Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• Глава 1. Летные ограничения влияющие на безопасность полета
• 1.1 Ограничения на режиме висения при маневрировании вертолета
• 1.2 Летные ограничения на взлете
• 1.3 Особенности выполнения разворотов и спиралей. Летные ограничения
• 1.4 Виды посадок. Основные ограничения при посадках
• 1.5 Отказ двух двигателей на вертикальных режимах и взлете
• 1.6 Опасные зоны высоты и скорости
• 1.7 Ограничение на рулении
• Глава 2. Аэродинамическое обоснование
• 2.1 Режимом висения
• 2.2 Взлет
• 2.3 Развороты виражи и спираль
• 2.4 Виды посадок
• 2.5 Отказ двух двигателей на вертикальных режимах и взлете
• 2.6 Опасные зоны высоты и скорости
• 2.7 Руление
• Глава 3. Влияние внешних факторов
• 3.1 Особенности полета в турбулентной атмосфере
• 3.2 Особенности полетов на пыльных, песчаных и заснеженных площадках. Снежный вихрь
• 3.3 Полет в особых условиях
• Глава 4. Модернизация авиационной техники, введение новых технологий
• Глава 5. Анализ происшествия
• Выводы
• Практические рекомендации
• Список литературы

Введение

Актуальность. Аэродинамикой называют науку, изучающую законы движения воздуха (газа) и механическое взаимодействием между воздухом (газом) и движущимся в нем телом. Без аэродинамики нельзя представить себе полет ни одного воздушного судна, ни вертолета, ни самолета, ни планера и. т.д.

При не знании и не соблюдении аэродинамики, выполнение полета может привести к плачевным результатом. Есть четкие указания по поводу выполнения полета предписанными РЛЭ, которые требуют четкого их выполнения. В истории авиации есть много случаев не соблюдения этих правил, которые в лучшем случае привели к разрушению воздушного судна, а в худшем к гибели экипажа и людей. Так же на аэродинамику вертолета влияют внешние факторы, которые значительно усложняют пилотирование. И что бы не возникало сложных ситуаций при в ходе в зону обледенения, болтанки, снежного (пыльного) вихря, экипаж должен четко знать и соблюдать правила установленными РЛЭ.

Зачастую при изучении РЛЭ, возникает вопрос, откуда берутся те или иные значения эксплуатационных ограничений вертолета МИ-8Т. Ввиду этого считаю актуальным разобрать и обосновать летные ограничения с точки зрения аэродинамики.

Цель ВКР - закрепить, углубить и обобщить знания, полученные в процессе изучения дисциплины "Аэродинамика".

1. Произвести анализ РЛЭ с целью выявления ограничений связанных с аэродинамикой.

2. Обосновать ограничения на различных этапах полета.

3. Произвести анализ летных происшествий, связанных с нарушением РЛЭ.

4. Произвести анализ внешних факторов влияющих на безопасность полета.

5. Рассмотреть возможности применения новых технологий, с целью усовершенствования летно-технических характеристик вертолета.

Глава 1. Летные ограничения влияющие на безопасность полета

1.1 Ограничения на режиме висения при маневрировании вертолета

1. По высоте висения. Висение до высоты 10 м - без ограничений. С 10 до 200 м - в случае полета с грузом на внешней подвеске, при выполнении спасательных работ, оказании экстренной медицинской помощи, при выполнении полетов на площадки, ограниченные высокими препятствиями. При отказе двигателей на высотах от 10 до 200 м на висении безопасная посадка на режиме самовращения несущего винта не обеспечивается. На высотах более 200 м вертолет может висеть, безопасность посадки на режиме авторотации обеспечивается в случае отказа двигателей, но так как вертолет не снабжен указателем малых скоростей, а по земле трудно определить направление и скорость перемещения, вертолет должен иметь скорость по прибору не менее минимально допустимой для данной высоты.

При выполнении взлета по-вертолетному без использования влияния "воздушной подушки" высота контрольного висения должна не менее чем на 10 м превышать препятствия.

При взлете по-вертолетному с использованием влияния "воздушной подушки" контрольное висение должно обеспечиваться на высоте не менее 3-5 м.

При взлете с коротким разбегом контрольное висение должно обеспечиваться на высоте не менее 1 м.

Подцепка груза производится на висении, для этого зависание производится в непосредственной близости от груза с таким расчетом, чтобы расстояние от основных колес до земли не превышало 1-2 м и груз находился слева от вертолета.

Контрольное висение с грузом на внешней подвеске выполняется на высоте, обеспечивающей расстояние от груза до земли или препятствия не менее 3 м.

2. По скорости и высоте перемещений. Перемещение в стороны и назад разрешается производить со скоростью не более 5-10 км/ч, ориентируясь при этом по земле, предварительно убедившись в отсутствии препятствий в направлении перемещений или имея запас высоты над ними не менее 10 м. Над ровной поверхностью перемещения можно производить на высоте не менее 2-5 м.

Подлеты на старт выполнять на высоте до 10м, при порывистом ветре - на высоте не менее 5 м, на скорости не более 15 км/ч, если расстояние от препятствий составляет 50-75 м, и на скорости до 70 км/ч, если это расстояние более 75 м. Подлеты выполнять на расстоянии не менее 50 м от стоянок самолетов и вертолетов. Полеты над самолетами и вертолетами запрещаются, а над самолетами и вертолетами, находящимися на земле, разрешаются на высоте не менее 45 м.

3. По ветру и скорости вращения. Развороты на 360° на висении у земли разрешается выполнять при скорости ветра 5 м/с. При скорости ветра от 5 до 10 м/с развороты выполнять не более чем на 90° относительно направления ветра.

При скорости ветра более 10 м/с висение производить только против ветра. Висение разрешается производить против ветра при скорости ветра до 25 м/с.

При подлетах необходимо учитывать скорость и направление ветра у земли:

при ветре до 5 м/с подлет можно выполнять в любом направлении с разворотом на 360°;

при ветре 5-10 м/с подлет можно выполнять против ветра с разворотом на 90° к направлению ветра, т.е. с боковой составляющей ветра не более 10 м/с;

при ветре от 10 до 25 м/с подлет разрешается производить только против ветра без разворотов на подлете.

