Текст
                    ВЕРТОЛЕТА
Г.А. ТИНЯКОВ

Г. А. ТИНЯКОВ ПИЛОТИРОВАНИЕ ВЕРТОЛЕТА Издание второе; исправленное ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР МОСКВА—1960 Scan A AW
Автор книги — один из первых летчиков-испытателей отечествен- ных вертолетов, — имея большой опыт инструкторской работы по обу- чению летчиков, популярно изложил практические вопросы пилотирова- ния одновинтового вертолета. •Книга иллюстрирована рисунками, раскрывающими физический смысл явлений, происходящих при пилотировании вертолета. Книга рассчитана на массового читателя — советскую молодежь, стремящуюся овладеть полетами на вертолетах. Она может быть по- лезной также для летного и технического состава ВВС и ДОСААФ. Георгий Александрович Тиняков Пилотирование вертолета Редактор полковник Гаврилов И. Н. Технический редактор Зудина М. П. Корректор Борисова Ж. К. Сдано в набор 22.12.59 г. Г-62823. Подписано к печати 6.5.60 г. Формат бумаги 84X108Vn —5% печ. л. =9,43 усл. печ. л. 9,631 уч.-изд. л. Военное издательство Министерства обороны Союза ССР Москва, Центр, Тверской бульвар, 18. Изд. № 6/2326, Зак. 66. 1-я типография Военного издательства Министерства обороны Союза ССР Москва, К-6, проезд Скворцова-Степанова, дом 3 Цена 4 руб. 40 коп.
ВВЕДЕНИЕ Вертолет, так же как и самолет, относится к летатель- ным аппаратам тяжелее воздуха. Подъемная сила, необхо- димая для полета вертолета, создается одним или несколь- кими вращающимися винтами в отличие от неподвижных крыльев планера или самолета. Замечательные свойства несущей системы вертолета вы- годно отличают его от самолета. Если у самолета подъем- ная сила создается крылом, тяга для продвижения вперед— воздушным винтом, а управляется самолет специальными рулевыми поверхностями, т. е. каждая часть самолета вы- полняет специфические, узкие функции, то у одновинтового вертолета все функции, кроме управления в путевом отно- шении, выполняет несущий винт. Несущий винт вертолета создает подъемную силу и тягу для поступательного полета, он выполняет функции руля высоты и элеронов, он же обеспечивает необходимую устой- чивость вертолета. С этой точки зрения вертолет более совершенен, чем любой самолет. Способность вертолета вертикально взлетать и садиться, неподвижно висеть в воздухе и даже перемещаться в лю- бом направлении делает этот вид летательного аппарата поистине замечательным. Вертолет не нуждается в аэро- дромах: он может взлетать и садиться в труднодоступных местах, а в отдельных случаях может производить поррузку и выгрузку людей и грузов без посадки, зависнув непо- движно над болотом или над водной поверхностью, над вершинами деревьев или высоко в горах. Вертолеты широко применяются в народном хозяйстве и состоят на вооружении Советской Армии. Вполне понятен тот большой интерес, который прояв- ляется в нашей стране к этой замечательной машине. 1* 3
За последнее время в нашей технической литературе по- явились книги, знакомящие читателя с историей развития вертолетов, теоретическими основами их полета, аэродина- мическим расчетом и конструкцией. Между тем по технике пилотирования вертолетов, которая существенно отличается от пилотирования самолетов и имеет ряд особенностей, до последнего времени книг не издавалось. Данная книга имеет целью восполнить пробел в этой области. Все процессы, происходящие при полете вертолета, изла- гаются в книге по возможности в популярной форме, чтобы облегчить усвоение материала читателями, не имеющими специальной технической подготовки. Необходимо также иметь в виду, что в книге освещены только вопросы пилотирования одновинтового вертолета, а его подробного описания не дается. Автор не претендует на полноту освещения всех особенностей техники пилотиро- вания вертолетов. Освещая вопросы пилотирования одновинтовых вертоле- тов, автор использует в основном свой многолетний опыт полетов на вертолетах этого типа, поэтому многие выводы не следует считать исчерпывающими и тем более не следует думать, что они пригодны во всех случаях и для всех типов вертолетов. о
