КОСАЯ ПОЛУПЕТЛЯ
Косая полупетля — это разворот, выполняемый одновременно с набором высоты, траектория которого лежит в одной плоскости. Такой маневр находит применение при спортивном пилотаже, он может потребоваться, например при развороте по рельефу в горной местности.
Размеры траекторий косой полупетли будем характеризовать координатами максимально удаленной точки Zmax и координатами конечной точки LK, ZK, ДЯ (рис. 2.43, точка с). Угол наклона плоскости обозначим х-
Для движения вертолета в наклонной плоскости вертикальная Vyg
woo
WOO
Рис. Z44. Характеристики траекторий косой полулегли:
1 — пу = Лушах
и воздушная V скорости в процессе разворота вертолета от ф= 0 до 180° должны изменяться таким образом, чтобы в каждой точке выполнялось условие Vyg tgx = К sin V/ — Полет по такой траектории без вычислительных устройств и индикации осуществить трудно. Определим закономерности изменения параметров движения вертолета, которые могут помочь летчику осуществить маневр, используя штатные пилотажные приборы: авиагоризонт, указатели разворота, скорости полета.
При полете с 50 = const угол крена у полностью определяет траекторию движения вертолета, так как выдерживание угла х определяет изменение тангажа б и, следовательно, скорости V. В зависимости от величины угла крена вертолет при маневре может набрать максимум высоты, либо выполнить разворот в кратчайшее время, однако с набором меньшей высоты. Угол траектории в процессе разворота изменяется от нуля до значения, равного углу наклона плоскости при развороте на ф = 90° (на рис. 2.43 в точке b в = х) > и в дальнейшем уменьшается, чтобы снова стать равным нулю при ф = 180° (точка с). Таким образом, для выполнения маневра необходимо одновременно изменять углы крена и тангажа. Темп изменения углов ограничен ростом вертикальной перегрузки, уменьшением скорости, а также точностью выдерживания движения в заданной плоскости.
Характеристики траекторий косой полупетли: координаты конечных точек траекторий LK, ZK и АН, скорость полета в конце маневра VK и время t, можно представить на графике, характерный вид которого представлен на рис. 2.44. Он относится к маневрам, выполненным при
одной и той же начальной скорости К0 и при постоянном общем шаге несущего винта 50 = 50г п = const. Сплошные линии на графике соответствуют значению х = const, а пунктирные — 7 = const. Чтобы определить АН, необходимо координату ZK умножить на угол х — Атах находится приближенно как £к + 0,3 ZK.
Из графика видно, что с увеличением х скорость вертолета значительно уменьшается. Например, при маневре с у = 45° в случае х= 10° скорость выхода в горизонтальный полет составляет VK = 190 км/ч, а при X — 20 — 140 км/ч. Поэтому, чтобы выполнить косую полупетлю в плоскости с большим углом наклона, маневр должен быть начат на большой скорости полета. На малых скоростях возможности вертолета при 80 = = const невелики. Например, при V0 = 200 км/ч Хщах — Ю — 12°; при этом, если маневр выполняется с 7 = 45°, характеристики траектории следующие: t = 18 с, АН= 70 м, ZK = 390 м, Lmax = 470 м.
В зависимости от исходной скорости маневра для осуществления полета в плоскости с Хщах Угол тангажа должен увеличиваться: Ад = = 30° при V0 = 300 км/ч, 20 … 25° при 250 км/ч и 10 … 15° при 200 км/ч.
Необходимое изменение угла тангажа, обеспечивающее движение вертолета в заданной плоскости, можно определить из рис — 2.45. Приведенная здесь же зависимость Афу = /(х, у) поясняет, каким образом по углу рысканья должен изменяться угол крена. Например, при маневре в плоскости с малым углом наклона (х = 10°) угол крена может увеличиваться достаточно быстро, Аф = 15 … 25°. В случае х~ 20 … 25° угол крена должен возрастать с таким темпом, чтобы при ф = 90° достигнуть максимального значения. Вторая часть разворота выполняется с постоянным углом крена и постепенным уменьшением угла тангажа с таким расчетом, чтобы к окончанию маневра тангаж принял балансировочное значение. Уменьшение угла крена для прекращения маневра должно быть начато заблаговременно при ф Э£ 180° — (7тах —
Ушах /2) •
При маневрировании на скоростях полета V0 = 300… 250 км/ч для выполнения косой полупетли с большим набором высоты (АН =
= 400 … 700 м) необходимо изменение углов крена до 7 = 15 … 30°;
Рис. 2.45. Потребное для выполнения косой полупетли увеличение угла тангажа Ддтах и угла рысканья Ф7, на котором 7 должен достигать значений:
— 15°;———— 30°;——— 45°; К0 =
= const
для быстрого разворота (Г = 28 … 20 с) — у = 45°, при этом АН = = 340… 140 м.
Предельные плоскости косой полупетли реализуются при максимальной мощности двигателя. Маневр выполняется следующим образом. Общий шаг за 3 … 4 с увеличивается до значения, при котором начнет уменьшаться частота вращения несущего винта (это свидетельствует о том, что мощность двигателя достигла максимальной величины), за это время угол крена изменяется до 10 … 15°. В дальнейшем маневр продолжается увеличением углов крена и тангажа одновременно. Темп изменения углов у и д выбирается таким, чтобы развороту вертолета на ф = 90° соответствовало уменьшение скорости полета до 150 … 120 км/ч. Такой закон управления выгоден тем, что максимальный угол наклона траектории полета (как отмечалось выше, развороту на ф = 90° соответствует в = 0тах = х) вертолет будет преодолевать на наивыгоднейших по скороподъемности скоростях полета. Следует отметить, что при большом общем шаге во время маневра возможно резкое повышение уровня вибраций вертолета и значительный рост нагрузок в системе управления (см. разд. 3.1). Поэтому начинать увеличивать шаг рекомендуется на скоростях не более V — Fmax — (70… 100 км/ч).
Максимальный наклон плоскости, в которой возможен разворот с увеличением общего шага, не зависит от начальной скорости маневра (при V > 200 км/ч). Он определяется энерговооруженностью вертолета и составляет для разных вертолетов 35 … 50°.