САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ СНИЖЕНИЕ ВЕРТОЛЕТА.
КРИТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ПОЛЕТА
Критические режимы полета – это такие режимы, в которых значительно превышены максимальные эксплуатационные параметры полета. Они характеризуются:
частичной или полной потерей управляемости хотя бы по одному из каналов управления;
большой угловой скоростью вращения вертолета или движением по осям;
быстротечностью;
наличием угрозы жизни экипажа;
тем, что для вывода из критических режимов необходимы не всегда прямые движения РУ и рычагов.
Самопроизвольное снижение вертолета – это такой режим, при котором летчик увеличением общего шага не может уменьшить вертикальную скорость снижения.
В этот режим вертолет может попасть при выходе за ограничения по минимально допустимой скорости. Особенно при выполнении взлета и заходе на посадку.
Причиной попадания вертолета в самопроизвольное снижение является уменьшение тяги НВ. Тяга НВ зависит от многих факторов, но основным является частота вращения. Уменьшение частоты вращения приводит к уменьшению тяги НВ.
ПРИЧИНЫ УМЕНЬШЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ НВ:
резкое взятие общего шага;
увеличение общего шага, когда двигатели работают на взлетном режиме;
увеличение угла тангажа при заходе на посадку при несвоевременном подводе мощности двигателей (позднее гашение скорости);
посадка с попутным ветром;
отказ одного или двух двигателей;
пролет над очагами пожаров.
ДЕЙСТВИЯ ЛЕТЧИКА:
1.Если есть запас высоты:
задержать общий шаг;
отклонением ручки управления от себя уйти на второй круг.
2.Если запаса высоты нет, то необходимо выполнить посадку с подрывом.
Самопроизвольное вращение – это такой режим, при котором летчик отклонением правой педали или уменьшением общего шага не может уменьшить угловую скорость вращения.
Возможно на взлете и посадке с максимальной полетной массой, и скоростью ветра справа более допустимой, при выполнении висения, разворотов на висении, восходящих или нисходящих разворотов. Здесь имеются ввиду развороты влево, когда угловая скорость разворота более допустимой.
Чем больше взлетная масса вертолета, высота висения и ветер справа, тем меньше запас хода правой педали, следовательно, больше вероятность попадания вертолета в самопроизвольное вращение.
Все наши отечественные вертолеты вращаются влево в направлении действия реактивного момента НВ.
Для балансировки вертолета на режиме висения в путевом отношении необходимо, чтобы
Это равенство может нарушиться в результате:
резкого взятия общего шага при несвоевременной даче правой педали;
увеличения общего шага, когда правая педаль стоит на упоре или очень мал запас по ходу правой педали и при разгоне вертолета возможна постановка ее на упор;
попадание рулевого винта в режим вихревого кольца;
отказ путевого управления.
Целесообразно рассматривать следующие расчетные случаи отказов путевого управления:
Разрушение привода РВ или концевой балки, сопровождаемое полным исчезновением тяги РВ и соответствующей разбалансировки вертолета;
Разрушение системы управления в хвостовом редукторе, сопровождаемое установкой лопастей РВ под действием шарнирных моментов на угол 1-2 0 и соответствующим уменьшением тяги РВ;
Разрушение (заклинивание) системы управления от педалей до хвостового редуктора, сопровождаемое невозможностью изменения режима полета вертолета и выполнения посадки.
Наиболее тяжелым и опасным является первый расчетный случай, приводящий к интенсивной разбалансировке вертолета в продольном и боковом движении, прежде всего, в азимутальной плоскости. Под действием не скомпенсированного тягой РВ реактивного момента НВ вертолет резко разворачивается влево и на малых скоростях полета, меньших экономической, фюзеляж вертолета делает несколько полных витков относительно вертикальной оси. При больших скоростях полета вследствие наличия значительной путевой устойчивости фюзеляжа движение рыскания приобретает колебательный характер с тенденцией возвращения к исходной курсовой ориентации.
Вследствие периодического изменения по величине и знаку продольной и боковой сил, моментов на втулке НВ и моментных характеристик фюзеляжа при полных разворотах фюзеляжа в азимутальной плоскости вертолет в процессе разворота подвержен резким и сильным броскам в противоположные стороны по тангажу и крену, интенсивность которых возрастает с увеличением скорости полета. Управление вертолетом с помощью ручки циклического шага крайне затруднено, ибо малейшая несинхронность управляющих действий пилота с неожиданными резкими бросками вертолета из стороны в сторону приводит к тому, что пилот не стабилизирует, а, наоборот, раскачает вертолет.
При отрыве РВ с хвостовым редуктором и концевой балкой рассматриваемая аварийная ситуация существенно усугубляется из-за падения путевого демпфирования, что приводит к значительному возрастанию угловой скорости вращения фюзеляжа относительно вертикальной оси. Кроме того, возникает значительный пикирующий момент из-за отделения на большом плече массы РВ, хвостового редуктора и концевой балки.