ГЛАВА I ВИНТОКРЫЛЫЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫЕ АППАРАТЫ ОСОБЕННОСТИ ВИНТОКРЫЛЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Прежде чем начинать обучение полетам на вертолете и говорить об особенностях этих полетов, необходимо озна- комиться с устройством вертолета и принципом его полета. Само название «винтокрылый» говорит о том, что крыло у вертолета выполнено в виде винта или винт заме- няет собой крыло. Известно, что всякий самолет имеет жестко закреплен- ное на фюзеляже крыло, которое при движении самолета в ~ Рис. 1. Схема возникновения подъемной силы у самолета воздушной среде с достаточно большой скоростью создает подъемную силу, необходимую для полета. Воздух при обтекании крыла движущегося самолета из- меняет направление своего движения; это явление назы- вается скосом потока (рис. 1). Возникающая при этом аэро- динамическая сила, направленная вверх, позволяет само- лету преодолеть земное притяжение и оторваться от поверх- ности земли. Величина этой силы Y зависит от площади и 5
профиля крыла самолета, плотности воздуха и квадрата скорости движения самолета и может быть выражена обще- известной формулой где S — площадь крыла в л2; — скоростной напор в кг/м2-, су— коэффициент подъемной силы. Следовательно, самолет может летать, двигаясь только поступательно. Из формулы видно, что с уменьшением ско- рости полета резко уменьшается подъемная сила крыла. При некоторой скорости полета, называемой минималь- ной, полет еще возможен, но на скорости ниже минимальной полет самолета уже невозможен, так как подъемная сила крыла при этом будет меньше веса самолета. Поэтому перед взлетом самолет должен совершать раз- бег для достижения необходимой скорости. Приземление самолета происходит также с определенной поступательной скоростью. Современные самолеты, имеющие максимальные скоро- сти полета, приближающиеся к скорости звука, а тем бо- лее превышающие ее, обладают достаточно большими ми- нимальными скоростями, вследствие чего для обеспечения взлета и посадки этих самолетов требуются взлетно-поса- дочные полосы длиной до 4 км. Винтокрылые летательные аппараты — автожир и вер- толет — в отличие от самолета имеют крылья не жестко за- крепленные к фюзеляжу, как у самолета, а в виде лопа- стей винтов, вращающихся в горизонтальной плоскости. Сле- довательно, принцип получения подъемной силы у винто- крылых аппаратов тот же, что и у самолета: перемеще- ние профилированного крыла относительно воздушной среды. Такое конструктивное изменение летательного аппарата при одинаковом принципе создания подъемной силы позво- ляет получать подъемную силу, необходимую для полета, у неподвижного летательного аппарата при вращении его винта. Наличие вращающихся крыльев — несущего винта — у вертолета (к автожирам, как мы увидим далее, это относится в меньшей степени) по сравнению с неподвижным жестко закрепленным крылом у самолета сообщает ему совер- 6
шенно новое качество — возможность производить взлет й посадку без разбега и пробега, неподвижно висеть в воздухе и двигаться в любую сторону. Остановимся на различиях между вертолетом и авто- жиром. Внешне эти летательные аппараты очень похожи, так как имеют одинаковые несущие винты. Двигатель вертолета при помощи силовой передачи — трансмиссии — вращает несущий и рулевой винты (на одно- винтовом, вертолете). Несущий винт, отбрасывая вниз с ка- кой-то скоростью определенную массу воздуха, создает тягу, направленную вверх. Если диск несущего винта верто- Рис. 2. Схема возникновения подъемной силы у вертолета лета наклонен вперед, то и его тяга, всегда перпендикуляр- ная к диску винта, наклонится вперед (рис. 2). Горизонтальная составляющая ее будет продвигать вер- толет вперед, преодолевая сопротивление воздуха, а вер- тикальная составляющая будет уравновешивать вес верто- лета. У автожира, который, как мы уже упоминали, очень по- хож на вертолет, двигатель вращает обычный винт само- летного типа, который двигает автожир вперед. Несущий винт автожира вращается под действием набегающего по- тока воздуха на так называемом режиме самовращения (авторотации). Следовательно, для полета автожира, как и самолета, обязательно поступательное движение вперед. 7
