Поперечная и путевая балансировка вертолета

Поперечная балансировка вертолета

Поперечная балансировка вертолета достигается при условии, если будут уравновешены боковая сила S несущего винта, тяга рулевого винта Т_р._в, боковая сила фюзеляжа Z_ф, а также моменты от этих сил относительно центра тяжести вертолета и поперечный момент М_поп несущего ввита.

Изменение поперечной балансировки с ростом скорости полета оценивается по балансировочным отклонениям ручки управления (автомата перекоса) в поперечном направлении. На рис.40 и 41 приведены балансировочные положения автомата перекоса в поперечном направлении в зависимости от скорости полета при различных режимах полета и центровках. Поперечная балансировка вертолета практически не зависит от его центровки.

На висении автомат перекоса несущего винта необходимо отклонять вправо примерно на 0,5—1°. Наличие бокового ветра на висении меняет потребное отклонение ручки управления: ветер слева уменьшает, а ветер справа увеличивает потребное отклонение ручки управления.

С переходом от режима висения к поступательному полету вплоть до максимальных скоростей полета ручку управления для обеспечения поперечной балансировки вертолета необходимо отклонять влево.

В наборе высоты потребные отклонения ручки управления влево с ростом скорости полета практически такие же, как и в режиме горизонтального полета.

Максимальное отклонение ручки управления влево на вертолете Ми-2 требуется при планировании на большой скорости на режиме самовращения несущего винта.

Для обеспечения равенства поперечных моментов от боковой силы несущего винта и тяги рулевого винта в полете требуется создание крена или скольжения.

При полете с креном сила тяги рулевого винта уравновешивается суммой боковой силы несущего винта и проекцией силы тяжести в сторону крена, при полете со скольжением — суммой боковой силы несущего винта и боковой составляющей силы сопротивления фюзеляжа.

На режимах моторного полета для обеспечения поперечной балансировки вертолета необходим небольшой крен до 2,5° вправо или скольжение влево до 6—8°.

При планировании на режиме самовращения несущего винта необходимы крен до 1° влево или скольжение вправо до 3°.

 

Рис. 41. Балансировочные кривые по скорости полета и изменение балансировки вертолета при изменении режима работы двигателей

 

На режиме висения уравновешивание сил в поперечном направлении может быть обеспечено лишь накренением вертолета вправо до 2—3°.

Вертолет Ми-2 обладает поперечной устойчивостью по углу скольжения (углу крена при координированных скольжениях). Наклон балансировочных кривых поперечных отклонений автомата перекоса по углу крена уменьшается с увеличением скорости полета и увеличивается на одной и той же скорости при переходе к режиму работы двигателей с большей мощностью (переход от планирования на самовращении несущего винта к набору высоты на номинальном режиме работы двигателей и т. п., рис. 42).

 

Путевая балансировка вертолета

Путевая балансировка вертолета Ми-2 достигается при равенстве реактивного момента несущего винта и момента тяги рулевого винта, т. е. когда М_реакт = М_p.в.

Реактивный момент несущего винта, пропорциональный потребной мощности двигателя, достигает наибольшей величины при вертикальном наборе высоты (или висении) и при полете на максимальной скорости, момент от тяги рулевого винта — на режимах, когда поступательная скорость равна нулю,

С переходом к горизонтальному полету и росту скорости потребная мощность уменьшается примерно до V_пр=100 км/ч, а с дальнейшим увеличением скорости начинает возрастать.

Примерно так же с ростом скорости изменяются реактивный момент несущего винта и потребное отклонение правой педали для путевой балансировки вертолета.

При наборе высоты потребные отклонения правой педали больше, чем в горизонтальном полете на той же скорости, из-за большей потребной мощности.

При планировании на режиме самовращения несущего винта его реактивный момент равен нулю; при этом на вертолет действует момент, противоположный реактивному. Этот разворачивающий момент от несущего винта создается силами трения в редукторе и трансмиссии.

