Определение тпред по посадочным характеристикам вертолетов

НЛГВ задают требования к посадочным характеристикам вертоле­тов при посадках вне ЛП. Для вертолетов 1-й категории при отказе одно­го двигателя на ’’участках риска” требуется посадка с Кпос < 15 … 25 км/ч, Купос ^ по с доп • Для вертолетов 2-й категории требуется безопасная

для находящихся на борту лиц посадка при отказе двигателя на всей тра­ектории полета, за исключением участка на траектории взлета до крити­ческой точки (если такая точка есть), так как с него вертолет садится на ЛП.

Для многодвигательных вертолетов всех категорий требуется безо­пасная для находящихся на борту лиц посадка при отказе всех двигате­лей на крейсерском режиме полета; другие режимы не рассматривают­ся, так как они кратковременны, поэтому отказ всех двигателей практи­чески невероятен.

При определении посадочных характеристик сначала берется тпред,

найденная на установившихся режимах полета. Для вертолетов высшей и 1-й категорий посадочные характеристики обычно получаются прием­лемыми, так что ранее найденные тпред являются окончательными. Ес­ли у вертолетов 2-й категории получившиеся посадочные характеристи­ки оцениваются как неприемлемые, то масса уменьшается и моделиро­вание посадок повторяется до получения удовлетворительных резуль­татов.

Наилучший метод исследования посадок — моделирование на пило­тажном стенде. На стенде летчик следит за движением вертолета и управ­ляет им, поэтому моделирование выполняется приблизительно на 2 по­рядка быстрее, чем на ЦВМ, где после расчета и анализа очередного вари­анта вносятся коррективы в подпрограмму управления вертолетом. Опыт исследований на стенде показал, что тренированный человек после нес­кольких попыток находит практически оптимальный маневр. Таким об­разом, большой объем работ по определению тпред (когда, например, требуется рассмотреть несколько сот вариантов посадок) целесообраз­но выполнять на пилотажном стенде.

Если пилотажного стенда для рассматриваемого вертолета нет, то можно использовать программы с оптимизацией управления вертолетом. И, наконец, можно применять любую программу расчета продольного движения, а рациональный способ управления вертолетом находится под­бором.

Оптимальным является вариант посадки с минимальной посадочной скоростью при допустимых F пос, ынпос, посадочном угле танга­жа #пос (если вертолет не сконструирован специально, то Vynoc =

= 3 … 3,5 м/с, #пос = 7 … 10°). При посадке с обеспечением безопаснос­ти для находящихся на борту лиц рассматривается также вариант посад­ки с нарушением ограничений по Ууаос, $пос (например, Vynoc =

= 4 … 5 м/с, #пос = 15 … 20°), т. е. с поломкой шасси или других агре­гатов вертолета. Уменьшение сон пос ниже допустимого значения не долж­но приводить к ухудшению ситуации при аварийной посадке. Это долж­но обеспечиваться конструкцией вертолета. Например, если из-за умень­шения сон прекращается электропитание оборудования вертолета, то приборы и элементы оборудования, необходимые для посадки, должны работать от других источников. Но если происходило нарушение ограни­чения по шн, то должен решаться вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации работавшего двигателя и трансмиссии вертолета.

Безопасность посадки для находящихся на борту лиц может быть определена только при испытаниях вертолета, но моделирование позволя­ет оценить опасность проведения испытаний и вероятность положитель­ных результатов.

Последовательность работ по определению посадочных характеристик вертолетов с некоторой т следующая. Находят, как описано в разд. 4.3, опасные зоны Я — V, выбирают траектории взлета и посадки (см: разд. 4.4) и моделируют посадку перед собой с одним отказавшим двигателем. Для вертолетов 1-й категории моделируют также посадку с разворотом, находят ’’участки риска” и посадочные характеристики при посадках с этих участков.

Работа по определению посадочных характеристик при отказе всех двигателей выполняется по методам, описанным в разд. 4.5. Режим по­лета, на котором рассматривается отказ, задан Нормами (крейсерский режим), так что траекторию полета в момент отказа искать не нужно. Это существенно уменьшает объем работы. Исследование перехода верто­лета на режим установившегося планирования после отказа двигателей на крейсерских режимах полета трудности не представляет. Поэтому зада­ча в основном сводится к определению посадочных характеристик после планирования при самовращении несущего винта.

Отметим, что у вертолетов с большой нагрузкой на ометаемую вин­том площадь мощность двигателей велика, и при их нормальной работе или отказе одного из них тпред оказывается большой. Характеристики же вертолета на режиме самовращения не связаны с мощностью двигате­лей (двигатели не работают). В результате при mnj, ea, найденной при одном неработающем двигателе, вертолет с высокой нагрузкой на пло­щадь (m/AF = 60 … 90 кг/м2) имеет на режиме установившегося само­вращения при скоростях 50 … 90 км/ч высокую Vyg (25 … 18 м/с) и, как следствие, повышенные посадочные скорости (УуПос = 4 … 6 м/с).

Определение тПред исходя из посадочных характеристик на режиме самовращения выполняется в такой последовательности. Для выбранных Нр, t, т в процессе моделирования находят оптимальный метод посад-

ки, т. е. оптимальную скорость планирования и изменения углов танга­жа и общего шага несущего винта. Если получающиеся Уупос, Кпос вели­ки, то моделирование повторяется с большими, чем принимались ранее, углами (с &тах = 25 … 30° вместо 10 … 15°; с #пос = 15 … 20° вмес­то 7 … 10°), с большими темпами увеличения г? и 50. Такие посадки мо­гут оказаться приемлемыми, так как поломки вертолета, безопасные для находящихся на борту лиц, допускаются. Это более сложные вариан­ты посадки, так как у летчика уменьшается время на принятие решений и на исправление о или бок пилотирования. В результате моделирования строят график Vynoc = f(t, т, Нр). На рис. 4.10, а представлены Уупос для двух показанных на рис. 4.10, б вариантов изменения б во время посадочного маневра. По этим данным устанавливается предварительное значение тпред = /(/, Нр) (график типа рис. 4.9), уточняющееся в даль­нейшем по результатам летных испытаний.

Итак, найдена совокупность зависимостей от t и Нр предельных масс, при которых удовлетворяется каждое из требований ШІГВ. По ним, выб­рав категорию вертолета и маршрут полета, зная ожидаемые температу­ры наружного воздуха на всех участках траектории, находят предельные массы, при которых удовлетворяются все требования Норм. Наимень­шее из полученных значений (с учетом выгоревшего топлива) является предельной взлетной массой. Когда в общих данных вертолета говорит­ся об /ипред, соответствующей той или иной категории при некоторых t и Нр, то имеется в виду, что ЛП взлета и посадки находятся на одной высоте и на пути вертолета нет высоких препятствий. В общем же слу­чае для данных Яр и t величину тпред определить нельзя.