Во втором расчетном случае, когда углы установки лопастей и тяга РВ уменьшаются почти до нуля, вертолет может быть в принципе сбалансирован в азимутальной плоскости за счет создания крена и скольжения. На крейсерских и выше скоростях горизонтального полета потребный для путевой балансировки угол скольжения сравнительно невелик – порядка
10 0 , однако, по мере уменьшения скорости потребный угол скольжения резко возрастает, превышая 40-50 0 (рис.7.1.)
Рис.7.1. Зависмость балансировочного угла скольжения от скорости
горизонтального полета вертолета ()
Значительные трудности возникают и в третьем из рассматриваемых расчетных случаев отказов путевого управления с той, однако, разницей, что вследствие несбалансированной тяги РВ с заклиненным управлением вертолет заходит на посадку не с правым, а с левым скольжением.
ДЕЙСТВИЯ ЛЕТЧИКА :
1.Н вис =3-5м. Вертолет начало самопроизвольно разворачивать влево и на отклонение правой педали он не реагирует или правая педаль стоит на упоре:
1-й способ:
уменьшить общий шаг и посадить вертолет;
2-й способ:
задержать общий шаг;
незначительным отклонением ручки управления в сторону разворота и незначительным отклонением левой педали придать вертолету управляемый разворот влево.
2.Если вертолет вошел во вращение с увеличением угловой скорости, но не снижается и имеет запас по мощности, то можно рекомендовать следующее:
увеличением общего шага обеспечить вертолету вертикальный набор высоты с левым вращением с последующим переводом вертолета в поступательный полет отклонением РУ в сторону разворота (чем больше угловая скорость, тем больше угол крена).
3.Н вис =3-5м. Вертолет вошел во вращение:
выключить двигатели и посадить вертолет;
ручкой управления удерживать вертолет от опрокидывания.
4.Если вертолет начало самопроизвольно разворачивать при заходе на посадку:
4.1.Если есть запас высоты, то необходимо:
1-й способ:
задержать общий шаг;
отклонить РУ от себя и вправо и дать правую ногу.
2-й способ:
задержать общий шаг;
отклонением ручки управления от себя и влево и незначительным отклонением левой педали уйти на второй круг.
4.2.Если запаса высоты нет:
выключить двигатели;
выполнить посадку с подрывом.
«Ничто не вечно под луною», как писал в своих стихах Н. М. Карамзин,а уж тем более радиоуправляемые модели вертолетов. Все любители полетать рано или поздно сталкиваются с необходимостью ремонта. В этой статье мы постараемся дать некоторые советы по ремонту и диагностике радиоуправляемого вертолета (далее вертолет) фирмы SYMA S107 и ему аналогичных. В целом мы будем говорить о ремонте трех канального соосного радиоуправляемого вертолета.
Не будем спешить и посмотрим всё ли сделано согласно инструкции, а то есть:
- Пульт включен и горит индикатор включения.Кстати иногда при использовании щелочных низко мощных батареек индикатор включения может гореть, однако мощности для уверенного и достаточного сигнала не хватает. Советуем использовать батарейки с маркировкой Alkaline.
- Заряжен АКБ (аккумуляторная батарея), мигает индикатор включения в вертолете.
- Нет прямого яркого источника света (мощная лампа освещения, или яркий солнечный свет)
Если всё в порядке а «признаков жизни» так и не появилось, тогда придется раздобыть крестовую отвертку 2.0х 55mm и паяльник с тонким жалом .
Итак, вертолет включается, но верхние(нижние) лопасти вращаются с меньшей скоростью чем нижние(верхние),либо не вращаются вовсе .
Данная неисправность свидетельствует о неисправной системе привода.
Первым делом проверим пиньён на двигателях (маленькая шестеренка на валу двигателя) .
Проверить так же стоит и состояние самого пиньёна, т.к в некоторых случаях зубцы шестеренки бывают стерты и требуется замена.
Про диагностировать вертолет на исправность двигателя довольно таки просто,для этого достаточно прибавить газ и посмотреть с одинаковой ли скоростью вращаются лопасти верхнего и нижнего ротора. Смотрим какой двигатель отвечает за привод той системы лопасти которой вращаются с меньшей скоростью (либо не вращаются вовсе) и меняем двигатель. Для этого правда потребуется разобрать вертолет.
 |  |
 |  |
 |
Если лопасти верхнего и нижнего ротора вращаются с одинаковой скоростью,но вертолет не взлетает, то причиной может быть АКБ. В среднем встроенный аккумулятор Li-Po держит 80-100 циклов заряд/разряд и со временем ресурс падает. Для замены рекомендую разобрать вертолет по указанной выше инструкции.