вертолет авиационная техника полет

Развороты на висении разрешается выполнять с угловой скоростью не более 12°/с, т.е. разворот на 360° за 30 с. Прекращение вращения производить за время не менее 3 с.

1.2 Летные ограничения на взлете

Максимальный взлетный вес вертолета Ми-8 12000 кгс, нормальный взлетный вес 11100 кгс, максимальный взлетный вес вертолета с грузом на внешней подвеске 11000 кгс. Максимально допустимый вес для взлета в данных атмосферных условиях и для данных размеров аэродрома или площадки и препятствий, ограничивающих их, рассчитывается по номограммам.

Максимально допустимый вес перевозимого груза внутри фюзеляжа 4000 кгс, на внешней подвеске 2500 кгс (по условиям прочности фюзеляжа в местах крепления шарнирно-маятникового механизма внешней подвески).

Взлеты разрешается производить с аэродромов и площадок, расположенных на высоте не более 4500 м над уровнем моря. Высота контрольного висения при вертикальном взлете с использованием влияния "воздушной подушки" с аэродромов, расположенных над уровнем моря на высоте до 1500 м, - 3 м, на аэродромах, расположенных на высотах больше 1500 м над уровнем моря, - 5 м, при вертикальном взлете без использования влияния "воздушной подушки" - 10 м выше препятствий; при вертикальном взлете с грузом на внешней подвеске - 3 м от груза до земли или препятствия.

Высота контрольного висения при взлете с коротким разбегом не менее 1 м.

Взлеты выполнять при следующих скоростях ветра:

— встречного - до 25 м/с;

— бокового - до 10 м/с (следует помнить, что взлет с боковым ветром справа более сложен);

— попутного (составляющей) - до 5 м/с (следует помнить, что максимально допустимый вес должен быть уменьшен на 100 кгс на каждый 1 м/с составляющей попутного ветра, а также учитывать просадку вертолета при выравнивании скоростей вертолета и ветра в начале разгона при взлетах по-вертолетному).

Погодный минимум по ПВП:

— для транспортных полетов высота облачности 150 м, горизонтальная видимость 2000 м;

— для срочных полетов высота облачности 100 м, видимость 1000 м.

Температура воздуха от +40 до - 50° С.

Взлеты выполняются с площадок и аэродромов, соответствующих техническим требованиям к площадкам и аэродромам, предназначенным для вертолетов Ми-8. Минимально допустимая частота вращения несущего винта при всех взлетах с аэродромов и площадок, расположенных до 1000 м над уровнем моря - 89%, а на высотах свыше 1000 м минимально допустимая частота вращения - не ниже 93% с целью обеспечения запасов ножного управления на этих режимах. Взлеты на пыльных, песчаных и заснеженных аэродромах и площадках, если есть возможность, производить с коротким разбегом, при этом глубина снежного покрова (пыль) не должна превышать 20 см.

Нист	Нбар, м, 760	Полетная масса, кг	Vmax, км/ч	Vmin, км/ч
Более 40	0 - 1500	Не более 11100	250	60
		Более 11100	230
	1500 - 2500	Не более 11100	215	60
		Более 11100	195
	2500 - 3500	Не более 11100	185	60
		Более 11100	155
	3500 - 4000	Не более 11100	150	80
		Более 11100	120
	4000 - 4500	Не более 11100	150	80
	4500 - 5000	Не более 10000	135	80
	5000 - 5500	Не более 9500	135	80
		Не более 9000	120	80

Минимально и максимально допустимые скорости в зависимости от полетного веса и высоты полета, установленные для эксплуатации указаны в табл.

На высотах до 10 м полеты производить со скоростью горизонтального полета от 0 до 80 км/ч, а при высотах от 10 до 40 м - со скоростью от 60 до 150 км/ч.

Полеты на малой высоте над сильно пересеченной местностью производить на высотах не менее 20 м над рельефом местности, скорость горизонтального полета выдерживать по прибору не менее 60 км/ч.

Продолжительные полеты на скоростях по прибору от 20 км/ч, сопровождающиеся сильной вибрацией конструкции вертолета, не производить. Скорость горизонтального полета в болтанку должна быть по прибору 150-175 км/ч.

Рекомендуемая скорость горизонтального полета при выполнении полетов по кругу 160 км/ч.

Максимальная скорость горизонтального полета с грузом на внешней подвеске 250 км/ч.

При эксплуатации внешней подвески с тросом 8АТ-9600-1 диаметром 13 мм на некоторых вертолетах при перевозке груза весом более 2000 кгс максимальная скорость горизонтального полета 150 км/ч.

Максимально допустимая скорость горизонтального полета с полуоткрытыми задними створками грузовой кабины при перевозке лопастей несущего винта и других длинногабаритных грузов 160 км/ч по прибору.

Частота вращения несущего винта на установившемся режиме горизонтального полета должна быть 95±2°/о, на переходных режимах 89-103% в течение не более 30 с.

Канал высоты автопилота АП-34Б включать в режим горизонтального полета на высоте не ниже 50 м.

Максимальная высота горизонтального полета для вертолета с полетным весом 11100 кгс - 4500 м, а для вертолета с полетным весом 12000 кгс - 4000 м.

Набор высоты разрешается выполнять до высоты 4500 м при нормальном полетном весе и до 4000 м при максимальном полетном весе.

При наборе высоты частота вращения турбокомпрессора должна быть не больше 101%.

Набор высоты можно выполнять на взлетном режиме работы двигателей в течение не более 6 мин.

Минимально допустимая скорость набора до высоты 3000 м - 60 км/ч по прибору, до 4000 м-80 км/ч и с 4000 до 4500 м - 100 км/ч.

Максимально допустимая несинхронность частоты вращения турбокомпрессоров без срабатывания ограничителей - 2%, без срабатывания ограничителей степени повышения давления в компрессорах - 4%, при срабатывании ограничителей - 3%.

Частота вращения несущего винта при наборе высоты на взлетном режиме - 92-93%, на номинальном и крейсерском - 95± ±2%, на переходных режимах полета - 89-103% не более 30 с.

