя, и скорость перемещения не должна превышать 10 км/ч. Такая ско­ рость перемещения назад и в стороны обеспечивает нормальный визуальный контроль скорости полета, требует небольшого изме­ нения угла крена или тангажа, что особенно важно на малых вы­ сотах, и позволяет быстро прекратить движение.

При малых истинных высотах запрещается на висении выпол­ нять перемещения с углом тангажа на кабрирование больше 20°, а

77

на пикирование 15°. Максимально допустимый угол крена — 15а. Запрещается выполнять развороты на 360° на режиме висения при скорости ветра более 3 м/сек.

Ограничения по высоте, полетному весу и минимальной скоро­ сти. Висение разрешается выполнять на высотах до 10 м. Причи­ ны такого ограничения будут разобраны в гл. V II. Высота висения, как и на любых режимах полета, указывается до колес основного шасси. На высоте больше 10 м висение выполняется только на спе­ циальных видах работ, в учебных целях и при выполнении взлета и посадки на площадках, ограниченных высокими препятствиями.

На высоте больше 10 м при отсутствии средств визуальной ориентировки допускается выполнение лишь эксплуатационных висений при скорости по прибору не менее 30 км/ч, что соответствует скорости ветра не менее 8,3 м/сек. При меньшей скорости показа­ ния указателя скорости неустойчивы. При истинных высотах боль­ ше 50 м рекомендуемая скорость по прибору 50 км/ч. Иначе отсут­ ствие надежного контроля путевой скорости может вызвать смеще­ ние со скоростью, больше рекомендуемой для перемещений, и сни­ жается безопасность полета.

Высота висения вертолета над вершинами деревьев должна быть не менее 3 м. На меньших высотах может оказаться недоста­ точным запас тяги и мощности для прекращения снижения верто­ лета под действием турбулентных потоков. Для безопасности ра­ бот при висениях над лесом со спуском и подъемом грузов, при монтажных работах и при борьбе с пожарами в высотных зданиях полетный вес должен быть определен без учета влияния воздушной подушки и уменьшен на 50 кГ.

Спусковое устройство и лебедка позволяют вести работы над молодняком и редкостойкими спелыми насаждениями на высоте до 40 м. Но для обеспечения безопасности работ с помощью спус­ кового устройства режим работы двигателей не должен превышать

Если температура головок цилиндров не превышает 180° С, а температура наружного воздуха ниже +1 5°С, то свободная тяга винтов увеличивается примерно на 50 кГ. Но нужно помнить, что даже при полностью открытых жалюзи вентилятора время прогре­ ва головок цилиндров от 180 до 200° С обычно равно 1—2 мин, и поэтому время висения ограничивается.

Погрузка и разгрузка вертолета, прием пассажиров «а режиме висения при невозможности приземления выполняется с высоты не более 0,5 м, а в отдельных случаях на высотах до 10 ж. Но в основ­ ном висение должно выполняться в безопасных зонах, установлен­ ных из условия безопасной вертикальной скорости приземления при отказах.

Висение над водой выполняется на высоте не менее 13 ж, а по­ летный вес рассчитывается без учета влияния воздушной подушки. Контроль высоты осуществляется по радиовысотомеру, точность измерений которого ±10% . Контроль высоты можно вести и ви­

78

зуально по плавающим предметам. Если же уменьшить высоту висения, то волнения водной поверхности затрудняют балансиров­ ку вертолета и выполнение работ. Кроме того, при висении над водой на высотах от 10 до 1 м в результате образовавшейся от

индуктивного потока «ряби» создается впечатление движения вер­ толета назад.

Контроль за смещением и высотой при этом ведут за зоной воз­ действия воздушного потока.

Висения и перемещения должны производиться на высоте, ис­ ключающей попадание вертолета в снежный или пыльный вихрь, затрудняющий пилотирование. Как правило, высота зависания над такими площадками должна быть 8— 10 м. Если же видимость на висении резко ухудшается, то необходимо увеличить высоту зави­

опасность столкновения с землей или препятствием вследствие тен­ денции вертолета к уменьшению высоты при маневрировании. При невозможности зависаний и перемещений над препятствиями на таких высотах расстояние от них до вертолета должно быть не ме­ нее двух диаметров винтов (26 м).

§ 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПОЛЕТА

По импульсной теории несущего винта потребная мощность реального несущего винта может быть определена по формуле:

N = N i+ ДГр.

