НА МАЛЫХ ВЫСОТАХ (ЗОНЫ Н — V)

При некоторых сочетаниях скорости и высоты полета в случае отка­за одного двигателя вертолет не может совершить посадку с допустимы­ми значениями Уупос и Упос. Так, при малых скоростях полета от V = О до V = 40 … 100 км/ч есть интервал высот, в котором за время сниже­ния успевает развиться большая вертикальная скорость и вертолет при­земляется с большей, чем допустимая, Ууаос . Эти сочетания Н и V об­разуют, так называемую, левую зону// — V (рис. 4.13).

При отказе двигателя в интервале скоростей от Кн н до Уня — (60 … 100) км/ч при высотах полета менее 10 … 25 м невозможно успеть пред­посадочным маневром намного уменьшить скорость полета, и вертолет может столкнуться с землей с недопустимо большой скоростью. Таким образом, у вертолетов есть также правая зона опасных сочетаний Н — V (рис. 4.13).

При отказе двигателей на скоростях от Уин до Утах торможение вертолета сопровождается набором высоты. Поэтому даже при малой высоте полета (~ 10 м) с отказавшим двигателем можно достичь соче­тания высоты и скорости, при которых посадка выполняется с допус­тимыми Уупос, Упос. Однако потеря высоты 2 … 5 м происходит сра­зу после отказа двигателя еще до перевода вертолета в торможение.

Для определения границ зоны Н — V нужно смоделировать посад­ки вертолета с отказавшим двигателем. В качестве исходного режима выбирается установившийся горизонтальный полет. Практика моделиро­вания показала, что с требуемой для определения границ точностью мож­но принять, что они не зависят от того, происходил ли на данных Н и V набор высоты или горизонтальный полет. Это существенно сокращает необходимый объем моделирования и упрощает информацию, выдава­емую летчиком. Установившийся горизонтальный полет в качестве ис­ходного режима удобен также потому, что при нем обеспечивается точ­ное совпадение исходных режимов при повторных реализациях посадок.

Размер зон Н — V зависит от сочетания параметров т, Нр, t и вели­чины максимальной чрезвычайной мощности двигателей УУЧ1, также зави­сящей от Нр, t. Чтобы сократить объем информации о зонах, целесооб­разно найти 3 … 4 сочетания m, H t, при которых зоны одинаковы (рис. 4.14). Зависимость массы от Нр, t для каждого г-го сочетания ана­логична показанной на рис. 4.9. Можно принять, что г’-е сочетание опре­деляется по признаку постоянства минимальной скорости горизонталь­ного полета при мощности N = К (идв — 1) N41 . Например, можно при­нять : Vmin = 50 км/ч; — для определения меньшей массы К = 1, сред­ней массы — К = 1,4, большей массы — АТ = 1,8. Величины К выбирают­ся так, чтоб охватить весь диапазон изменения взлетных масс при данных Нр, t. При таком подходе в определяющем размер зоны Н — V диапа­зоне малых скоростей (от V = 0 до V = Итахл 3 2Fmin) у вертолета

Рис. 4.14. Зависимость размера зоны Н — V от гго сочетания т, Нр, t

будут близкие значения избыточной мощности, следовательно, сходные траектории и размеры зон Н — V.

В качестве другого варианта для определения сочетаний т, Нр, t, при которых одинаковы размеры зоны Н — V, можно принять постоянст­во средней вертикальной скорости снижения вертолета в диапазоне ма­лых скоростей полета. При этом для каждого сочетания при всех Нр, t масса вертолета находится из условия

^ygcp = (^ygV=o + ^ygV— £[-^чі(идв — О —

~ ^вис ] (£*?в)к=о І^чі (^дв — 1) — ^г. п V 1 (^в)р’і^ /2я« —

= const,

где Vi — характерная для зон Н — V рассматриваемого вертолета боль­шая скорость полета (Kj = ^тахл. з)- Если принять, что (£т? в)к=о = = 1,6, а (?т? в)^1 = 0,85, то получим

mg = (1,227V41(nftB — 1) — 0,8АГВИС — 0,427Vr. nKi)/C.