1.3 Особенности выполнения разворотов и спиралей. Летные ограничения

Явления, сопровождающие вираж. Обтекание несущего винта вследствие несимметричности аэродинамической схемы вертолета на левом и правом вираже различны. Изменение поля скоростей приводит к тому, что на правом вираже результирующая скорость лопастей несущего винта в азимуте 90° увеличивается, а в азимуте 270° уменьшается вследствие вращения всего вертолета относительно центра виража. Это вызывает больший завал конуса назад, следовательно, приводит к увеличению кабрирующего момента от разноса горизонтальных шарниров M_z ГШ. Увеличение завала конуса назад вызывает увеличение углов атаки элементов лопастей в передней части конуса и уменьшение их в задней части, что обусловливает увеличение завала конуса вправо, следовательно, увеличение момента от разноса горизонтальных шарниров Мх ГШ способствующего вводу вертолета в правый крен. На левом вираже поле скоростей изменяется таким образом, что прирост результирующей скорости в азимуте 90° оказывается меньше, чем на правом вираже, но зато значительно возрастает зона обратного обтекания в азимуте 270°, что ведет к появлению момента на вывод вертолета из левого крена.

При правом вираже сила тяги хвостового винта направлена влево вверх, создавая пикирующий момент, на левом вираже тяга хвостового винта направлена влево вниз, создавая кабрирующий момент.

Итак, для управления вертолетом на вираже необходима сложная координация, но при резком выполнении ввода в вираж и вывода из него она еще усложняется появлением значительных гироскопических моментов от поворота в пространстве осей таких вращающихся со значительными угловыми скоростями масс, как роторы двигателей, несущий и хвостовой винты. Направление действия гироскопического момента устанавливается по правилу: направление перемещения какой-либо точки на оси гироскопа, в которой приложена сила, определяется, если повернуть направление действия силы на 90° вокруг оси гироскопа в сторону вращения ротора. На правом вираже гироскопический момент несущего винта кабрирующий, на левом вираже - пикирующий (при вводе и выполнении; при выводе из виража - направление противоположное).

Правый вираж. При вводе в правый вираж наблюдаются следующие тенденции вертолета: увеличение угла тангажа, уменьшение скорости, снижение, увеличение крена.

Увеличение угла тангажа объясняется следующими причинами:

1) при вводе в вираж происходит наклон полной аэродинамической силы несущего винта RА. B, что сопровождается уменьшением составляющих Y_gB, X_gB; уменьшение X_gB означает уменьшение пикирующего момента;

2) при даче правой педали угол установки хвостового винта увеличивается и вместе с этим увеличивается кабрирующий реактивный момент хвостового винта;

3) гироскопический момент несущего винта при вводе в правый вираж кабрирующий.

Уменьшение скорости обусловливается увеличением угла тангажа и уменьшением Х_gB.

Снижение объясняется следующим:

1) при наклоне RА. B для получения Z_gB уменьшается Y_gB и становится меньше G;

2) при даче правой педали уменьшается располагаемая мощность несущего винта вследствие увеличения отбора мощности на хвостовой винт, что ведет к уменьшению R_{А. B.}

Увеличение крена вызывается увеличением М_х ГШ в результате увеличения завала конуса вращения вправо из-за изменения поля скоростей.

Левый вираж. При вводе в левый вираж наблюдаются следующие тенденции вертолета: уменьшение угла тангажа, увеличение скорости, уменьшение крена.

Уменьшение угла тангажа объясняется следующим:

1) дача левой педали ведет к уменьшению угла установки лопастей хвостового винта, а это вызывает уменьшение кабрирующего реактивного момента хвостового винта;

2) гироскопический момент несущего винта при вводе в левый вираж пикирующий.

Увеличение скорости обусловливается уменьшением угла тангажа, что вызывает рост Y_gB и падение Y_gB, вертолет будет увеличивать скорость и снижаться.

Уменьшение крена объясняется увеличением зоны обратного обтекания и уменьшением суммарной скорости обтекания лопастей в азимуте 270°, в результате чего вертолет стремится выйти из крена.

При вводе вертолета в левый вираж с креном до 15° одновременно с координированным отклонением ручки циклического шага и педали в сторону виража необходимо для сохранения постоянного угла тангажа ручку отклонять несколько на себя, удерживая в процессе виража постоянным крен отклонения ручки влево. Увеличивать мощность двигателей не требуется, так как мощность, освободившаяся с хвостового винта, используется на несущем винте для компенсации уменьшения Y_gB, при вводе в вираж снижения по этой причине не будет. Если же крен больше 15°, то и на левом вираже необходимо увеличивать подводимую к несущему винту мощность отклонением рычага "Шаг-Газ" вверх, чтобы обеспечить условие Y_gB=G. При вводе вертолета в правый вираж одновременно с координированным отклонением ручки и педали в сторону виража необходимо для сохранения угла тангажа, скорости и высоты ручку управления отклонять несколько меньше на себя, чем на левом вираже (рис.1), одновременно рычагом "Шаг-Газ" увеличивать мощность двигателей, а в процессе виража необходимо отклонением ручки влево удерживать постоянным угол крена.

Вывод из виража необходимо начинать не доводя до намеченного ориентира на число градусов в крене, при этом мощность уменьшить до значения, необходимого для горизонтального полета. Тенденции вертолета на выводе противоположны тем, которые проявляются при вводе. При вводе, выполнении виража и выводе действовать рычагами плавно и координированно, вертолет в таком случае меньше разбалансировывается, что упрощает технику пилотирования.

Рис. 1. Зависимость вертикальной перегрузки от величины отклонения автомата перекоса в продольном направлении на виражах - спиралях при х_т =0,220 м.

G_взл = G_норм:

а-левые виражи-спирали; б-правые виражи-спирали; 1-при V_приб=140 км/ч, авторотация; 2-при V_при6 = 150 км/ч, горизонтальный полет: 3-Vприб = 120 км/ч, набор на N_ном.

Летные ограничения. Виражи и развороты следует выполнять в разрешенном диапазоне скоростей при нормальном полетном весе с креном до 30°, при максимальном полетном весе - до 15°. С учебной целью виражи рекомендуется выполнять со скоростью 160 км/ч, при полете по приборам и при выполнении виража с включенными каналами крена и тангажа крен должен быть не более 15°. С грузом на внешней подвеске виражи и развороты выполнять на высоте не менее 100 м со скоростью 100-120 км/ч и с углом крена до 10°.

