Взлет МИ-8 в зоне воздушной подушки.
Мы с Вами уже выяснили как, в принципе, управляется вертолет, и как работает автомат перекоса. А сегодня внесем некоторую ясность в вопрос о том, какую роль во всем этом играет пилот. Какие даны ему органы управления для решения вобщем-то непростой задачи, каковой является управление вертолетом
С самолетом все более-менее понятно. У него есть две самостоятельные системы: система управления самолетом (собственно управление рулями и элеронами) и система управления двигателем. И органы в кабине экипажа в количестве трех штук 🙂 : ручка управления самолетом (РУС), ручка управления двигателем (РУД), и педали для управления рулем направления. Как в этом плане обстоят дела у вертолета?…
Начнем с того, что определим более конкретно типы управления вертолетом.
Первое — это вертикальное управление. Осуществляется путем одновременного изменения угла установки лопастей несущего винта (то есть изменением общего шага). Делает это автомат перекоса.
Второе — путевое управление.То есть изменение направления полета. Осуществляется при помощи рулевого (хвостового) винта путем изменения его тяги (то есть изменение общего шага рулевого винта). Если вертолет двухвинтовой схемы (без хвостового винта), то путем изменения крутящего момента одного из винтов. Об этом я уже говорил ранее.
Третий тип — поперечное управление. Это управление вертолетом по крену. Крен создается наклоном плоскости вращения винта (а значит и полной аэродинамической силы винта) в нужную сторону, вправо или влево. При этом появляется боковая составляющая полной аэродинамической силы, обеспечивающая возможность бокового движения вертолета. Кроме того сила тяги винта теперь уже не проходит через центр тяжести вертолета. Поэтому относительно него появляется момент, кренящий вертолет в нужную сторону. Все это тоже прерогатива автомата перекоса.
Ну и четвертый тип управления вертолетом — продольное управление. Это управление вертолетом по тангажу, при этом вертолет летит вперед или назад с соответствующей скоростью. Осуществляется путем наклона плоскости вращения несущего винта и, соответственно, вектора полной аэродинамической силы в продольном направлении, вперед или назад. При этом создается угол тангажа (вертолет опускает или поднимает нос) из-за создания момента наклоненной аэродинамической силы относительно центра тяжести вертолета. Плюс появляется горизонтальная составляющая этой силы, которая, собственно, и движет вертолет в нужном направлении. Главную роль здесь опять же играет автомат перекоса, меняющий циклический шаг винта.
Итак у вертолета есть три главных агрегата, которые определяют его движение. Двигатель, автомат перекоса и рулевой винт. И, собственно, управление вертолетом означает управление этими тремя агрегатами. Для этого существуют три системы: система управления автоматом перекоса (управление циклическим шагом несущего винта), система управления хвостовым винтом и система управления общим шагом винта во взаимодействии с управлением оборотами (мощностью) двигателя, или система «шаг-газ».
Что такое «шаг-газ». Дело в том, что угол установки лопастей несущего винта (общий шаг) и обороты двигателя связаны. Ведь если увеличить угол, то возрастет величина аэродинамических сил, действующих на лопасти. Увеличивается и подъемная сила, и сила сопротивления. Винт, как говорят, нагружается. Двигатель, находясь на определенном уровне мощности не может «обслужить» возросшую нагрузку и может начать терять обороты. Тяга винта, соответственно, может уменьшиться.
Чтобы этого не происходило, была придумана система шаг-газ, которая одновременно с увеличением угла установки лопастей подает команду в топливную автоматику на увеличение оборотов (то есть «увеличиваешь шаг – даешь газ» и наоборот), тем самым исключая падение мощности двигателя.
Теперь о том, что у нас в кабине. У пилота есть собственно две ручки управления вертолетом.
Первая – ручка управления циклическим шагом винта (или просто ручка управления вертолетом). Она самолетного типа, расположена перед креслом пилота, и с ее помощью осуществляется продольное и поперечное управление вертолетом. От нее через специальную систему тяг и качалок воздействие передается на тарелку автомата перекоса, которая, в свою очередь, определяет циклический угол установки лопастей.
Системы управления циклическим и общим шагом винта.
Кабина вертолета. Хорошо видны спаренные ручки управления и ручки шаг-газ.
Вторая – ручка управления общим шагом винта или, как ее еще называют «ручка шаг-газ». Эта ручка обычно расположена слева от кресла пилота и перемещается вертикально вверх-вниз. С ее помощью осуществляется вертикальное управление путем одновременного воздействия на автомат перекоса и систему изменения оборотов двигателя. Обычно обороты двигателя меняются на первой трети перемещения ручки, далее уже меняется только общий шаг винта.
Отдельно от шага винта мощность двигателя может меняться только в небольших пределах для необходимой корректировки. Для этого на ручке шаг-газ существует специальный корректор ( обычно что-то типа поворотного кольца).
На схеме под номерами: 1 — ручка управления циклическим шагом; 2 — ручка шаг-газ; 3 — автомат перекоса; 4 — агрегат системы управления двигателем.
Кроме ручек управления есть еще педали. С их помощью опять же через систему управления вертолетом летчик воздействует на рулевой винт с целью изменения общего шага его лопастей, меняя тем самым, его тягу и, соответственно, разворачивающий момент вертолета.
Система управления шагом рулевого винта.
Кабина вертолета. Хорошо видны ручка управления и правая педаль.
При использовании всех описанных органов управления вертолетом, этот аппарат превращается в маневренную машину с довольно широкими возможностями.
Основные режимы полета вертолета – это взлет, висение, разгон и набор высоты, маневрирование и далее снижение и посадка. Обычные, впрочем, режимы для любого летательного аппарата, за исключением, конечно, висения. Этот режим доступен еще только самолетам с вертикальным взлетом и посадкой (СВВП), не считая, конечно, всякой экзотики :-).
