ПИКИРОВАНИЕ. ВЫВОД ИЗ ПИКИРОВАНИЯ С РАЗВОРОТОМ
Пикирование — это маневр быстрого снижения и, если допустима потеря высоты, быстрого разгона вертолета.
Используем следующие обозначения:
Fo, Kmax, Кк — начальная, максимальная и конечная скорости пикирования;
FBb|B — скорость, при которой начинается отклонение ручки ”на себя” при выводе из пикирования;
Д#выВ — изменение высоты за время вывода из пикирования.
Изменение высоты полета при пикировании с 50 = const зависит в основном от начальной и максимальной скоростей маневра. Например, при К0 = 100 км/ч в случае разгона вертолета до 200 км/ч снижение вертолета составляет 120 … 170 м, а при Ктах = 300 км/ч — 350 … 420 м.
Параметры траектории движения вертолета АН, L, Ктах и t при пикированиях с разными Ад и At иллюстрируются рис. 2.39. Точки кривых графика являются конечными точками траектории пикирования: АН, L. Возле каждой из них указано два числа. Первое число — время пикирования с данным Ад (обозначенное, как при горке, At), второе, в скобках, — общее время маневра. Если At = 0, то это пикирование, состоящее из уменьшения угла тангажа и последовавшего сразу его увеличения (S-образное пикирование). Пунктирные линии соответствуют одинаковым значениям максимальной скорости при выводе вертолета из пикирования.
Из представленных зависимостей видно, что пикирование с изменением высоты на АН = 200 м при Ад = 20° и At = 6 с происходит за 15 с, а S-образное с Ад = 31° — за 13,8 с. При этом параллельный земле путь соответственно составляет L = 980 и 890 м.
Последний вид пикирования имеет ряд особенностей, делающих этот маневр более сложным по сравнению с прямолинейным, на котором Ад — const. Как будет показано в разд. 3.3, из-за резкости маневра возможно сближение лопастей несущего винта с ограничителями махового движения и хвостовой частью планера. Чтобы получить одинаковое изменение высоты, S-образное пикирование необходимо выполнять с большим углом тангажа, чем при прямолинейном. Однако по времени снижения или по времени разгона вертолета оно преимуществ, практически, не имеет. Особенностью такого пикирования являются в два с лишним раза большие, чем при At > 0, потери высоты при выводе из пикирования. Это объясняется тем, что вертолет имеет в момент начала вывода большое вертикальное ускорение Vyg, направленное вниз, и отрицательную угловую скорость тангажа.
Максимальное изменение угла тангажа, с которым возможно пикирование с Ад = const, определяется необходимым временем выдерживания его постоянным, диапазоном скоростей маневра и перегрузкой при выводе. Например, если Ктах = 300 км/ч, то при V0 = 100 км/ч Ді? тах = 40°, при 200 км/ч — 20°, и при 250 км/ч — 10°. При таких углах тангажа маневр достаточно быстрый (дальнейшее его увеличение дает малый выигрыш во времени) и позволяет пикировать с Ді? = const не менее 4 … 5 с.
Рассмотрим особенности движения вертолета на различных участках траектории пикирования.
Ввод в пикирование сопровождается уменьшением угла атаки, вертикальной перегрузки и ростом скорости полета. При этом тяга несущего винта изменяется в линейной (досрывной) области характеристик. На малых скоростях полета это дает возможность оценивать изменение вертикальной перегрузки вертолета по формуле Апу = пу Да (величиной производной п v можно пренебречь). Производная и “ с увеличением скорости возрастает. При V0 < 150 км/ч, например при^малом темпе изменения тангажа, мы получим малое приращение угла атаки, но за счет прироста скорости полета увеличится величина самой производной п£. Поэтому при вводе в пикирование вертикальная перегрузка в основном определяется величиной изменения угла тангажа ДО. Например, при V0 = 100 км/ч одна и та же перегрузка пута-т = 0,5 получается при изменении угла тангажа на 40° за 5 и 8 с. На скоростях полета V0 > 200 км/ч зависимость и у min от темпа изменения угла тангажа становится заметной. Так, при К0 — 250 км/ч выход за 3 с на ДО = — 15° происходит с перегрузкой H_ymjn = 0,5, а за 7,5 с на тот же угол — с0,7. График путт = = /(ДО) приведен на рис. 2.40. Кривая, соответствующая К0 = 100 км/ч, не зависит от темпа ввода в маневр, а для К0 = 200, 250 км/ч — наиболее быстрому изменению угла тангажа, т. е. такому темпу, при котором еще возможно достаточно точно выйти на заданный угол тангажа.