Развороты на режиме самовращения несущего винта разрешается выполнять с креном не более 20°.

Спираль в учебных и тренировочных целях рекомендуется выполнять со скоростью 150 км/ч при V_y=2-3 м/с и углом крена не более 15°. При маневрировании в ущельях и котлованах на высоте меньше 2000 м развороты выполнять при скорости 60-70 км/ч, на высоте, превышающей 2000 м, - при скорости 75-80 км/ч. На этих скоростях с креном 10° можно безопасно маневрировать и производить развороты на 180° в ущельях и котлованах шириной не меньше 800 м в первом случае и 1000 м во втором.

При выполнении нисходящей спирали с углом крена 2 (Р минимальная потеря высоты в полете на одном работающем двигателе составляет 20-60 м на скорости 80-110 км/ч при развороте на 180°, в полете на режиме самовращения - 210-220 м на скорости 30-60 км/ч (рис.2). Время разворота на 180° в первом случае составляет около 26 с, во втором случае - около 15 с (рис.3).

Рис. 2 Потеря высоты при развороте на 180° с углом крена 20°:

1 - выключены два двигателя, G =11750 кгс, Нср=1000 м, t = +23°С;

2 - выключен один двигатель, G = 9400 кгс, Нср=600 м, t = +14°С;

3 - выключен один двигатель, G = 11 750 кгс, <= + 14° С.

Рис. 3

1.4 Виды посадок. Основные ограничения при посадках

На вертолете возможны следующие виды посадок:

— по-вертолетному без использования влияния "воздушной подушки", гашение скорости до зависания производится на высоте, превышающей не менее чем на 3-5 м высоту препятствий на подходе;

— по-вертолетному с использованием влияния "воздушной подушки", гашение скорости до зависания производится на высоте 3 м от колес до земли;

— с коротким пробегом при двух работающих двигателях;

— с коротким пробегом при одном неработающем двигателе;

— на режиме самовращения несущего винта.

Ограничения.

Посадки рекомендуется выполнять на площадки, расположенные на барометрической высоте не выше 4500 м.

Посадка разрешается при скорости ветра не более: спереди - 25 м/с, сбоку - 10 м/с, сзади - 5 м/с.

Размеры летных полос, рабочих площадок, воздушные подходы, уклоны, прочность грунта должны соответствовать тем же параметрам аэродромов, применяемых для выполнения соответствующих видов взлета.

Максимально допустимая частота вращения несущего винта на время не более 30 с - 103% и на режиме малого газа в течение не более 5 с - 105%. Минимально допустимая частота вращения несущего винта - 89%.

1.5 Отказ двух двигателей на вертикальных режимах и взлете

При отказе двух двигателей разбалансировка вертолета аналогична разбалансировке при отказе одного двигателя, но при этом вертолет с большими угловыми скоростями разворачивается и кренится вправо, опускает нос и энергично снижается. В такой ситуации экипаж должен действовать так, чтобы:

предотвратить резкое падение частоты вращения винта;

сохранить вертолет в горизонтальном положении;

с наибольшей эффективностью выполнить "подрыв" несущего винта.

При отказе двух двигателей на вертикальных режимах и висении действия экипажа определяются высотой над местностью, на которой произошел отказ. При отказе на высоте менее 100 м отклонением рычага "Шаг-Газ" вниз (чем больше высота в момент отказа, тем на большую величину необходимо сбросить шаг) задержать снижение частоты вращения несущего винта (скорость вертикального снижения будет увеличиваться, ее установившееся значение составляет около 20 м/с). На высоте 30-20 м выполнить резкое затяжеление (за 0,5-1 с на 3°-6° - "подсечка") несущего винта с дальнейшим увеличением общего шага несущего винта до максимального значения к моменту приземления, обеспечивая при этом ручкой циклического шага горизонтальность положения вертолета.

Если высота отказа меньше 40-30 м, то необходимо сразу же начинать энергичное увеличение шага, увеличивая темп по мере приближения к земле.

Если высота отказа больше 100 м, то можно попытаться придать вертолету поступательную скорость, но при этом более энергичнее придется сбрасывать шаг, так как отклонение ручки циклического шага от себя приведет к более резкому снижению частоты вращения.

При отказе двигателей на взлете отклонением ручки циклического шага на себя погасить поступательную скорость до 20 - 25 км/ч к высоте 30-20 м, при этом частота вращения несущего винта будет увеличиваться, так как такое действие ручкой циклического шага эквивалентно уменьшению общего шага несущего винта. Рычагом "Шаг-Газ", отклоняя его вниз, поддерживать увеличение частоты вращения, затем выполнить посадку с "подрывом" несущего винта.

1.6 Опасные зоны высоты и скорости

Переход от моторного полета к полету на режиме самовращения несущего винта занимает определенное время, необходимое для перехода набегающего потока с отрицательных углов атаки несущего винта на положительные. Время перехода на режим самовращения зависит от параметров исходного режима полета в момент отказа двигателей и быстроты реакции пилота. Существуют такие режимы полета, на которых конструктивные характеристики вертолета не обеспечивают безопасное приземление вертолета в случае отказа двигателей. Такие режимы, характеризуемые величинами высот и скоростей полета вертолета, находятся в так называемых опасных зонах высот и скоростей, выполнение полетов в которых руководством по летной эксплуатации либо запрещается (например, полеты на малых высотах с большими скоростями), либо ограничивается случаями крайней необходимости (например, вертикальные режимы на высотах от 10 до 200 м).

В опасной зоне малых скоростей самым неблагоприятным является отказ двигателей на режиме висения. Вертолет начинает интенсивно снижаться. Гасить вертикальную скорость снижения увеличением общего шага несущего винта нельзя, так как это может привести к снижению частоты вращения несущего винта ниже минимально допустимой, что означает потерю управляемости и беспорядочное падение. Верхней границей этой опасной зоны является так называемая безопасная высота перехода с висения на режим планирования на самовращении несущего винта (около 200 м). При ее определении учтено запаздывание реакции пилота на сброс шага, учтена потеря высоты на выравнивание вертолета у земли для посадки, но определяющим в значении безопасной высоты перехода является запас кинетической энергии, который должен иметь вертолет, чтобы успеть разогнаться до скорости 75% V_эк (примерно 90 км/ч для вертолета Ми-8), так как только на этой скорости величина вертикальной скорости на предпосадочном снижении может быть погашена без опасного снижения частоты вращения несущего винта. На высотах от 10 до 200 м в случае отказа двух двигателей на малых скоростях полета (до 60 км/ч) характеристики конструкции вертолета Ми-8 не обеспечивают безопасного приземления.

1.7 Ограничение на рулении

При выполнении руления необходимо убедиться, что на п нет препятствий и показания всех приборов нормальные, и просить разрешение на выруливание. Получив разрешение, растормозить основные колеса, установить частоту вращения несущего винта 95+2% (коррекция в крайнем правом положении), увеличить общий шаг до значения 3°-5° (по УШВ) при взлетном в 11100 кгс и до 4°-6° при взлетном весе 12000 кгс (в зависима от состояния грунта) и плавно отклонить ручку управления в перед от нейтрального положения. Опробовать тормоза. Скоро руления регулировать ручкой управления, общим шагом и тормозами колес. При необходимости энергичного торможения отклонить ручку управления на себя на незначительную величину! нейтрального положения, не уменьшая при этом полностью общ шаг (не менее 3° по УШВ). Ручку управления отклонять от се на большую величину не рекомендуется, так как передние коле будут зарываться в грунт.

Скорость руления выбирается в зависимости от состоянии грунта, направления ветра и обстановки, но она не должна повышать 20 км/ч.

Развороты на рулении выполнять плавным отклонением педалей и ручки управления, не допуская при этом полной разгрузки амортизационной стойки передних колес и юза.

Радиус разворота должен быть не менее:

— при развороте на 90°, скорости 10 км/ч - 16 м;

— при развороте на 180°, скорости 4-5 км/ч - 6 м;

— при развороте на 180°, на месте - 3 м.

При выполнении разворотов необходимо помнить, что чем больше скорость руления, тем больше должен быть радиус разворота. Энергичные развороты на рулении с малым радиусом запрещаются, так как возникает юз. Для прекращения юза необходимо уменьшить мощность двигателей до минимальной, плавно отклонить педаль в сторону юза, выждать, пока вертолет остановит затем начать руление на меньшей скорости и произвести раз рот.

Руление разрешается при скорости встречного ветра не более 25 м/с.

При рулении с боковым ветром вертолет имеет тенденцию к развороту против ветра.

Разворот вертолета парируется соответствующим отклонением педалей, а кренение - отклонением ручки управления. Если при рулении появляются нарастающие колебания, необходимо уменьшить общий шаг несущего винта до минимального, убрать коррекцию, если колебания вертолета не прекращаются или усиливаются, немедленно выключить двигатели и остановить вертолет.

Рулить разрешается при прочности грунта не менее 3 к. гс/см². Если площадки пыльные или покрыты свежевыпавшим снегом, то глубина пыли или снега должна быть не более 10 см. Скорость руления по пыльным площадкам не более 30 км/ч, по снежным - не более 10 км/ч. Развороты выполнять на минимальной скорости. Развороты на месте запрещаются, так как это может привести к срыву покрышек колес или поломке передней стойки.

Руление при встречном ветре более 5 м/с особенностей не имеет, так как пыльный или снежный вихрь на всех скоростях руления остается сзади кабины экипажа и видимость не ухудшается.

При встречном ветре менее 5 м/с и при попутном ветре после дачи коррекции вправо по достижении частоты вращения несущего винта 35-47% и в процессе руления видимость значительно ухудшается. В этих случаях следует рулить так:

убедиться, что в направлении руления нет препятствий, на минимальном шаге и правой коррекции выполнить разгон скорости до выхода кабины экипажа и воздухозаборников двигателей из 5ихря. Скорость выдерживать по земле, если при достижении скорости 30 км/ч видимость не улучшается, то необходимо, понизив на 20-25 м, остановиться, вывести коррекцию влево и после появления горизонтальной видимости, убедившись в отсутствии препятствий, продолжать руление. В некоторых случаях, при сильном ветре сзади, руление производить на малой скорости, чтобы вихрь находился на расстоянии 10-15 м впереди кабины экипажа, вообще следует избегать руления на пыльных и заснеженных площадках и производить буксировку вертолета.

Глава 2. Аэродинамическое обоснование

2.1 Режимом висения

называется такой режим полета, при котором отсутствуют перемещения вертолета относительно земли (эксплуатационный режим) или перемещения относительно воздуха (аэродинамический режим). Эксплуатационный и аэродинамический режимы висения совпадают только в штилевых условиях. В дальнейшем будет рассматриваться эксплуатационный режим висения.

Контрольное висение выполняется с целью проверки правильности расчета загрузки и центровки, запаса мощности и высоты над препятствием, оценки запасов продольно-поперечного и путевого управления, исправности органов управления и агрегатов вертолета, возможности приземления на подобранную площадку. Переход на контрольное висение осуществляется на режиме вертикального набора высоты, а уменьшение высоты - на режиме вертикального снижения.

Рис. 4. Схема взаимодействия сил на висении

На режиме висения не должно быть продольных и боковых перемещений вертолета относительно земли, сохраняется постоянная высота. Эти условия соблюдаются при уравновешивании сил и моментов, действующих на вертолет. На вертолет действуют следующие силы (рис. 2): полная аэродинамическая сила НВ Rн, сила тяжести вертолета G, сила сопротивления планера от индуктивного потока НВ Уапл, сила тяги рулевого винта (РВ) Т_арв. Рис. 4

Воздействие ветра на рулевой винт:

Ветер слева.

Рис. 5

При увеличении скорости обдувки слева происходит сложение потоков индуктивного и обдувки слева. Осевая скорость обтекания элементов РВ возрастает, углы атаки уменьшаются. Соответственно уменьшается и тяга РВ.

При усилении обдувки слева более 10 м/с возможна потеря путевого управления (нехватка правой педали).

Ограничения РЛЭ по силе ветра: слева = 10 м/с, а при висении в горах - 3 м/с с любой стороны.

Ветер справа.