У вертолета и автожира, так же как и у самолета, подъ- емная сила создается за счет изменения направления дви- жения набегающего воздуха, т. е. за счет скоса потока вниз. Работа несущих винтов вертолета и автожира совершенно различна. Если у вертолета к несущему винту подводится почти вся мощность двигателя и поток воздуха прокачи- вается через диск несущего винта сверху вниз, то у авто- жира вся мощность двигателя передается на тянущий (тол- Рис. 3. Схема возникновения подъемной силы у автожира кающий) винт, а несущий винт вращается набегающим по- током воздуха, проходящим через диск несущего винта снизу вверх (рис. 3). Несмотря на свое внешнее сходство с вертолетом, авто- жир в действительности более близок к самолету, так как может летать только с поступательной скоростью; висеть в воздухе, подобно вертолету, он не может. В свою очередь, не имея особых преимуществ перед самолетом, автожир рас- пространения не получил. Автожир в свое время явился своеобразной переходной машиной от самолета к вертолету. Авиационные конструк- торы, работая над автожирами, накопили большой опыт в вопросах конструирования, аэродинамики и эксплуатации несущих винтов. Таким образом, автожиры сыграли опре- 8
деленную положительную роль в создании современных вер- толетов. В дальнейшем на автожирах больше останавливаться не будем. РАЗЛИЧНЫЕ СХЕМЫ ВЕРТОЛЕТОВ Знакомство с вертолетами целесообразно начинать с наиболее простого вертолета одновинтовой схемы, предло- женной Б. Н. Юрьевым еще в 1910 г. Вертолет с одним несущим винтом и двигателем, распо- ложенным в фюзеляже, нуждается в специальном устрой- стве для компенсации реактивного момента несущего винта. Рис. 4. Одновинтовой вертолет с хвостовым винтом Напомним немного о реактивном моменте. Если человек прыгает из лодки на берег, то лодка отплывает от берега. Это происходит в строгом соответствии с третьим законом Ньютона — действие равно противодействию. Подобное явление происходит с фюзеляжем вертолета при вращении несущего винта двигателем, установленным в фюзеляже: какой крутящий момент передается через трансмиссию несущему винту, такой же по величине кру- тящий момент, но обратный по знаку, т. е. реактивный, стремится вращать фюзеляж вертолета в сторону, обрат- ную вращению несущего винта. Пока вертолет находится на земле, реактивный момент его винта уравновешивается моментом силы трения шасси 9
о земную поверхность. После взлета вертолета, когда пре- вращается его связь с землей, для предотвращения враще- ния фюзеляжа под действием реактивного момента необ- ходима установка специального устройства. На одновинтовых вертолетах чаще всего для компенса- ции реактивного момента несущего винта на специальной хвостовой балке устанавливается дополнительный неболь- шой винт, называемый хвостовым, или рулевым, винтом, тяга которого горизонтальна и перпендикулярна к продоль- ной оси вертолета и создает момент, уравновешивающий реактивный момент несущего винта (рис. 4). Установка дополнительного рулевого винта, отбираю- щего часть мощности у двигателя вертолета и вместе с тем не дающего ни подъемной силы, ни тяги, направленной вперед, является некоторым недостатком этой схемы верто- лета. Для устранения этого недостатка на некоторых одно- винтовых вертолетах компенсационный винт располагают так, чтобы его тяга была направлена вперед (рис. 5). Рис. 5. Одновинтовой вертолет с компенсационным винтом, создающим тягу вперед С точки зрения рациональности конструкции более вы- годными являются многовинтовые вертолеты, т. е. верто- леты с несколькими несущими винтами. На многовинтовых вертолетах реактивные моменты несущих винтов могут быть взаимно уравновешены за счет противоположного их 10
вращения или соответствующим наклоном их плоскостей вращения. Рассмотрим существующие схемы вертолетов с двумя несущими винтами. В настоящее время известны четыре схемы вертолетов с двумя несущими винтами, или, как их часто называют, двухвинтовые вертолеты. Первая схема двухвинтового вертолета — соосного типа с винтами противоположного вращения (рис. 6). Достоин- ствами вертолета этого типа являются: — минимальные габаритные размеры; — сравнительная простота трансмиссии; — относительно малый вес конструкции. Недостатками вертолета этого типа следует считать: — ухудшение коэффициента полезного действия несу- щих винтов из-за их взаимного влияния на различных ре- жимах полета; — сравнительно большую высоту вертолета вследствие большого расстояния между винтами; — недостаточную управляемость в путевом отношении при планировании на режиме самовращения несущих вин- тов. Вертолеты подобного типа строились как с шарнирно подвешенными ко втулке лопастями винтов, так и с лопа- стями, жестко закрепленными на ней. Рис. 6. Двухвинтовой вертолет с соосными винтами противоположного вращения И