Чтобы получить 3 … 4 сочетания величин т, Нр, t, нужно задаться 3 … 4 значениями постоянной С. Оба описанных выше варианта определе­ния сочетаний т, Нр, t приближенны, поэтому зоны нужно построить для нескольких точек из каждого сочетания и их огибающую считать зо­ной для данного сочетания. Поясним, наконец, почему для зон Н — V тре­буется находить новые сочетания т, Нр, t, а нельзя использовать ранее найденные. На рис. 4.15 показан график потребной и располагаемой мощ­ностей вертолета при т = const, Нр = const и двух температурах наруж­ного воздуха, при которых условие Vyg = 0 выполняется. Видно, что Nr n min увеличивается при низких температурах, а Л7ВИС — уменьшается. Поэтому при условии Vyg — 0, т. е. при 7Vpacn = TV,. nmin, недостаток мощ­ности, обозначенный штриховкой на рис. 4.15, при положительных тем­
пературах намного больше, чем при отрицательных. Очевидно, что зоны Н — V при положительных температурах будут шире, чем при отрицатель­ных, следовательно, эти сочетания не соответствуют одинаковым разме­рам зон.

Перейдем к описанию последовательности определения размеров зон при данных т, Я t. Для некоторой скорости установившегося гори­зонтального полета К0 на высоте Я имитируется отказ двигателя и вы­полняется посадка, причем находится оптимальная методика посадки, отвечающая требованию: Vynoc < Куп о с. доп ПРИ минимально возмож­ной Кпос. Выбранная методика посадки должна быть воспроизводимой, т. е. получаться не только при удачных реализациях, но при всех, близ­ких к выбранной. Затем при этой же К0 имитируется отказ на других высотах, и также определяются Кпос. Зависимости Кпос = f (Я) для нескольких К0 показаны для примера на рис — 4.16. При отказе двигате­ля на Я до 3 … 5 м посадка происходит с Кпос = К0, Vynoc < ^„ос. доп • При К0 = 0 … 60 км/ч на некоторых высотах КуПОС = КуПос. доп» а ПРИ дальнейшем увеличении Я Vyaoc > КуПос. доп ПРИ любой Кпос. Эти вы­соты образуют нижнюю границу левой зоны Я — V. При начальных скорос­тях К0 > 60 км/ч возможна посадка с Vynocдоп в случае отказа двига­теля на любой высоте. Эти К0 больше максимальной скорости левой зоны КтахЛ.3. Начиная с высот 20 … 30 м, при этих начальных скоростях по­садочная скорость одинакова. По этой посадочной скорости устанавли­вается Кпос _оп. В нашем примере Кпосдоп = 45 км/ч (вертолет 2-й категории). Прямая, соответствующая К0 = 45 км/ч, пересекает на малых высотах кривые для К0 = 45 км/ч. Точки пересечения соответствуют высотам, ниже которых Кпос min > КП0СД0П; они образуют границу

Рис. 4.16. Зависимость минимальных посадочных скоростей вертолета от высоты отказа двигателя и начальной скорости:

1 — точки нижней границы левой зоны Н — V: Vyf]oc = Vynoc доп! 2 — допустимая по­садочная скорость; 3 — точки границы правой зоны Н — К: Кпос = КПОсдоп; 4 — точки верхней границы левой зоны
правой зоны Н — V. Отметим, что наименьшая посадочная скорость ока­зывается при отказе двигателя на высоте ~ 10 м и начальной скорости 85 км/ч.

Точки верхней границы левой зоны определяются как минимальные высоты, с которых при отказе двигателя можно, разгоняя вертолет, вы­вести его на сочетание V, Я, Vyg, при котором возможна посадка с до­пустимыми значениями Уупос и Vnoc. Эти высоты для V0 = 30 км/ч и V0 = 0 также показаны на рис. 4.16: 50 м и 80 м. Верхняя граница левой зоны зависит от того, насколько интенсивно выполняется разгон верто­лета. Например, на режиме висения высота верхней границы равна 150 м при разгоне с углом тангажа д = —8°, и 80 м при разгоне с д = —15°.