Рис. 6

По сравнению со штилевыми условиями, увеличение обдувки справа приводит к уменьшению осевой обдувки, увеличению углов атаки.

При слабом правом ветре тяга РВ несколько возрастает. При ветре справа более 5 м/с наблюдается резкое уменьшение тяги РВ. Возникает потеря управляемости [вихревое кольцо].

Ограничения РЛЭ по силе ветра: справа = 5 м/с, а при висении в горах - 3 м/с с любой стороны.

2.2 Взлет

Взлет вертолета

Взлет - это ускоренное движение вертолета от точки старта до набора минимально-допустимой скорости и высоты.

На вертолете Ми-8 разрешается выполнять следующие виды взлета:

по-вертолетному с использованием влияния воздушной подушки;

по-вертолетному без использования влияния воздушной подушки;

с коротким разбегом.

Способ взлета выбирается в зависимости от конкретных условий: состояния и размеров площадки, высоты препятствий (подходов), атмосферных условий (температуры наружного воздуха t_нв, барометрической высоты Н_бар, ветра), загрузки вертолета.

Указанные факторы влияют на запас мощности вертолета ?N. Чем больше ?N, тем больше грузоподъемность вертолета, безопасность и эффективность взлета.

Взлет по-вертолетному с использованием влияния воздушной подушки.

Рис. 6.

Условия выполнения: площадки достаточных размеров с ровной поверхностью, без обрывов; подходы свободные; разбег на площадке невозможен; ?N позволяет устойчиво висеть на высоте не менее 3 м.

Достоинства: является наиболее безопасным, т.к. может выполняться на N ном, т, е. при наличии ?N; хорошая устойчивость, контакт с землей; безопасность при отказе двигателя.

Взлетные характеристики: L _взл = 130-150 м (до Н-50 м); L раз =0; V_отр = 0. Взлет по-вертолетному без использования влияния воздушной подушки.

Условия выполнения: площадки минимальных размеров не менее допустимых; препятствия не выше допустимых; ?N позволяет устойчиво висеть на "Н" не менее 20 м или превышающей препятствия не менее чем на 10 м.

Недостатки: минимальная грузоподъемность, сложность техники пилотирования, так как вертолет висит с предельной массой на взлетном режиме двигателей: минимальные запасы мощности и управления: недостаточная пространственная ориентировка; вертолет находится в опасной зоне по отказу двигателя.

Рис. 7

Применение; площадки ограниченных размеров; высокие препятствия в расположении площадки; при транспортировке грузов на внешней подвеске; в условиях образования снежного вихря; в учебных целях; при проверке "свободной тяги".

Взлет с коротким разбегом.

Условия выполнения; наличие аэродрома или подготовленной площадки; подходы открытые; запас мощности ?N позволяет устойчиво висеть на "Н" не менее I м.

Достоинства: максимальная грузоподъемность вертолета в условиях, когда не хватает ?N для взлета по-вертолетному (увеличивается ~ на 15%); хорошая устойчивость; минимальный уровень вибраций.

Недостатки: усложняется боковая балансировка при разбеге, возможно возникновение юза, опрокидывания, земного резонанса, увеличивается взлетная дистанция.

Взлетные характеристика:

L_взл = 180-200 м (до Н=50 м); V_отр = 30-40 км/ч.

Вывод: Каждый способ взлета имеет отделенные запасы мощности, поэтому имеет свою методику выполнения.

Закономерность поведения вертолета и особенности пилотирования зависят от соотношения сил на различных элементах взлета.

Рис. 8

Элементы взлета.

Взлет по-вертолетному

Включает в себя следующие элементы:

0 - отрыв; 0-1 - вертикальный набор; I - висение; 1-3 - разгон скорости; 2-3 - переход к набору высоты; 3-4-5 - набор высоты.

Рис. 9

2.3 Развороты виражи и спираль

Вираж - это полет вертолета в горизонтальной плоскости по замкнутой окружности с постоянным креном и поступательной скоростью без скольжения. Разворот - часть виража.

Вираж и развороты в визуальном полете разрешается выполнять при взлетной массе:

§ 11100 кг и менее на скорости 80-100^км/_ч с креном до 30⁰;

§ более 11100 кг с креном до 20⁰ на скоростях 100-120^км/_ч.

На высотах 50 м над рельефом местности допускаются углы крена, по величине равные высоте полета, но не более указанных выше.

Рис. 10. Схема сил и моментов, действующих на вертолет при выполнении виража

Для ввода вертолета в вираж (разворот) необходимо отклонить силу в сторону разворота (рис. 10.). Возникшая при этом неуравновешенная сила вызывает искривление траектории движения. При выполнении правильного виража продольная ось вертолета должна совпадать с вектором скорости. Это достигается отклонением педали в сторону виража на соответствующую величину.

При вводе в вираж нарушается балансировка вертолета. Так, на правом вираже у вертолета появляется тенденция к увеличению угла тангажа, уменьшению скорости и снижению, увеличению угла крена.

Увеличение угла тангажа происходит в основном за счет действия мощного гироскопического момента. Действие этого момента проявляется только в процессе разворота с креном. При увеличении угла тангажа отклоняется назад сила , что приводит к уменьшению ее составляющей . Уменьшение силы вызывает еще большее увеличение угла тангажа, т.к. пикирующий момент от нее уменьшается.

Кроме того сила . уменьшается в результате увеличения завала конуса НВ на вираже из-за возрастания маховых движений лопастей. Увеличению угла тангажа способствует также рост кабрирующего момента от РВ вследствие увеличения углов установки его лопастей при отклонении правой педали. Увеличение угла тангажа и уменьшение силы . Является причиной уменьшения скорости полета.

Тенденция к снижению вертолета проявляется по следующим причинам.

Во-первых, при наклоне силы для получения неуравновешенной силы, искривляющей траекторию движения, сила становится меньше силы тяжести вертолета .

Во-вторых, уменьшается располагаемая мощность, затрачиваемая на вращение НВ, т.к. при отклонении правой педали установочные углы и, следовательно, момент сопротивления РВ, а также потребная мощность для его вращения увеличивается, что соответственно уменьшает мощность, затрачиваемую на вращение НВ.