Следующий тип двухвинтового вертолета — это вертолет с несущими винтами, расположенными по бокам фюзе- ляжа, или вертолет поперечной схемы (рис. 7). Достоинствами такой схемы вертолета являются: — высокий коэффициент полезного действия несущих винтов вследствие отсутствия их взаимного влияния; — наиболее выгодная схема с точки зрения устойчиво- сти и управляемости вследствие полной аэродинамической симметрии. К недостаткам этой схемы следует отнести: — сложную трансмиссию; — повышенный вес конструкции; — повышенное лобовое сопротивление. Вертолеты подобного типа строились как с шарнир- ными, так и с жесткими лопастями несущих винтов, а также как с полностью разнесенными несущими винтами (в этом Рис. 7. Двухвинтовой вертолет поперечной схемы случае расстояние между осями винтов превышало их диа- метр), так и с частично перекрывающимися винтами (в этом случае расстояние между их осями было меньше диа- метра). Третий тип двухвинтового вертолета можно считать средним между соосной и поперечной схемами. Это вер- толет с несущими винтами, расположенными по бокам фю- зеляжа с очень большим перекрытием; расстояние между втулками винтов составляет менее одной десятой диаметра винта. Лопасти одного винта проходят над втулкой сосед- него винта за счет значительного наклона осей вилтов во 12
внешние стороны (рис. 8). Этот тип называют вертолетом с перекрещивающимися винтами. Вертолет такой схемы обладает многими положитель- ными свойствами вертолетов соосной и поперечной схем и в то же время свободен от большинства их недостатков. Так, например, положительными качествами являются: — минимальные габаритные размеры; — простая и легкая трансмиссия; — малый вес конструкции; — симметричность в отношении аэродинамики. Рис. 8. Двухвинтовой вертолет с перекрещивающимися винтами К недостаткам этого типа вертолетов следует отнести лишь уменьшение коэффициента полезного действия несу- щих винтов вследствие взаимного влияния их друг на Друга. Эта схема может найти широкое применение при строи- тельстве легких и средних вертолетов. Самым интересным и перспективным типом двухвинто- вого вертолета является вертолет продольной схемы (рис. 9). Положительными сторонами этой схемы вертолета яв- ляются: — малое лобовое сопротивление; — относительно малый вес конструкции; — большой объем грузового помещения; — большой допустимый диапазон эксплуатационных центровок. 13
Рис. 9. Двухвинтовой вертолет продольной схемы К недостаткам вертолета продольной схемы относятся: — некоторое уменьшение коэффициента полезного дей- ствия заднего несущего винта; — некоторая несимметричность устойчивости и управ- ляемости в путевом отношении; — сложная трансмиссия. Двухвинтовые двухмоторные вертолеты продольной схемы найдут широкое применение в качестве тяжелых грузовых и пассажирских вертолетов, так как они имеют большой полезный объем фюзеляжа, широкий диапазон допустимых эксплуатационных центровок и, самое главное, безопасны в полете в случае отказа одного из двигателей. В качестве сверхтяжелых вертолетов наиболее выгод- ными, как это доказал теоретически академик Б. Н. Юрьев, являются вертолеты с большим числом несущих винтов, т. е. многовинтовые вертолеты (рис. 10). Количество несущих винтов у них может быть 4, 6 и более. Серьезным недостатком многовинтовых вертолетов при современном развитии техники являются большой вес и сложность трансмйссии. Из всех перечисленных схем вертолетов наибольшее распространение во всем мире получили одновинтовые вер- толеты с хвостовым винтом схемы академика Б. Н. Юрьева. Известны хорошо летающие одновинтовые вертолеты: — в Советском Союзе — конструкторов А. С. Яковлева (рис. 11) и М. Л. Миля (рис. 12 и 13); — в США — фирм Белл, Хиллера и Сикорского (рис. 14); — в Англии — Бристоль 171 (рис. 15). 14