Для выполнения установившегося висения мощность, подводимая к соосным несущим винтам (или мощность двигателей) должна быть равна потребной мощ­

Если мощность, подводимая к несущим винтам, будет больше потребной, то образуется избыток мощности. При вертикальных режимах полета вертолет пе­ рейдет к набору высоты до восстановления энергетического баланса. Если же мощность, подводимая к несущим винтам, будет меньше потребной для висения, то образуется недостаток мощности. И вертолет совершает работу при верти­ кальном снижении вследствие уменьшения потенциальной энергии.

Изменение мощности двигателя по высотам определяется высотной характе­ ристикой. Потери мощности на трение в трансмиссии от высоты полета не зависят, а потери мощности на компенсацию обдувки планера изменяются незначительно. Поэтому изменение потребной мощности двигателей по высотам на режиме висе­ ния с достаточной степенью точности определяется изменением потребной мощно­ сти несущих винтов:

79

Индуктивная мощность на режиме висения вычисляется по формуле

так как уменьшение подъемной силы вертолета учтено как увеличение потерь мощности на обдувку фюзеляжа индуктивным потоком.

Средняя индуктивная скорость идеального винта определяется как

Ч - / 2p/7 V/ 2р = 4

По формуле видно, что при увеличении высоты потребная индуктивная ско­ рость увеличивается, а следовательно, увеличивается Ni.

Профильная мощность вычисляется по формуле

Если бы при увеличении высоты висения коэффициент профильного сопротив­ ления сХр не изменялся и не изменялась бы окружная скорость со/?, тогда вслед­

ствие уменьшения плотности воздуха профильная мощность стала бы уменьшать­ ся. Но при увеличении высоты полета требуется большая индуктивная скорость, которая с несущими свойствами профиля связана соотношением:

т. е. для получения большей индуктивной скорости требуется увеличение коэффи­ циента тяги и углов установки элементов лопастей. Причем в этом случае коэффициент профильного сопротивления растет быстрее, чем уменьшается плотность воздуха. В результате увеличения профильной и индуктивной скоро­ стей с подъемом на высоту мощность, потребная для висения, увеличивается. При увеличении высоты висения до 50— 100 м плотность воздуха уменьшается незна­ чительно и, если не учитывать влияние воздушной подушки, потребная мощность для висения в этом диапазоне остается практически неизменной. При дальнейшем же увеличении высоты степень увеличения профильной мощности тем больше, чем больше высота висения вертолета.

Примерное изменение потребной мощности двигателей от высо­ ты на режиме висения показано на рис. 51. Здесь также представ­ лено изменение мощности двигателей на взлетном режиме. В точ­ ках пересечения кривых потребных и располагаемых мощностей определяют потолки висения.

По балансам мощностей можно определить избыток мощности двигателей, но на полезную работу будет расходоваться лишь часть этой мощности, которую можно найти по формуле

АІѴ = (іѴрасп — АГпотр)дв^.

80

рез верхний несущий винт, приводит к уменьшению эффективности части нижнего несущего винта, работающего в режиме пропеллера. Поэтому изменением мощности, потребной для вертикального подъема, можно условно пренебречь.

И чем меньше мощность двигателей, тем меньше избыток мощности и вертикаль­ ная скорость подъема. Потребная же мощность для висения увеличивается, а избыток мощности и вертикальная скорость подъема уменьшаются при росте по­ летного веса вертолета или уменьшении плотности воздуха. Уменьшение плотно­ сти воздуха приводит также к уменьшению располагаемой мощности. А поэтому избыток мощности значительно уменьшается при падении атмосферного давле­ ния, увеличении температуры и влажности наружного воздуха. На высоте потол­ ка висения вертолета избыток мощности равен нулю, и поэтоіму вертикальный подъем вертолета возможен лишь до потолка висения. Максимальную высоту, набираемую без поступательного перемещения вертолета относительно воздуха, называют статическим потолком.

Для перехода на вертикальное снижение необходимо создать дефицит мощ­

жения. Приближенно ее величину можно найти по формуле

— AN7o

где — AN — N расп А^потр при N uorp N расц.

Принципиально дефицит мощности может быть создан после перехода на нулевую поступательную скорость на любой эксплуатационной высоте, и поэтому вертикальное снижение возможно с любых высот, если нет эксплуатационных ограничений.

81