Таким образом, при вводе вертолета в правый вираж одновременно с координированным отклонением РУ и педали в сторону виража необходимо для сохранения угла тангажа, скорости и высоты полета РУ отклонить от себя. Кроме этого, следует увеличить мощность двигателей, а в процессе виража отклонением РУ в противоположную сторону удерживать постоянный угол крена.

При вводе в левый вираж у вертолета появляется тенденция к уменьшению угла тангажа, увеличению скорости, к уменьшению высоты и уменьшению угла крена.

Направление действия гироскопического момента в этом случае становится противоположным тому, которое было при вводе в правый вираж, сила увеличивается, а кабрирующий момент от РВ при отклонении левой педали уменьшается. Это приводит к тому, что уменьшается угол тангажа и, как следует, к росту скорости и снижению вертолета.

Причиной снижения, кроме того, является уменьшение силы при вводе в вираж. Однако при отклонении левой педали происходит уменьшение установочных углов лопастей РВ, а значит, и момента сопротивления и мощности, потребной для его вращения. Соответственно увеличивается мощность, идущая на НВ, растет его тяга, а следовательно увеличивается сила. Практически на левом вираже с креном 15⁰ за счет использования на НВ той мощности, которая при отклонении левой педали освободилась с РВ, подъемная сила увеличивается настолько, что ее вертикальная составляющая остается равной силе тяжести вертолета. Поэтому необходимости в увеличении мощности двигателей при вводе в левый вираж нет.

В процессе левого виража вследствие сложения вращательного движения НВ и движения вертолета относительно центра виража увеличивается зона обратного обтекания и соответственно уменьшается суммарная скорость обтекания лопастей в азимуте 270⁰. В результате этого вертолет стремится выйти из крена.

Таким образом, при вводе в левый вираж одновременно с координированным отклонением РУ и педали в сторону виража необходимо для сохранения постоянного угла тангажа РУ отклонить несколько на себя. В процессе виража отклонением РУ в сторону виража следует удерживать постоянный крен.

Однако, как указывалось выше, это справедливо только для виражей с креном до 15⁰. Если же угол крена будет больше 15⁰, то на левом вираже необходимо увеличивать подводимую к НВ мощность отклонением рычага "ШАГ-ГАЗ" вверх настолько, чтобы обеспечить равенство силы силе тяжести.

В процессе виража заданная скорость сохраняется отклонением РУ в продольном направлении, а координация - соответствующим отклонением педалей и РУ. При этом не следует забывать, что изменение угла тангажа ведет к изменению скорости.

Вывод из виража рекомендуется начинать за 10-15⁰ до намеченного ориентира или заданного направления. Вывод производится координированным отклонением РУ и педалей. Мощность двигателя при этом уменьшается до значения соответствующего режиму ГП.

Характеристики правильного виража представлены на рисунке 11.

Рис. 11. Характеристики правильного виража

Спиралью называется полет вертолета по винтовой траектории с заданным креном на постоянной скорости с потерей или набором высоты (рис. 12.). При вводе в спираль и выводе из нее необходимо следить, чтобы не было увеличения или уменьшения угла планирования, и, следовательно и скорости полета.

По сравнению с правильным виражом при выполнении установившейся восходящей спирали с теми же значениями угла крена и скорости полета требуется большая мощность двигателей, т.к. вертолет не только разворачивается, но и набирает высоту. Выполнение нисходящей спирали при прочих равных условиях требует, наоборот, меньшей мощности по сравнению с правильным виражом.

При увеличении крена для сокращения радиуса и времени разворота уменьшается вертикальная скорость набора высоты (рис. 13.).

Рис. 12. Схема выполнения спирали

Рис. 13. Зависимость вертикальной скорости от угла крена и скорости полета при выполнении спирали

Форсированный разворот

Форсированный (неустановившийся) разворот - это маневр в горизонтальной плоскости с торможением для быстрого разворота вертолета на цель. Он применяется для выхода в кратчайшее время в точку начала атаки внезапно обнаруженной цели и для быстрого ухода от нее.

На высотах 50-1000 м форсированный разворот может выполняться с креном до 45⁰ при скоростях полета 120-250^км/_ч. Максимальный крен ограничен максимально допустимой перегрузкой и запасом по срыву потока с лопастей НВ.

При скорости ввода в форсированный разворот 200км/ч и менее уменьшать общий шаг в процессе разворота не рекомендуется, т.к. это может привести к потере высоты и скорости менее _.

На скоростях 200-250^км/_ч форсированные развороты можно выполнять как при постоянном значении общего шага, так и с уменьшением его на 2-5⁰.

С исходных скоростей 200-250^км/_ч форсированный разворот на 180⁰ при постоянном общем шаге выполняется за 17-38с с потерей скорости на 10-45^км/_ч, а с уменьшением общего шага - за 17-27с с потерей скорости на 40-100^км/_ч.

Ввод в разворот осуществляется плавным и координированным отклонением РУ и педали в сторону разворота. Для уменьшения скорости по мере увеличения угла крена РУ плавно отклоняется на себя.

Если при вводе в разворот допускаются некоординированные действия, колебания углов крена и тангажа, то в процессе разворота эти ошибки быстро возрастают и исправить их практически невозможно.

При наличии вертикальной скорости изменение высоты парировать отклонением РУ. Следует иметь в виду, что при вводе в разворот с постоянным общим шагом происходит увеличение на 2-2,5%. Если частота вращения увеличилась на большую величину, необходимо уменьшить темп отклонения РУ на себя.

В развороте вертолет по крену сравнительно устойчив. Больше внимания приходится уделять на тангаж вертолета.

Гашение скорости и выдерживание заданной высоты в процессе разворота, как и при вводе в разворот, осуществляется отклонением РУ. Контроль за сохранением высоты вести по вариометру.

Во второй половине разворота темп отклонения РУ на себя больше, чем в первой, т.к. с уменьшением скорости наблюдается большое стремление вертолета к потере высоты. Кроме того, с уменьшением скорости значительно возрастает угловая скорость разворота.

По достижении заданной скорости (но не менее 100^км/_ч) плавным отклонением РУ от себя прекратить дальнейшее уменьшение скорости, а для сохранения высоты полета увеличить режим работы двигателей. Вывод из разворота следует начинать за 15-20⁰ до намеченного курса.

