ОСОБЕННОСТИ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕРТОЛЕТОВ И ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ИМИ ПРЕДЕЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ПОЛЕТА

3.1. РАСПОЛАГАЕМЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ПЕРЕГРУЗКИ И "ПОДХВАТ"ВЕРТОЛЕТА

Располагаемой будем называть величину наибольшей вертикальной перегрузки, которая ограничена условием возникновения какого-либо недопустимого явления или выходом какого-либо параметра (скорости полета, частоты вращения винта и др.) за допустимые значения. Обозна­чим ее и^расп — К недопустимым относится явление ’’подхвата” верто­лета. Другие причины, обуславливающие Иурасп, рассмотрены в разд. 3.2 и 2.8. Ограничение минимальной величины вертикальной перегрузки бу­дем обозначать «у1тп.

’’Подхват” вертолета может произойти при интенсивном маневриро­вании с большими вертикальными перегрузками. Проявляется он как резкое изменение угла тангажа на кабрирование, которое наблюдается в течение 1 … 2 с и более, несмотря на его парирование максимальным отклонением ручки управления. Характерным для ’’подхвата” является возникающая тенденция на кренение вертолета на 30° и более. В случаях, когда при ’’подхвате”, стремясь вывести вертолет из кабрирования, лет­чик уменьшает общий шаг на 5 … 10° (рекомендуемое уменьшение шага 2 … 3°), несущий винт раскручивается, а затем его вращение резко за­медляется из-за автоматического уменьшения мощности двигателя при

раскрутке винта и малой приемистости двигателя (см. разд. 3.2). Встре­чаются случаи, когда изменение частоты вращения составляет ±20 7г ■ ’’Подхват” является следствием срыва потока на винте при следую­щих неблагоприятных аэродинамических и конструктивных характерис­тиках вертолета:

резкое увеличение нагрузок в системе управления, которые из-за деформаций за гидроусилителем уменьшают фактическое (соответству­ющее г = 0,7) циклическое изменение угла установки лопастей; одно­временно они уменьшают скорость отработки гидроусилителей вплоть до заклинивания при недостаточной их мощности, т. е. полной остановки в недоведенном до конструктивного ограничения положении;

увеличение кабрирующего момента несущего винта вследствие зна­чительного отклонения конуса лопастей назад и увеличения продольной силы винта;

уменьшение пикирующего момента планера, вызванное при боль­ших углах атаки ’’затенением” стабилизатора элементами вертолета, рас­положенными впереди;

большая задняя центровка вертолета.

Рассмотрим изменение параметров движения вертолета при горке с ’’подхватом” (рис. 3.1). Маневр выполнялся с режима горизонтально­го полета на скорости по указателю VyK = 280 км/ч. Центровка верто­лета была предельно задней, температура наружного воздуха превыша­ла стандартную. Такие условия полета, как будет показано ниже, способ­ствуют возникновению ’’подхвата”. Видно, что во время ввода в горку в системе управления значительно увеличились нагрузки, о чем сви­детельствует разрыв шлейфа, ре­гистрирующего угол установки лопастей 50. Из-за замедления скорости отработки гидроусили­теля (участок ab) летчик не смог быстро отклонить ручку управ­ления вперед до упора. В резуль­тате вертикальная перегрузка вер­толета увеличилась до значения 2.1, а угол тангажа — до 40°.

Только после торможения вертолета на скоростях, мень­ших 200 км/ч, с запаздыва­

3 с уменьшился

Рис. 3.1. Изменение по времени пара­метров движения вертолета при горке ("подхват” из-за возрастания нагрузок в системе управления)

угол кабрирования. Летчик квалифицировал этот маневр как замедлен­ный выход из горки.

Другой случай ’’подхвата”, возникшего во время ввода в разворот, происходил следующим образом. На скорости полета 300 км/ч летчик создал угол крена 45 … 50 . Одновременно для форсирования разворота (за счет торможения вертолета) был увеличен угол тангажа. Внезапно резко возросли нагрузки в системе управления, на что, как и в преды­дущем примере, указывал размыв шлейфа самописца угла установки (общего шага) лопастей несущего винта. Произошло ’’заклинивание” управления. В результате резко увеличился угол тангажа (до ~30°). Толь­ко после уменьшения летчиком угла установки лопастей несущего винта и вывода вертолета из крена кабрирование вертолета прекратилось. Ско­рость полета за 10 с уменьшилась до 170 км/ч.

’’Подхват” также возникает при развороте с V = const, выполненном с максимально допустимой перегрузкой, когда непреднамеренно допу­щенное снижение вертолета парируется отклонением ручки управления назад вместо уменьшения угла крена. Такой способ прекращения сниже­ния приводит к выходу за ограничения по перегрузке и ’’подхвату”.

Рассмотрим одну из типовых летных ситуаций, в которой неодно­кратно превышалась располагаемая перегрузка. На малой высоте полета выполнялось пологое пикирование и затем разворот на 180°. Летчик допустил ошибку, начав разворот и увеличив общий шаг, не выводя вер­толет из пикирования. В результате вертолет продолжал снижение, но с увеличенными перегрузкой, креном и шагом винта. Когда скорость полета превысила 250 км/ч, летчик увеличением угла тангажа решил пре­кратить дальнейшее снижение и разгон вертолета. Однако на таких скорос­тях полета располагаемая перегрузка относительно мала, поэтому даже малого темпа изменения угла тангажа оказывается достаточно для ее превышения и, следовательно, для ’’подхвата”. Необходимо сначала вы­вести вертолет из пикирования и только после этого выполнять разворот. При этом проще контролировать величину перегрузки. По характеристи­кам траектории полета L и Z, а также по времени выполнения такой ма­невр незначительно уступает описанному выше, когда выход из пикиро­вания выполняется одновременно с разворотом (см. 2.8.2).

Следует отметить, что ’’подхват” возможен также в случаях, когда вертикальная перегрузка меньше пурасп. Например, при ошибочных действиях летчика по парированию отказа двигателя на максимальной скорости полета: резком отклонении ручки управления на большую вели­чину при исходном (неуменьшенном) общем шаге. При этом срыв пото­ка на винте возникает вследствие уменьшения частоты вращения несуще­го винта.

’’Подхват” в большинстве случаев не приводит к летному происшест­вию. При уменьшении скорости полета до 150 … 100 км/ч вертолет выво­дится из этого режима. Летное происшествие возможно только тогда, когда в сложных условиях интенсивного кабрирования вертолета долус — каются перемещения рычагов управления, усугубляющие возник­шую разбалансировку вертолета (некоторые из них описаниы в разд. 3.1.3).