ПЛАНИРОВАНИЕ И ПОСАДКА ПРИ. НЕРАБОТАЮЩИХ ДВИГАТЕЛЯХ

Исследованиями установлено, что аварийная ситуация, возникающая при одновременном отказе двух двигателей на изучаемом вертолете, является событием практически невероятным (его вероятность составляет 10 12—10 1Я). Но и при отказе силовой установки безопасность приземления обеспечивается.

Работа несущих винтов в режиме самовращения

Режимом самовращения (авторотации) называется ре­жим работы несущих винтов, когда для их вращения ис­пользуется энергия воздушного потока. Следовательно, на этом режиме эквивалентная индуктивная мощность N„m и мощность, потребная для преодоления профильного сопро­тивления лопастей Nnp, сообщаются несущим винтам из­вне, т. е. набегающим потоком.

Условием самовращения несущих винтов является об­текание их воздушным потоком снизу, поэтому этот режим возможен при снижении вертолета и аналогичен планиро­ванию с задросселированными двигателями.

Для выяснения возможности самовращения несущих винтов рассмотрим силы, действующие на элемент лопасти при различных углах установки.

В моторном полете воздушный поток подходит к эле­менту лопасти сверху, захватывается им и отбрасывается вниз. При этом (рис. 7.4, а) углы атаки элемента а« срав­нительно невелики даже при большом угле установки фош. Полная аэродинамическая сила элемента отклонена назад, образуя момент сопротивления (Qmm+Qnp) г, который пре-

Одолевается крутящим моментом на валах несущих вин­тов.

При отказе (выключении) двигателей силы сопротивле­ния приведут к торможению лопастей, уменьшению часто­ты вращения несущих винтов и к снижению вертолета. Воздушный поток в этом случае будет обтекать элемент лопасти снизу (рис. 7.4, б). При неизменном угле установ­ки (фі=<р) угол атаки элемента становится большим, подъемная сила элемента падает, его сопротивление рас­тет, общая аэродинамическая сила Rci еще больше от­клоняется назад, частота вращения несущих винтов падает, наступает режим замедленного самовращения. Соотноше­ние между основными углами при этом будет следую­щим:

и — 0<<р,

где а— угол атаки;

0— угол качества;

Ф— угол установки элемента лопасти.

Если шаг винтов значительно уменьшить (ф2<фі), угол атаки элемента также уменьшится и за счет уменьшения сопротивления общая аэродинамическая сила /?ег (рис. 7.4, в) получит наклон в сторону движения элемента, а ее горизонтальная составляющая явится силой, увеличи­вающей частоту вращения. Элемент лопасти будет рабо­тать в режиме ускоренного самовращения. Соотношение между углами при этом должно быть:

а—©>ф.

Для того чтобы обороты не превзошли допустимых зна­чений, необходимо несколько увеличить угол установки (шаг) до исчезновения ускоряющей силы, т. е. создать ус­ловия, при которых

а—0=ф.

В этом случае (рис. 7.5) сила AR перпендикулярна плоскости вращения и элемент лопасти будет иметь посто­янную скорость, т. е. работать в режиме установившегося самовращения.

При выключении двигателей в полете для перевода винтов в режим самовращения необходимо без промедле­ния энергично уменьшить общий шаг до минимума, чтобы не допустить падения оборотов. Необходимость сохранения высоких оборотов диктуется тем, что при уменьшении обо­ротов уменьшается центробежная сила лопастей, что при-

водит к увеличению угла конусности, уменьшению эффек­тивной поверхности вращения и увеличению вертикальной скорости, а увеличение вертикальной скорости совместно с уменьшением оборотов ведет к увеличению углов атаки ло­пастей и срыву потока. Поэтому на режиме установивше­гося самовращения обороты несущих винтов поддержива­ют по верхнему пределу допустимых рабочих оборотов (рис. 7.6).

Вследствие того что лопасть имеет геометрическую крутку, элементы ее по размаху будут иметь различные углы атаки и, следовательно, различные режимы самовра — ЩСІІПИ. Так, комлевые сечения работают в режиме уско-

репного самопращения (а—0>ф). а концевые в режиме замедленного самовращения (а—0<ф).

В поступательном полете углы атаки за счет косой об­дувки и маховых движений лопастей в азимутах i]) = 270° больше, чем в азимуте зр = 90°. Поэтому в азимуте ф = 270° а—0>ф, следовательно, лопасть ускоряет вращение не­сущего винта, а в азимуте ф = 90° а—0<ф— тормозит. Таким образом, лопасть азимута 270° как бы протаскива­ет лопасть азимута 90°. Суммарный момент всех лопас­тей, действующих на втулку, должен быть равен нулю; в этом случае обороты будут постоянными.

На вертолете соосной схемы в поступательном полете на режиме самовращения скошенный НЫВ поток умень­шает угол атаки ВНВ, поэтому при одинаковых углах уста­новки лопастей (фв—Фп) ВНВ работал бы в режиме за­медленного самовращения, ННВ — ускоренного.

На изучаемом вертолете фв>фн, этот факт несколько выравнивает углы атаки ВНВ и ННВ, поэтому несущие винты работают на режиме самовращения примерно в оди­наковых условиях.