Чуть-чуть подробнее о режиме взлета. Существует два способа взлета. Первый – «по вертолетному». В этом случае вертолет взлетает вертикально с кратковременным зависанием на высоте 1,5-2 метров (контрольное висение), после чего производится разгон с набором высоты. Второй – «по самолетному». При этом вертолет разгоняется на земле, набирает скорость отрыва и взлетает с последующим набором высоты и скорости.
Способ взлета выбирается в зависимости от состояния самого аппарата и от внешних условий. Определяющим в этом плане является запас мощности двигателя, что вполне понятно :-). Этот запас, в свою очередь, зависит от массы вертолета (точнее взлетной массы) и от таких параметров состояния атмосферы, влияющих на параметры работы двигателя и несущего винта, как местное давление воздуха, температура и влажность (влияющие на плотность воздуха).
Взлет по вертолетному.
Кроме того на выбор способа взлета влияет размер и состояние поверхности площадки, на которой находится вертолет, наличие каких-либо препятствий по курсу взлета и обязательно направление и сила ветра у земли.
Чем выше барометрическая высота места взлета (ниже давление), чем выше температура и влажность воздуха, а также чем ниже скорость встречного ветра, тем ниже запас мощности двигателя, и тем ниже должна быть взлетная масса вертолета.
Взлет по вертолетному – это основной вид взлета для современных аппаратов. Он, однако, тоже может иметь различную конфигурацию. Дело в том, что при работе воздушного винта вблизи земли может появиться эффект воздушной подушки. Это явление, я думаю, известно практически каждому современному человеку.
Воздух, отбрасываемый несущим винтом вниз тормозится у земли и образует как бы поддерживающую аппарат подушку. Такое может происходить обычно на совсем малом расстоянии от земной поверхности. Считается, что для вертолета это явление можно принимать во внимание, если расстояние от земли до плоскости вращения винта равно радиусу винта (или меньше). В этом случае прирост подъемной силы составляет 10-15%.
Так вот взлет по вертолетному может осуществляться с разгоном вне зоны воздушной подушки или в ее зоне, а также может осуществляться разгон по наклонной траектории.
Первый случай выбирается тогда, когда взлетная площадка имеет ограниченные размеры и окружена высокими препятствиями, а также если она имеет сильное запыление или покрыта свежевыпавшим снегом. Режим работы двигателя при таком взлете – максимальный то есть запаса по мощности нет.
Это самый напряженный режим взлета, а при отказе двигателя (одного из двигателей) безопасная посадка не гарантирована. Вертикальный подъем должен осуществляться до высоты обеспечения прохода над препятствиями с превышением не менее 5 метров.
Взлет вне зоны воздушной подушки с площадки, ограниченной препятствиями.
Разгон по наклонной траектории может быть использован на такой же площадке, но с высотой препятствий до 5 метров. Запас мощности при таком взлете должен обеспечивать одновременный разгон с набором высоты. Должна быть гарантирована безопасная посадка в случае отказа двигателя (одного из двигателей).
Взлет с разгоном в зоне воздушной подушки – самый распространенный способ взлета. Он обычно производится с аэродромов (вертодромов), имеющих открытые подходы. При этом двигатель работает обычно на номинальном режиме, то есть имеется запас мощности для необходимого, в случае чего :-), маневрирования. Вертолет после контрольного висения разгоняется вдоль земли с углом тангажа на пикирование в 10-15 º (иной раз и больше, и это очень эффектно :-)) и далее переходит в набор высоты. Этот взлет, кстати, – самое распространенное из того, что мы видим в кино.
Если по вертолетному взлететь невозможно, то вертолет может взлететь по самолетному, вырулив для этого к месту старта. Далее все как у самолета :-). Ручка шаг-газ устанавливается на взлетный режим, ручка управления дается немного от себя (для появления горизонтальной тяги), вертолет разбегается и, набрав определенную скорость (порядка 40-50 км/ч), после небольшого взятия ручки управления на себя, отрывается от земли. Далее некоторое выдерживание на высоте около 1,5 метров и подъем.
Взлет по самолетному.
Вот так вкратце о возможностях взлета. О других рабочих (а также аварийных и специальных) режимах полета поговорим в следующих статьях и по пожеланиям трудящихся :-).
А пока всем, я думаю, понятно, что на любых режимах полета управление производится совместными перемещениями ручек управления вертолетом, шаг-газ и педалями. Управление вертолетом максимально приближено к самолетному, но отличия, конечно, на лицо. Пилотов вертолетов даже наблюдению из кабины за землей учат по-другому. Ничего не поделаешь, специфика. Да и сравнивать вертолет и самолет наверное было бы неправильно. Однако, как говорится глаз радует и тот и другой :-). Оба летают удивительно красиво. Что еще нужно ? 🙂 :-)…….
В конце статьи помещаю ролик, который уже есть в моей статье о турбовальном двигателе. Для сегодняшней статьи он подходит как нельзя лучше :-). Взлет с разгоном в зоне воздушной подушки. Правда не совсем типичный, а с применением еще одного элемента под названием шик, граничащий с воздушным хулиганством. Однако ведь до чего ж эффектно выглядит! :-). Летчик… Снимаю шляпу…
В довершении еще ролик « О том как летает вертолет». Последний, к сожалению, на английском языке. Но кое-какие полезные моменты с точки зрения управления в нем можно понять и так и они неплохо показаны. К сожалению более приемлемого материала в этот раз не нашел 🙁 …
До новых встреч…
Фотографии кликабельны.
{lang: 'ru'}
No related posts.