Кроме зависимости от времени t $, снижение вертолета на участке ввода в пикирование также определяется К0 и Ді9. При К0 = 100 км/ч выход на Д$ = 40 за 6 с сопровождается изменением высоты на 37 м, а за 5 с — на 22 м. При К0 = 250 км/ч, такие же АН получаются при Ад = = 20°, если tA соответственно 5 и 4 с.
На прямолинейном участке траектории (б = Дд) перегрузка зависит только от угла тангажа: пу = cos д. У вертолета с крылом силы, создающие вертикальную перегрузку, с ростом скорости полета перераспределяются так, что за счет увеличения подъемной силы крыла тяга несущего винта уменьшается.
Вывод из пикирования. Чтобы уменьшить потери высоты при выводе, необходимо отклонять ручку управления на себя с темпом, обес-
|
Рис. 240. Зависимость минимальной перегрузки от скорости ввода в пикирование V0 и изменения угла тангажа Д #
печивающим увеличение перегрузки до максимально допустимом за минимальное время, и затем поддерживать перегрузку на указанном уровне до уменьшения вертикальной скорости до ~3 м/с или до изменения угла тангажа на кабрирование. Потеря высоты Д#выв зависит от вертикальной скорости начала вывода из пикирования VygVlblB = Квыв Ад. Если Пущах = 1.7 … 1,8, ДЯВЫВ составляет 25 … 40 м при Уу„выв = -10 м/с, 60 … 80 м при —20 м/с, и 100 … 120 м при —30 м/с. Данные относятся к прямолинейному пикированию с Д? ^ 2 с. Зависимость удобна для запоминания, однако, из-за несовершенства вариометра (запаздывания показаний) она может применяться в случае вертикальных ускорений вертолета в момент вывода из пикирования.
После начала вывода из пикирования вертолет продолжает некоторое время увеличивать скорость. Чтобы не превысить максимальную скорость пикирования Ктах, этот прирост необходимо учитывать. При путах = = 1,5 … 1,8 он приблизительно равен изменению угла тангажа в градусах. Например, если Ад = 30°, прирост скорости составляет AV ^ 30 км/ч.
Пикирование с разворотом при выводе. Моделирование показало (рис. 2.41), что на вертолетах с относительно малой допусти-
Рис. 2.41. Траектории пикирования и вывода из него:
—— с последующим разворотом; — — — с одновременным разворотом
мой вертикальной перегрузкой (V > 250 км/ч — 1,5 …
1,6), одновременно с выводом из пикирования выполнять разворот нецелесообразно. Это объясняется недостаточностью перегрузки для энергичного искривления траектории полета одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Потеря высоты и радиус разворота будут меньшими в случае, если разворот начинать в момент, когда вертикальная скорость снижения вертолета уменьшится приблизительно до —3 м/с, т. е. после того, как вертолет, практически, выйдет из пикирования. Это следует из сравнения параметров двух траекторий движения вертолета (данные, относящиеся к пикированию с одновременным разворотом, приведем в скобках). Из рис. 2.41 видно, что максимальный путь, пройденный параллельно исходному направлению, составляет Lmax = 1580 м (1320), смещение вертолета вбок при развороте на 180° — Z = 560 м (930), общее изменение высоты — ДЯ = 340 м (490), потеря высоты при выводе из пикирования — ДЯВЫВ = 180 м (330) , Ктах = 183 км/ч (276), время маневров, практически, одно и то же ~35 с.
Таким образом, при развороте с одновременным выводом из пикирования вертолет значительно больше изменяет высоту (ДЯВЬ1В увеличивается почти вдвое), разгоняется, а при этом выигрыш в Lmax составляет 17%.