По технике выполнения левый и правый форсированные развороты существенных различий не имеют. Однако следует учитывать, что для сохранения координации на левом развороте приходится больше, чем на правом отклонять левую педаль вперед. При вводе в левый разворот и в процессе его выполнения вертолет имеет тенденцию к уменьшению угла тангажа и потере высоты, а при вводе в правый разворот и при его выполнении - к увеличению тангажа и набору высоты.

Величина изменения тангажа зависит от скорости ввода: чем больше скорость, тем меньше тангаж. Кроме того, на развороте с уменьшением общего шага перед началом разворота вследствие энергичного уменьшения скорости заметнее проявляется тенденция к увеличению угла крена на левом развороте и к выходу из крена на правом, обусловленная особенностями изменения поперечной балансировки по скорости.

С учетом сказанного, одновременно с отклонением РУ влево для сохранения высоты и гашения скорости сразу же приходится брать РУ на себя. При этом в начальный момент времени величина отклонения РУ незначительна, а в дальнейшем величина ее отклонения увеличивается.

Техника выполнения форсированного разворота с уменьшением общего шага такая же, как и без уменьшения. Уменьшать общий шаг необходимо одновременно с вводом вертолета в крен. К моменту создания крена 45⁰ шаг должен быть постоянным.

В процессе разворота уменьшение скорости и сохранение высоты полета осуществляется взятием РУ на себя.

При вводе в форсированный разворот с уменьшением общего шага происходит более энергичный заброс , чем при вводе без изменения шага ( может достигать 99% и более). Поэтому темп и величина уменьшения общего шага и отклонения РУ на себя на развороте должны быть такими, чтобы не выходила за допустимые пределы.

2.4 Виды посадок

Элементы посадки. особенности выполнения

1. Снижение. Выполняется для подвода ВС к земле на расчетной V_y и V_x Начинается с высоты не менее 100 м. До высоты 100 м скорость уменьшается до 120 км/час. С высоты 100 м скорость следует уменьшить до 60 - 70 км/час. для снижения взять РЦШ на себя, общий шаг незначительно уменьшить. При отклонении РЦШ возрастает сопротивление, скорость уменьшается. Необходимая вертикальная скорость устанавливается шаг-газом. V_y рек = 2-4 м/с.

2. Вывод из снижения. Выполняется для начала гашения вертикальной скорости и продолжения гашения поступательной скорости. С высоты 40-50 м одновременно отклонением РЦШ на себя и увеличением общего шага. При отклонении РЦШ отклоняется конус НВ, увеличивается угол атаки НВ, растет сопротивление, скорость уменьшается. За счет увеличения шага возникает прирост тяги, угол снижения уменьшается. Этап идет до высоты 6-10 м.

Горизонтальное торможение. Цель - окончательное гашение поступательной скорости, переход к висению. Начинается с высоты 10 - 6 м. Выполняется соразмеренным отклонением РЦШ на себя и более интенсивным увеличением шага. Сила сопротивления вертолета на этом участке не уравновешена.

На этапах гашения скорости следует учитывать следующие особенности вертолета:

- прогрессирующий характер торможения из-за неустойчивости по углу атаки и из-за увеличения потребной мощности НВ;

- на скорости менее 50 км/час возникает повышенная вибрация;

- перед зависанием имеется тенденция на разворот влево и смещение назад;

- вертолет стремится увеличивать вертикальную скорость, на V_x менее 40 км/час и V_y более 1,5 - 2 м/с ВС близко к режиму вихревого кольца.

Вывод: для выполнения безопасной посадки требуется иметь определенный запас мощности, который используется для гашения V_y. Для получения избытка мощности посадочная масса BС должна соответствовать данным условиям посадки.

Характеристики различных способов посадки.

Посадка в ЗВВП. Достоинством посадки является достаточный запас мощности, хорошая устойчивость; вертолет находится в безопасной зоне по отказу двигателя (см. рисунок 14).

Рис. 14.

Посадка вне ЗВПП. Выполняется на ограниченные площадки, в условиях образования пыльного (снежного) вихря и других случаях см. рис. 15.

Рис. 15.

Рекомендации и ограничения:

Расчет на посадку уточнять до высоты 100 м. При недолете увеличить общий шаг, отклонить РЦШ на себя. При перелете отклонить РЦШ от себя, уменьшить общий шаг. Соблюдать последовательность отклонения рычагов.

При необходимости снижение вертолета выполнять на повышенной поступательной и меньшей вертикальной скоростях. Заход на посадку выполнять с включенными каналами крена и тангажа автопилота.

- По возможности посадку выполнять против ветра.

- Перед приземлением не допускать боковых перемещений, особенно влево.

Уменьшение общего шага до минимального после приземления выполнять только при полной уверенности, что ВС стоит на твердой поверхности.

Посадка с коротким пробегом: (см. рисунок)

Такой вид посадки применяется в случаях, когда из-за низкого давления, повышенной температуры или большой посадочной массы имеется недостаток мощности для выполнении зависания.

Рис. 16.

Посадка на РСНВ: (см. рисунок 17)

Выключение двигателей сопровождается: резким изменением характера шума двигателей и трансмиссии; энергичным снижением с уменьшением угла тангажа, разворотом и креном вправо.

Снижение вертолета вызвано быстрым падением оборотов НВ и уменьшением, в связи с этим, тяги НВ.

Рис. 17.

2.5 Отказ двух двигателей на вертикальных режимах и взлете

Признаки: разворот и крен вправо, падение оборотов НВ, опускание носа, резкое изменение шума.

Рис. 18.

При снижении вертолета с большой V_y воздушный поток подводится снизу, НВ переходит на режим самовращения, то есть, такой режим, при котором лопасти приводятся во вращение от аэродинамических сил. Рис.18

Результирующая V_y будет направлена снизу вверх, угол атаки увеличится, R_r отклоняется вперед. Это ведет к появлению подсасывающей силы Х_г, создающей ускорение в плоскости вращения. При некотором числе оборотов подсасывающая сила будет равна нулю, возникнет установившееся самовращение. Для увеличения скорости самовращения элемента необходимо уменьшить установочные углы (шаг винта), или отклонить ручку управления на себя.