ВНИМАНИЕ! Остерегайтесь замыкания +(красный провод) на -(черный провод) , либо + на массу (допустим корпус вертолета)
В случае если вертолет не включается вовсе, а АКБ в нем не заряжается
Не спешите бежать в магазин за новым аккумулятором. Дело в том, что при длительном хранении в разряженном состоянии, либо при полном разряде(например забыли выключить вертолет и оставили на длительный срок) , мощности зарядного устройства,будь то пульт или USB адаптера не достаточно для старта. В этом случае можно попробовать восстановить АКБ методом подачи на соответствующие контакты повышенное напряжение от источника постоянного тока, примерно 4v-4.1v
Подождать 30 секунд и поставить АКБ на зарядку от стандартного зарядного устройства.
Если вертолет включается, лопасти вращаются с необходимой скоростью, но при взлете вертолет заносит вбок либо мотает по кругу.
В этом случае стоит обратить внимание на верхнюю часть соосной системы вашего вертолета.. Часто при ударах и падениях возникают механические повреждения, которые и являются причиной такого поведения.
Откручиваем 2 винтика и просто стягиваем всю верхушку целиком.
 |  |
 |  |
 |  |
Обратите внимание на перемычки, которые необходимы для передачи крутящего момента от вала верхнего ротора на площадку держателя лопастей. Если хотя бы одна из них сломана вертолет будет мотать из стороны в сторону. В разных типах вертолета используются разные варианты исполнения этого узла, мы же рассмотрим вариант восстановления для нашей модели.
Для этого нам потребуется мини дрель с тонким сверлом (0.2 - 0.5 мм) либо тонкая игла, крестовая отвертка 2.0х 55mm,лезвие (бритва) и кусачки.
Всем удачи в ремонте Ваших вертолетов и спасибо за внимание.
Была ли полезна для Вас статья?
Вертолет - это винтокрылая машина, в которой подъемную силу и силу тяги создает винт. Несущий винт служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе. При вращении в горизонтальной плоскости несущий винт создает тягу(Т) направленную вверх, выполняет роль подъёмной силы(Y). Когда тяга несущего винта будет больше веса вертолета(G), вертолет без разбега оторвется от земли и начнет вертикальный набор высоты. При равенстве веса вертолета и тяги несущего винта вертолет будет неподвижно висеть в воздухе. Для вертикального снижения достаточно тягу несущего винта сделать несколько меньше веса вертолета. Поступательное движение вертолета(P) обеспечивается наклоном плоскости вращения несущего винта при помощи системы управления винтом. Наклон плоскости вращения винта вызывает соответствующий наклон полной аэродинамической силы, при этом ее вертикальная составляющая будет удерживать вертолет в воздухе, а горизонтальная — вызывать поступательное перемещение вертолета в соответствующем направлении.
Рис 1. Схема распределения сил
Конструкция вертолета
Фюзеляж является основной частью конструкции вертолета, служащей для соединения в одно целое всех его частей, а также для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудования. Он имеет хвостовую и концевую балки для размещения хвостового винта вне зоны вращения несущего винта,и крыла (на некоторых вертолетах крыло устанавливается с целью увеличения максимальной скорости полета за счет частичной разгрузки несущего винта (МИ-24)).Силовая установка(двигатели) является источником механической энергии для приведения во вращение несущего и рулевого винтов. Она включает в себя двигатели и системы, обеспечивающие их работу (топливную, масляную, систему охлаждения, систему запуска двигателей и др.). Несущий винт(НВ) служит для поддержания и перемещения вертолета в воздухе, и состоит из лопастей и втулки несущего винта. Рулевой винт служит для уравновешивания реактивного момента, возникающего при вращении несущего винта, и для путевого управления вертолетом. Сила тяги рулевого винта создает момент относительно центра тяжести вертолета, уравновешивающий реактивный момент несущего винта. Для разворота вертолёта достаточно изменить величину тяги рулевого винта. Рулевой винт так же состоит из лопастей и втулки. Управление несущим винтом производится при помощи специального устройства, называемого автоматом перекоса. Управление рулевым винтом производится от педалей. Взлетно-посадочные устройства служат опорой вертолета при стоянке и обеспечивают перемещение вертолета по земле, взлет и посадку. Для смягчения толчков и ударов они снабжены амортизаторами. Взлетно-посадочные устройства могут выполняться в виде колесного шасси, поплавков и лыж
Рис.2 Основные части вертолета:
1 — фюзеляж; 2 — авиадвигатели; 3 — несущий винт (несущая система); 4 — трансмиссия; 5 — хвостовой винт; 6 — концевая балка; 7 — стабилизатор; 8 — хвостовая балка; 9 — шасси
Принцип создания подъемной силы винтом и система управления винтом
При вертикальном полете п олная аэродинамическая сила несущего винта выразится как произведение массы воздуха, протекающего через поверхность, сметаемую несущим винтом за одну секунду, на скорость уходящей струи:
где πD 2 /4 - площадь поверхности, ометаемой несущим винтом; V— скорость полета в м/сек; ρ — плотность воздуха; u — скорость уходящей струи в м/сек.
