Неуправляемое вращение (самопроизвольный разворот)

Неуправляемое вращение (самопроизвольный разворот)

Неуправляемое «самопроизвольное» вращение влево обусловлено возникновением непарируемого реактивного моментаМр, который создается за счет сил сопротивления воздуха вращению лопастей НВ, имеющих угловую скорость ω _нв, и тангенциальных сил инерции лопастей НВ, возникающих при их угловом ускорении (изменении оборотов НВ).

Приближенно реактивный момент определяется выражением (9. 1), то есть его величина находится в прямой зависимости от режима работы силовой установки (мощности двигателей N_дв) и в обратной – от оборотов НВ – n_нв:

.

Реактивный момент Мр стремится развернуть вертолет в сторону, противоположную направлению вращения НВ. Для компенсации реактивного момента используется РВ, значительный вынос оси вращения которого от оси вращения НВ создает необходимую управляющую силу Трв. На Ми-8Т используется РВ с на­правлением вращения лопастей РВ вперед по полету, против хода часовой стрелки при виде на вертолет слева.

Рис. 156. Схема воздействия вихревых жгутов от лопастей НВ на РВ

при боковом ветре W

Так как на отечественных вертолетах традиционно применяется вращение НВ по часовой стрелке (при виде на вертолет сверху), то возникающий непарируемый реактивный момент стремится развернуть вертолет по углу рыскания влево (отсюда и появление жаргонного выражения «левое самовращение»).

Рис. 157. Схема образования вихря при зависании вертолета

в зоне влияния «воздушной подушки» при попутном ветре W

 

Признаком, предупреждающим летчика о том, что полет выполняется на пределе эксплуатационных ограничений и приближается к режиму неуправляемого вращения влево, является неустойчивое поведение вертолета по углу рыскания, когда для его балансировки приходится отклонять педали двойными движениями, а при отклонении педалей вправо практически достигать их переднего упора.

Какие условия полета способствуют возникновению непарируемого реактивного момента и, следовательно, вращения вертолета влево?

Очевидно, что это опасные факторы, влияющие на увеличение реактивного момента и уменьшение силы тяги РВ - Трв, являющуюся основной управляющей силой в путевом канале (по углу рыскания). Рассмотрим подробнее эти опасные факторы.

1. Боковой ветер (или аналогичные ему по воздействию на вертолет перемещения воздушного судна в стороны, развороты)

При поступательном движении и разворотах вертолета при прочих равных условиях (неизменном положении педалей) сила тяги РВ изменяется.

Сила тяги РВ увеличивается при поступательном полете вертолета вперед или при висении со встречным ветром, когда возникает благоприятный для лопастей РВ режим «косой обдувки».

Сила тяги РВ уменьшается в условиях так называемой «осевой обдувки» РВ:

а) при порывах ветра W слева (по направлению отбрасываемой РВ струи) или разворотах вертолета вправо (в этих условиях РВ работает в осевом потоке подобно НВ при вертикальном подъеме вертолета) – за счет уменьшения угла атаки лопасти РВ до значения б по сравнению с углом атаки в штилевых условиях шт (рис. 158);

б) при порывах ветра W справа (рис. 156) или разворотах вертолета влево (в этих условиях РВ работает в осевом потоке подобно НВ при вертикальном снижении вертолета) – за счет снижения темпа отхода потока воздуха, отбрасываемого РВ и увеличения углов атаки его лопастей до значения б (рис. 159) вплоть до критических значений, при которых возникает вихреобразование и срыв потока (рис. 160).

 

Рис. 158. Изменение угла атаки элемента лопасти РВ при боковом ветре слева

Рис. 159. . Изменение угла атаки элемента лопасти РВ при боковом ветре справа

 

По своим последствиям ветер справа (разворот вертолета влево) более опасен. Это объясняется следующим.

При боковом ветре слева (или развороте вертолета вправо) летчик для сохранения силы тяги РВ должен увеличивать угол установки лопастей РВ рв, однако, при этом мощность, потребная для вращения РВ, практически не изменяется, так как в равновесном состоянии увеличение угла установки лопастей РВ - рв, и, следовательно, угроза срыва потока с них компенсируются возникающим при ветре фактическим уменьшением их углов атаки. Это соответствует работе лопастей в условиях, близких к полету в безветрие.

Иная картина наблюдается при ветре справа (или развороте вертолета влево). В данных условиях наблюдается увеличение углов атаки лопастей РВ б, что при прочих равных условиях способствует увеличению его силы тяги. Казалось бы, закономерен вывод о необходимости уменьшения отклонения правой педали вперед. Действительно, при небольших скоростях бокового ветра справа ( W 2... 3 м/с) наблюдается уменьшение потребного балансировочного хода вперед правой педали по сравнению с полетом в безветренную погоду. Однако с увеличением скорости правого бокового ветра W картина резко меняется, так как происходит уменьшение силы тяги РВ, обусловленное двумя основными причинами.

Во-первых, в данных условиях замедляется отход вихрей от РВ, так как направление ветра W противоположно потоку воздуха, отбрасываемому РВ. Индуктивные потери винта растут. РВ втягивается в так называемый режим «вихревого кольца», аналогичный известному одноименному режиму работы НВ, то есть практически весь поток воздуха, отбрасываемый лопастями РВ, под действием напора ветра возвращается в исходное положение – над ометаемое РВ пространство и вновь засасывается им.

Во-вторых, снижается относительная скорость обтекания лопастей РВ из-за совпадения направления их вращения (с угловой скоростью ω _рв)с вихревым потоком от НВ (имеющего угловую скорость ω _вихр).

Уменьшение силы тяги РВ приводит к развороту вертолета влево (хвостовой балкой на ветер), для ликвидации которого летчик инстинктивно перемещает правую педаль вперед (на увеличение шага РВ, то есть угла установки его лопастей рв). Это усугубляет ситуацию, так как увеличение и без того больших значений углов атаки лопастей приводит к срыву с них потока воздуха и, следовательно, интенсивному снижению силы тяги РВ (рис. 160). При постановке правой педали на передний упор запас путевого управления полностью исчерпывается и вертолет входит в неуправляемый разворот. Так как при срыве потока увеличение потребной мощности на вращение РВ значительно возрастает, то обороты НВ уменьшаются, что дополнительно влечет снижение силы тяги РВ и способствует вхождению вертолета в нисходящее ускоряющееся неуправляемое вращение влево.

 

⇐ Предыдущая40414243444546474849Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: