УМЕНЬШЕНИЕ МОМЕНТОВ УПРАВЛЕНИЯ У МНОГОВИНТОВЫХ ВЕРТОЛЕТОВ И ПРЕДЕЛЬНЫЕ СКОРОСТИ ПОЛЕТА

У многовинтовых вертолетов момент управления создается умень­шением общего шага у одних винтов и увеличением — у других. Если последние попадают на режимы срыва потока, то их тяга при увеличе­нии шага не возрастает, и момент управления не создается. Второй, ме­нее очевидной причиной уменьшения моментов управления, является возникновение совместно с основными так называемых перекрестных моментов управления. Последние особенности велики у вертолета попе­речной схемы при одном из направлений вращения винтов, поэтому это явление рассматривается ниже в применении к такому вертолету. У вер­толета поперечной схемы моменты бокового управления, создаваемые несущим винтом, выражаются формулами (рис. 3.52)

Мх = 2ATz = (Тп — Гп) z;

Му = 2AHz + 2АМК = (Ял — Яп)2 + (AfKJI — Мкп),

где Т, Н, М — тяга, продольная сила, крутящий момент несущего винта; z — расстояние от оси несущих винтов до плоскости симметрии вертоле­та; л, п — индексы, обозначающие соответственно левый или правый вин­ты. В формуле (3.27) верхний знак относится к показанному на рис. 3.52 направлению вращения винтов (правый винт вращается по часовой стрел­ке), а нижний знак — к обратному направлению вращения. Для краткос­ти первое направление вращения принято называть н. в. ’’брасс”, а второе — н. в. ’’баттерфляй”. Органом поперечного управления вертолета являет­ся дифференциальное изменение углов установки несущих винтов, а пу­тевого — дифференциальное отклонение автоматов перекоса вперед — назад. Поскольку при изменении угла установки несущего винта изме­няется не только его дуга, но и крутящий момент и продольная сила, то одновременно с созданием момента крена создается момент рыска­ния. Аналогично при изменении угла наклона автомата перекоса изменя­ются не только продольная сила, но и тяга винта, и одновременно с момен­том рыскания появляется момент крена. Эти последние, попутно создаю­щиеся моменты, называются перекрестными моментами управления.

Большая величина перекрестных моментов является важной особен­ностью бокового управления вертолетом поперечной схемы. Для созда­ния момента управления только вокруг одной из осей вертолета необхо­димо изменить положение двух рычагов управления: и ручки, и педалей. Это усложняет пилотирование; кроме того, максимальный момент управ­ления вокруг одной из осей вертолета зависит от соотношения основных и перекрестных моментов управления. Например, при парировании пере­крестного момента рыскания, появившегося при создании момента кре­на, летчик отклоняет педали, перекрестный момент которых либо уве­личивает, либо уменьшает момент крена.

Построим график располагаемых моментов бокового управления, получающихся при максимальном отклонении органов управления (рис. 3.53). По его осям отложены моменты управления Мх, Му. Точки 1,2- соответствуют моментам, получающимся при максимальном от­клонении органов управления. Как сказано выше, при отклонении орга­на управления крена (дифференциальное изменение углов установки

винтов, 25к = 60л — 60п) создаются момент крена Мхк8ктак, а также перекрестный момент рыскания Му к5ктах. Аналогично создаются ос­новной Л/^н5нтах и перекрестный Мхи 8нтлх моменты. Можно полу­чить в любом сочетании моменты крена и рыскания, находящиеся внут­ри параллелограмма, показанного на рис. 3.53. Если перекрестных момен­тов нет, то график имеет форму прямоугольника, проходящего через точки 1, 2. В случае параллелограмма максимальная величина одного из моментов оказывется зависимой от величины другого момента. Обо-

значим максимальный момент при нулевом значении другого индексом шах; Мхтлх — момент при Му = 0 и Мутах — момент при Мх = 0; эти моменты показаны на рис. 3.53. Выразим моменты управления в виде

Следовательно, если произведения производных от основных и перекрест­ных моментов равны друг другу,

МхкМуН = МхнМуК, (3.30)

то Мхтах = 0 при любом 6К. Аналогично Мутах = 0 при любом 8Н. Ус­ловие (3.30) выражает ситуацию, когда при парировании перекрестного момента управления основной момент уменьшается до нуля. В этом слу­чае параллелограмм на рис. 3.53 стягивается в наклонную прямую, про­ходящую через начало координат, так что момент крена может быть соз­дан только одновременно с моментом рысканья, причем оба момента находятся в определенном соотношении. Таким образом, при выполне­нии соотношения (3.30) полет невозможен, и вертолет с такими характе­ристиками управления не может существовать. Но нормально управля­емый в обычных условиях вертолет может выйти на режимы полета, при которых основные моменты уменьшаются, а перекрестные увеличивают­
ся, так что область располагаемых моментов управления сужается до недопустимой величины, а соотношение (3.30) практически начнет выпол­няться. Такие режимы должны быть обнаружены и запрещены.