По сути сила тяги винта равна силе реакции при ускорении воздушного потока
Для того чтобы вертолет двигался поступательно, нужен перекос плоскости вращения винта, причем изменение плоскости вращения достигается не наклоном втулки несущего винта (хотя визуальный эффект может быть именно такой), а изменением положения лопасти в разных частях квандрантов описываемой окружности.
Лопасти несущего винта, описывая полный круг вокруг оси при его вращении, обтекаются встречным потоком воздуха по-разному. Полный круг - это360º . Тогда примем заднее положение лопасти за0º и далее через каждые90º полный оборот. Так вот лопасть в интервале от0º до180º - это лопастьнаступающая , а от180º до 360º -отступающая . Принцип такого названия, я думаю, понятен. Наступающая лопасть движется навстречу набегающему потоку воздуха, и суммарная скорость ее движения относительно этого потока возрастает потому что сам поток, в свою очередь, движется ей навстречу. Ведь вертолет летит вперед. Соответственно растет и подъемная сила.
Рис.3 Изменение скоростей набегающего потока при вращении винта для вертолета МИ-1 (средние скорости полета).
У отступающей лопасти картина противоположная. От скорости набегающего потока отнимается скорость, с которой эта лопасть как бы от него «убегает». В итоге имеем подъемную силу меньше. Получается серьезная разница сил на правой и левой стороне винта и отсюда явныйпереворачивающий момент . При таком положении вещей вертолет при попытке движения вперед будет иметь тенденцию к переворачиванию. Такие вещи имели место при первом опыте создания винтокрылых аппаратов.
Чтобы этого не происходило, конструктора применили одну хитрость. Дело в том, что лопасти несущего винта закреплены вовтулке (это такой массивный узел, насаженный на выходной вал), но не жестко. Они с ней соединены с помощью специальных шарниров (или устройств, им подобных). Шарниры бывают трех видов:горизонтальные, вертикальные и осевые.
Теперь посмотрим что же будет происходить с лопастью, которая подвешена к оси вращения на шарнирах. Итак, наша лопасть вращается с постоянной скоростью без каких-либо управляющих воздействий извне .
Рис. 4 Силы, действующие на лопасть, подвешенную ко втулке винта на шарнирах.
От0º до90º скорость обтекания лопасти растет, значит растет и подъемная сила. Но! Теперь лопасть подвешена на горизонтальном шарнире. В результате избыточной подъемной силы она, поворачиваясь в горизонтальном шарнире, начинает подниматься вверх (специалисты говорят «делаетвзмах »). Одновременно из-за увеличения лобового сопротивления (ведь скорость обтекания возросла) лопасть отклоняется назад, отставая от вращения оси винта. Для этого как раз и служит вертикальный шар-нир.
Однако при взмахе получается, что воздух относительно лопасти приобретает еще и некоторое движение вниз и, таким образом, угол атаки относительно набегающего потока уменьшается. То есть рост избыточной подъемной силы замедляется. На это замедление оказывает свое дополнительно влияние отсутствие управляющего воздействия. Это значит, что тяга автомата перекоса, присоединенная к лопасти, сохраняет свое положение неизменным, и лопасть, взмахивая, вынуждена поворачиваться в своем осевом шарнире, удерживаемая тягой и, тем самым, уменьшая свой установочный угол или угол атаки по отношению к набегающему потоку. (Картина происходящего на рисунке. ЗдесьУ - это подъемная сила,Х - сила сопротивления,Vy - вертикальное движение воздуха,α - угол атаки.)
Рис.5 Картина изменения скорости и угла атаки набегающего потока при вращении лопасти несущего винта.
До точки90º избыточная подъемная сила будет продолжать расти, однако из-за вышесказанного со все большим замедлением. После90º эта сила будет уменьшаться, но из-за ее присутствия лопасть будет продолжать двигаться вверх, правда все медленнее. Максимальную высоту взмаха она достигнет уже несколько перевалив за точку180º . Это происходит потому, что лопасть имеет определенный вес, и на нее действуют еще исилы инерции .
При дальнейшем вращении лопасть становится отступающей, и на нее действуют все те же процессы, но уже в обратном направлении. Величина подъемной силы падает и центробежная сила вместе с силой веса начинают опускать ее вниз. Однако при этом растут углы атаки для набегающего потока (теперь уже воздух движется вверх по отношению к лопасти), и растет установочный угол лопасти из-за неподвижности тягавтомата перекоса вертолета . Все происходящее поддерживает подъемную силу отступающей лопасти на необходимом уровне. Лопасть продолжает опускаться и минимальной высоты взмаха достигает уже где-то после точки0º , опять же из-за сил инерции.