Для обеспечения путевой балансировки вертолета на режиме самовращения несущего винта требуется отклонение левой педали. Величина отклонения левой педали в эксплуатационном диапазоне скоростей планирования на режиме самовращения несущего винта практически не изменяется (рис.41).

 

 

На крейсерском режиме полета (V_np=180 км/ч) для путевой балансировки вертолета необходимо несколько отклонять левую педаль.

Изменение центровки практически не влияет на путевую балансировку вертолета.

Запасы путевого управления при стандартных атмосферных условиях на уровне моря на всех режимах полета достаточны. Минимальный запас путевого управления в сторону упора правой педали имеет место на висении при ветре слева и составляет 1/4полного диапазона хода педали.

Минимальный запас путевого управления в сторону упора левой педали имеет место при выполнении левого разворота на режиме самовращения несущего винта и составляет 1/4 полного диапазона хода педали.

Вертолет Ми-2 обладает путевой устойчивостью по углу скольжения (углу крена при координированных скольжениях). Путевая устойчивость с увеличением скорости полета уменьшается, с увеличением режима работы двигателей увеличивается. Это видно из рис. 42 по изменению наклона балансировочных кривых.

Больший угол наклона соответствует большей величине путевой устойчивости вертолета.

 

УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ВЕРТОЛЕТА
В ПОЛЕТЕ С ГРУЗОМ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ

Устойчивость и управляемость вертолета с грузом на внешней подвеске во многом определяется поведением груза в полете.

Груз на внешней подвеске под действием набегающего потока воздуха может вращаться относительно вертикальной оси и раскачиваться в плоскости, перпендикулярной набегающему потоку, а при разгоне вертолета — отклоняться назад.

Колебания груза передаются на вертолет и вызывают раскачку вертолета с изменением углов крена и тангажа. Пилотирование вертолета при неустойчивом поведении груза усложняется.

Повышенное влияние колебаний груза на снижение устойчивости вертолета Ми-2 связано с конструкцией системы внешней подвески, в которой плечо между центром тяжести вертолета и центром качания груза (замком подвески) относительно больше разнесено, чем на вертолетах Ми-6 и Ми-8.

Скорость полета, на которой начинает наблюдаться раскачка груза в каждом конкретном случае, определяется аэродинамической формой, размерами и массой транспортируемого груза.

С увеличением скорости полета интенсивность колебаний груза возрастает, в результате чего устойчивость и управляемость вертолета ухудшаются. Выдерживание режима полета при неустойчивом поведении груза требует непрерывного вмешательства летчика в управление вертолетом.

В связи с тем что устойчивость и управляемость вертолета при перевозке большинства видов груза начинают ухудшаться на скоростях, превышающих 150 км/ч, максимальная скорость полета с грузом на внешней подвеске установлена 150 км/ч по прибору.

При перевозке грузов, которые подвержены интенсивной раскачке потоком воздуха, максимальную скорость вертолета необходимо уменьшать ниже 150 км/ч по прибору. Для неустойчивых грузов скорость полета в каждом случае должна подбираться такой, при которой обеспечивается устойчивое поведение груза.

В условиях повышенной турбулентности воздуха (при полетах в торах) максимальная скорость вертолета с грузом на внешней подвеске дополнительно снижена до 110 км/ч по прибору из-за ухудшения устойчивости груза при полете в неспокойном воздухе.

Для уменьшения отклонений груза в продольном направлении и предотвращения его раскачка в поперечном направлении разгоны и торможения вертолета с грузом на внешней подвеске необходимо производить более плавно, чем в обычном полете.

В этих же целях при выполнении разворотов необходимо ввод вертолета в разворот и вывод из него производить плавно, а сам разворот выполнять без превышения скорости, установленной в полете на прямой.

Взлет, висение и посадку с грузом на внешней подвеске рекомендуется производить против ветра, так как избыток мощности двигателей на случай вынужденного отхода от земли уменьшается из-за увеличения потребной мощности вертолета при полете с грузом на внешней подвеске.