Таким образом, лопасти вертолета при вращении несущего винта как бы «машут » или еще говорят «порхают». Однако это порхание вы, так сказать, невооруженным взглядом вряд ли заметите. Подъем лопастей вверх (как и отклонение их назад в вертикальном шарнире) очень незначительны. Дело в том, что на лопасти оказывает очень сильное стабилизирующее воздействие центробежная сила. Подъемная сила, например, больше веса лопасти в10 раз , а центробежная - в100 раз . Именно центробежная сила превращает на первый взгляд «мягкую» гнущуюся в неподвижном положении лопасть в жесткий, прочный и отлично работающий элемент несущего винта вертолета вертолета.
Однако несмотря на свою незначительность вертикальное отклонение лопастей присутствует, и несущий винт при вращении описывает конус, правда очень пологий. Основание этого конуса и естьплоскость вращения винта (см рис1.)
Для придания вертолету поступательного движения нужно эту плоскость наклонить, дабы появилась горизонтальная составляющая полной аэродинамической силы, то есть горизонтальная тяга винта. Иначе говоря, нужно наклонить весь воображаемый конус вращения винта. Если вертолету нужно двигаться вперед, значит конус должен быть наклонен вперед.
Исходя из описания движения лопасти при вращении винта, это означает, что лопасть в положении180º должна опуститься, а в положении0º (360º) должна подняться. То есть в точке180º подъемная сила должна уменьшиться, а в точке0º(360º) увеличиться. А это в свою очередь можно сделать уменьшив установочный угол лопасти в точке180º и увеличив его в точке0º (360º) . Аналогичные вещи должны происходить при движении вертолета в других направлениях. Только при этом, естественно, аналогичные изменения положения лопастей будут происходить в других угловых точках.
Понятно, что в промежуточных углах поворота винта между указанными точками установочные углы лопасти должны занимать промежуточные положения, то есть угол установки лопасти меняется при ее движении по кругу постепенно,циклично .Он так и называется циклический угол установки лопасти (циклический шаг винта ). Я выделяю это название потому, что существует еще иобщий шаг винта (общий угол установки лопастей). Он изменяется одновременно на всех лопастях на одинаковую величину. Обычно это делается для увеличения общей подъемной силы несущего винта.
Такие действия выполняетавтомат перекоса вертолета . Он изменяет угол установки лопастей несущего винта (шаг винта), вращая их в осевых шарнирах посредством присоединенных к ним тяг. Обычно всегда присутствуют два канала управления: по тангажу и по крену, а также канал изменения общего шага несущего винта.
Тангаж означает угловое положение летательного аппарата относительно его поперечной оси (нос вверх-вниз), акрен , соответственно, относительно его продольной оси (наклон влево-вправо).
Конструктивноавтомат перекоса вертолета выполнен достаточно сложно, но пояснить его устройство вполне можно на примере аналогичного узла модели вертолета. Модельный автомат, конечно, устроен попроще своего старшего собрата, но принцип абсолютно тот же.
Рис. 6 Автомат перекоса модели вертолета
Это двухлопастной вертолет. Управление угловым положением каждой лопасти осуществляется через тяги6 . Эти тяги соединены с так называемой внутренней тарелкой2 (из белого металла). Она вращается вместе с винтом и в установившемся режиме параллельна плоскости вращения винта. Но она может менять свое угловое положение (наклон), так как закреплена на оси винта через шаровую опору3 . При изменении своего наклона (углового положения) она воздействует на тяги6 , которые, в свою очередь, воздействуют на лопасти, поворачивая их в осевых шарнирах и меняя, тем самым, циклический шаг винта.
Внутренняя тарелка одновременно является внутренней обоймой подшипника, внешняя обойма которого - этовнешняя тарелка винта1 . Она не вращается, но может менять свой наклон (угловое положение) под воздействием управления по каналу тангажа4 и по каналу крена5 . Меняя свой наклон под воздействием управления внешняя тарелка меняет наклон внутренней тарелки и в итоге наклон плоскости вращения несущего винта. В итоге вертолет летит в нужном направлении.
Общий шаг винта меняется перемещением по оси винта внутренней тарелки2 при помощи механизма7 . В этом случае угол установки меняется сразу на обеих лопастях.
Для более лучшего понимания помещаю еще несколько иллюстраций втулки винта с автоматом перекоса.
Рис. 7 Втулка винта с автоматом перекоса (схема).
Рис. 8 Поворот лопасти в вертикальном шарнире втулки несущего винта.
Рис. 9 Втулка несущего винта вертолета МИ-8
Вертолет летает потому, что сверху у него крутится большой несущий винт. У винта есть лопасти. Они по форме напоминают крылья самолета. И когда лопасти быстро крутятся на винте, возникает сила, которая поднимает эту машину в воздух.
У разных вертолетов на несущем винте – по-другому он называется ротором – может быть разное количество лопастей.
У вертолета средних размеров обычно бывает три лопасти.
Самые большие вертолеты, у которых четыре лопасти на несущем винте, могут одновременно перевозить много людей или большие грузы.
Они могут летать в разных направлениях.
Пилот, управляя вертолетом, может наклонить несущий винт влево. И тогда его воздушная машина начнет двигаться в сторону левого бока. А стоит наклонить несущий винт вправо, и машина станет двигаться в сторону правого бока.
Если наклонить ротор вперед или назад, то и вертолет будет двигаться вперед или назад – вот такая это послушная машина.
Вертолеты умеют даже зависать в воздухе. Такое свойство очень полезно для разных дел. И оно недоступно другим крылатым машинам.
Это интересно:
На самом верху вертолета укреплен большой пропеллер – ротор. Если ротор из горизонтального положения наклонить в ту или иную сторону, что может с помощью рычагов управления сделать пилот, то вертолет начнет двигаться именно в сторону наклона ротора. Потому что к подъемной силе вращающихся лопастей прибавляется еще и сила их поступательного горизонтального движения. На хвосте у каждого вертолета есть дополнительный маленький пропеллер. Он расположен вертикально и нужен для того, чтобы вертолет не закручивало при работе главного несущего винта.
САМОПРОИЗВОЛЬНОЕ ВРАЩЕНИЕ ВЕРТОЛЕТА.
Самопроизвольное вращение – это такой режим, при котором летчик отклонением правой педали или уменьшением общего шага не может уменьшить угловую скорость вращения.
Возможно на взлете и посадке с максимальной полетной массой, и скоростью ветра справа более допустимой, при выполнении висения, разворотов на висении, восходящих или нисходящих разворотов. Здесь имеются ввиду развороты влево, когда угловая скорость разворота более допустимой.
Чем больше взлетная масса вертолета, высота висения и ветер справа, тем меньше запас хода правой педали, следовательно, больше вероятность попадания вертолета в самопроизвольное вращение.
Все наши отечественные вертолеты вращаются влево в направлении действия реактивного момента НВ.
Для балансировки вертолета на режиме висения в путевом отношении необходимо, чтобы
Это равенство может нарушиться в результате:
§ резкого взятия общего шага при несвоевременной даче правой педали;
§ увеличения общего шага, когда правая педаль стоит на упоре или очень мал запас по ходу правой педали и при разгоне вертолета возможна постановка ее на упор;
§ попадание рулевого винта в режим вихревого кольца;
§ отказ путевого управления.
Целесообразно рассматривать следующие расчетные случаи отказов путевого управления:
Разрушение привода РВ или концевой балки, сопровождаемое полным исчезновением тяги РВ и соответствующей разбалансировки вертолета;
Разрушение системы управления в хвостовом редукторе, сопровождаемое установкой лопастей РВ под действием шарнирных моментов на угол 1-2 0 и соответствующим уменьшением тяги РВ;
Разрушение (заклинивание) системы управления от педалей до хвостового редуктора, сопровождаемое невозможностью изменения режима полета вертолета и выполнения посадки.
Наиболее тяжелым и опасным является первый расчетный случай, приводящий к интенсивной разбалансировке вертолета в продольном и боковом движении, прежде всего, в азимутальной плоскости. Под действием не скомпенсированного тягой РВ реактивного момента НВ вертолет резко разворачивается влево и на малых скоростях полета, меньших экономической, фюзеляж вертолета делает несколько полных витков относительно вертикальной оси. При больших скоростях полета вследствие наличия значительной путевой устойчивости фюзеляжа движение рыскания приобретает колебательный характер с тенденцией возвращения к исходной курсовой ориентации.
Вследствие периодического изменения по величине и знаку продольной и боковой сил, моментов на втулке НВ и моментных характеристик фюзеляжа при полных разворотах фюзеляжа в азимутальной плоскости вертолет в процессе разворота подвержен резким и сильным броскам в противоположные стороны по тангажу и крену, интенсивность которых возрастает с увеличением скорости полета. Управление вертолетом с помощью ручки циклического шага крайне затруднено, ибо малейшая несинхронность управляющих действий пилота с неожиданными резкими бросками вертолета из стороны в сторону приводит к тому, что пилот не стабилизирует, а, наоборот, раскачает вертолет.
При отрыве РВ с хвостовым редуктором и концевой балкой рассматриваемая аварийная ситуация существенно усугубляется из-за падения путевого демпфирования, что приводит к значительному возрастанию угловой скорости вращения фюзеляжа относительно вертикальной оси. Кроме того, возникает значительный пикирующий момент из-за отделения на большом плече массы РВ, хвостового редуктора и концевой балки.
Во втором расчетном случае, когда углы установки лопастей и тяга РВ уменьшаются почти до нуля, вертолет может быть в принципе сбалансирован в азимутальной плоскости за счет создания крена и скольжения. На крейсерских и выше скоростях горизонтального полета потребный для путевой балансировки угол скольжения сравнительно невелик – порядка
10 0 , однако, по мере уменьшения скорости потребный угол скольжения резко возрастает, превышая 40-50 0 (рис.7.1.)
Рис.7.1. Зависмость балансировочного угла скольжения от скорости
горизонтального полета вертолета ()
Значительные трудности возникают и в третьем из рассматриваемых расчетных случаев отказов путевого управления с той, однако, разницей, что вследствие несбалансированной тяги РВ с заклиненным управлением вертолет заходит на посадку не с правым, а с левым скольжением.
ДЕЙСТВИЯ ЛЕТЧИКА :
1.Н вис =3-5м. Вертолет начало самопроизвольно разворачивать влево и на отклонение правой педали он не реагирует или правая педаль стоит на упоре:
1-й способ:
- уменьшить общий шаг и посадить вертолет;
-
2-й способ:
- задержать общий шаг;
- незначительным отклонением ручки управления в сторону разворота и незначительным отклонением левой педали придать вертолету управляемый разворот влево.
2.Если вертолет вошел во вращение с увеличением угловой скорости, но не снижается и имеет запас по мощности, то можно рекомендовать следующее:
увеличением общего шага обеспечить вертолету вертикальный набор высоты с левым вращением с последующим переводом вертолета в поступательный полет отклонением РУ в сторону разворота (чем больше угловая скорость, тем больше угол крена).
3.Н вис =3-5м. Вертолет вошел во вращение:
- выключить двигатели и посадить вертолет;
- ручкой управления удерживать вертолет от опрокидывания.
4.Если вертолет начало самопроизвольно разворачивать при заходе на посадку:
4.1.Если есть запас высоты, то необходимо:
1-й способ:
- задержать общий шаг;
- отклонить РУ от себя и вправо и дать правую ногу.
2-й способ:
- задержать общий шаг;
- отклонением ручки управления от себя и влево и незначительным отклонением левой педали уйти на второй круг.
4.2.Если запаса высоты нет:
- выключить двигатели;
- выполнить посадку с подрывом.
ШТОПОР ВЕРТОЛЕТА
Штопор вертолета – это самопроизвольное движение вертолета по нисходящей спиралевидной траектории малого радиуса с одновременным вращением относительно трех осей. В штопоре значительно ухудшается (иногда практически теряется) управляемость вертолета и существенно усложняются условия пространственной ориентировки и пилотирования, что затрудняет вывод вертолета из этого режима.
Штопор, наряду с самопроизвольным снижением и самопроизвольным вращением относится к критическим режимам, в которые возможно попадание вертолета при выходе за ограничения по минимально допустимой скорости.
Вертолетный штопор объединяет в себе и самопроизвольное снижение и самопроизвольное вращение, т.е. за один оборот по нисходящей спирали вертолет совершает несколько оборотов относительно трех осей. Наиболее интенсивное (основное вращение) вертолета в штопоре происходит относительно его нормальной оси. Интенсивность же вращения вертолета вокруг его поперечной и продольной оси, как правило, значительно ниже.
Попаданию в штопор подвержены все одновинтовые вертолеты. При принятом направлении вращения НВ все наши отечественные вертолеты вращаются только влево, в направлении действия . Если к вертолетному штопору применять классификацию самолетного, то это будет левый нормальный штопор, т.е. если на штопорящий вертолет смотреть сверху, то он будет двигаться против хода часовой стрелки.
Осью штопора является ось спирали, по которой движется центр тяжести штопорящего вертолета, радиусом штопора – радиус горизонтальной проекции этой спирали.
Вертолет в штопоре движется со скольжением. Различают внутреннее и наружное скольжение. Внутренним называется скольжение, при котором поток набегает на вертолет с внутренней стороны, т.е. справа по полету.
Факторы, способствующие попаданию вертолета в штопор:
§ увеличение полетной массы вертолета;
§ увеличение температуры наружного воздуха;
§ увеличение высоты полета;
§ увеличение передней центровки вертолета.
Причины попадания в штопор:
Ошибки летчика в технике пилотирования;
Неисправности авиационной техники.
Как показала практика, вертолеты попадают в штопор после «подхвата». Неправильный вывод из «подхвата» приводит к выходу вертолета на нулевые скорости полета с дальнейшим развитием самопроизвольного вращения со снижением и последующим переходом в штопор.
ДЕЙСТВИЯ ЛЕТЧИКА:
1.Если есть запас высоты более 600м:
- уменьшить общий шаг на 1-2 0 ;
- отклонением РУ от себя и вправо и дачей правой педали попытаться вывести вертолет из штопора.
2.Если запаса высоты нет, вывод созданием левого крена. Величина угла крена зависит от угловой скорости вращения. Чем больше угловая скорость вращения, тем больше угол крена (но не менее 30 0).
ПОДХВАТ ВЕРТОЛЕТА
Подхват вертолета – это самопроизвольное движение вертолета на кабрирование вследствие потери эффективности продольного управления. Наиболее вероятен при вводе в горку и выводе из пикирования. Различают два вида подхвата:
§ -аэродинамический подхват (самопроизвольное затягивание вертолета в кабрирование);
§ -подхват по причине «клина» ручки управления в заднем положении.
Для вертолета Ми-8МТ характерен первый вид подхвата.
7.4.1. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДХВАТ
При резком взятии РУ на себя вследствие быстрого роста продольного момента угол тангажа интенсивно увеличивается, и лишь через некоторое время начинает изменяться угол наклона траектории. Это приводит к скачкообразному увеличению угла атаки НВ до критического значения, что приводит к значительному расширению зоны срыва потока на лопастях НВ, и является основной причиной подхвата. Дальнейшему росту углов атаки способствует завал конуса НВ назад вследствие его статической неустойчивости по углу атаки. Точка приложения равнодействующей силы тяги смещается вперед, что приводит к еще большему затягиванию в кабрирование.
Летчик, видя энергичное увеличение тангажа, отдает РУ от себя, увеличивая тем самым углы установки лопастей НВ в азимуте 0 0 , что приводит к расширению зоны срыва и еще большему завалу конуса назад.
В процессе развития подхвата происходит значительное изменение частоты вращения НВ. Это объясняется тем, что НВ переходит с отрицательных углов атаки на большие положительные углы атаки и начинает работать в условиях близких к ускоренному самовращению. Поэтому в начальной стадии подхвата происходит раскрутка НВ, а при выводе из подхвата углы атаки изменяются в обратном порядке, что приводит к уменьшению оборотов НВ.
При глубоком подхвате скорость уменьшается практически до 0 км / ч и вертолет при переднем положении РУ вначале вяло, а затем с нарастанием угловой скорости изменяет угол тангажа на пикирование. В этот момент возникает опасность сближения и удара лопастями НВ о хвостовую балку вертолета. Этому способствует уменьшение оборотов НВ (уменьшению центробежных сил на лопастях и уменьшение конусности). Уменьшение нормальной перегрузки до 0,2-0,3ед.
Удар лопастями НВ о хвостовую балку происходит тогда, когда летчик резко отклоняет РУ на себя при наличии большой угловой скорости на пикирование.
При выходе на нулевые скорости полета возможно также развитие самопроизвольного вращения со снижением и переходом в штопор.
ПРИЧИНЫ : полная потеря устойчивости вертолета по углу атаки и эффективности продольного управления при нарушениях летчиком темпа создания угла тангажа на кабрирование.
ПРИЗНАК : самопроизвольное увеличение угла тангажа при отданной РУ от себя.
ДЕЙСТВИЯ ЛЕТЧИКА :
- уменьшение общего шага на 1-2 0 (но не менее 8 0 по указателю);
- выполнить левый или правый поворот на горке.
ВАЛЕЖКА» ВЕРТОЛЕТА
«Валежка» вертолета – это самопроизвольное кренение вертолета вправо, вследствие потери эффективности поперечного управления, возможна при значительном превышении максимально допустимой скорости полета.
При превышении скорости более максимально допустимой значительно увеличивается радиус зоны обратного обтекания, расположенный в азимуте 270 0 . Вместе с тем значительно увеличиваются угол взмаха и скорость взмаха в азимуте 270-300 0 , приводящие к увеличению зоны срыва в этих азимутах. Точка приложения равнодействующей силы тяги смещается в левую часть диска, что приводит к появлению момента , стремящегося накренить вертолет вправо. Стремление летчика убрать появившийся крен отклонением РУ влево приводит к еще большему увеличению зоны срыва, и вертолет или увеличивает крен, или продолжает лететь с появившимся креном.
ДЕЙСТВИЯ ЛЕТЧИКА :
- уменьшить общий шаг НВ на1-2 0 и скорость полета вертолета .
ЛИТЕРАТУРА:
1. В.Ф.Ромасевич. Аэродинамика и динамика полета вертолетов. Москва. Воениздат.1982.
2. В.Ф.Ромасевич, Г.А.Самойлов. Практическая аэродинамика вертолетов. Москва. Воениздат. 1980.
3. А.М.Володко. Безопасность полетов вертолетов. Москва. Транспорт. 1981.
4. А.М.Володко Основы летной эксплуатации вертолетов. Аэродинамика. Москва. Транспорт. 1984.
5. А.М.Володко Основы летной эксплуатации вертолетов. Динамика полета. Москва. Транспорт. 1986.
6. Инструкция экипажу вертолета Ми-8МТ.
7. Техника пилотирования и вертолетовождение вертолета Ми-8МТ.