Рис. 10. Многовинтовой вертолет Из двухвинтовых вертолетов поперечной схемы извест- ны вертолеты: — в Советском Союзе — конструктора И. П. Братухина; — в США — фирм Мак-Доннел и Платт ла-Пейдж (рис. 16); — в Германии — Фокке-Вульф (рис. 17). Из двухвинтовых вертолетов продольной схемы извест- ны вертолеты: — в Советском Союзе — конструктора А. С. Яковлева (рис. 18); — в США — фирмы Пясецкого (рис. 19); — в Англии — Бристоль 173 (рис. 20). Из двухвинтовых вертолетов соосной схемы известны: — в Советском Союзе — конструктора Н. И. Камова (рис. 21); — в США — фирмы GCA (рис. 22). Из двухвинтовых вертолетов с перекрещивающимися винтами известны: — в США — Каман (рис. 23); — в Германии — Флетнер (рис. 24). Из многовинтовых вертолетов известен только один вер- толет с тремя несущими винтами конструктора Сиерва в Англии (рис. 25). Рассматривая существующие типы вертолетов, мы оста- новились лишь на вертолетах с одним или с несколькими двигателями, установленными в фюзеляже и связанными с несущим винтом специальной трансмиссией. 15
Рис. 11. Одновинтовой вертолет А. С. Яковлева Як-100 Рис. 12. Одновинтовой вертолет М. Л Миля Ми-1
Рис. 13. Одновинтовой вертолет М. Л. Миля Ми-4 Рис. 14. Одновинтовой вертолет Сикорского S-55 2 Зак. 66
Рис. 15, Одновинтовой вертолет Бристоль 171 Мк-4 Рис. 16. Двухвинтовой вертолет поперечной схемы Платт ла-Пейдж XR-1
Рис. 17. Двухвинтовой вертолет поперечной схемы Фокке-Вульф FW-61 Рис. 18. Двухвинтовой вертолет продольной схемы А. С. Яковлева («Летающий вагон»)
Рис. 19. Двухвинтовой вертолет продольной схемы Пясецкий УН-16 Рис. 20. Двухвинтовой вертолет продольной схемы Бристоль 173 Мк-2
Рис. 21. Двухвинтовой соосный вертолет Н. И. Камова Ка-10 Рис. 22. Двухвинтовой соосный вертолет GCA-2c
Рис. 23. Двухвинтовой вертолет с перекрещивающимися винтами Каман Рис. 24. Двухвинтовой вертолет с перекрещивающимися винтами Флетнер F1-282 22
Рис. 25. Многовинтовой вертолет Сиерва («Воздушная лошадь>| Вертолеты с двигателями в фюзеляже, помимо боль- шого веса и сложности конструкции вследствие необходи- мости установки специальной передачи от двигателя к винту, обладают, как мы видели ранее, и реактивным моментом, уравновешивание которого требует специаль- ных мер. Существуют, однако, вертолеты, не имеющие трансмис- сии. Это вертолеты с двигателями, установленными непо- средственно на несущем винте (рис. 26). Положительными качествами вертолетов такого типа являются: — меньший вес и простота конструкции вследствие от- сутствия трансмиссии; Рис. 26. Вертолет с реактивным приводом несущего винта (двигатели на концах лопастей) 23
Рис. 27. Одновинтовой вертолет Бенсен Б-4 Скай-Скутер Рис. 28. Отечественный реактивный вертолет с пульсирующими двига- телями — отсутствие реактивного момента несущего винта, что также упрощает конструкцию вертолета, так как передаю- щийся в этом случае на фюзеляж вертолета момент тре- ния в подвеске несущего винта, стремящийся вращать фю- 24
Рис. 29. Одновинтовой реактивный вертолет Хиллер-Хорнет Рис. 30. Одновинтовой реактивный вертолет-кран Хьюз ХН-17 зеляж в сторону вращения несущего винта, неизмеримо меньше реактивного момента. Недостатками вертолетов такого типа являются: — ухудшение условий работы несущего винта из-за установки на нем двигателей; 25
— большой расход топлива в случае устайовки на несу- щем винте реактивных двигателей. Из построенных вертолетов этого типа следует упомя- нуть вертолет с винтомоторной установкой на несущем винте Бенсен Б-4 Скай-Скутер (рис. 27), построенный в США, и вертолет с реактивными двигателями на лопастях несущего винта, построенный в Советском Союзе (рис. 28); в США — Хиллер-Хорнет (рис. 29) и Хьюз (рис. 30). УСТРОЙСТВО и принцип полета вертолета Рассмотрим подробнее устройство одновинтового верто- лета и принцип его полета. Одновинтовой вертолет, как и всякий летательный аппа- рат, имеет фюзеляж, в котором размещаются летчик, пас- сажиры, грузы, двигатель с трансмиссией, топливо, спец- оборудование и т. д. (рис. 31). Над передней частью фюзе- Рис. 31. Устройство одновинтового вертолета: 1 — фюзеляж; 2 — несущий винт; 3 — рулевой винт; 4 — двигатель; 5 — глав- ный редуктор; 6 — трансмиссия; 7 — кабина вертолета 26
ляжа расположен трехлопастный несущий винт вертолета, а на специальной хвостовой балке — также трехлопастный рулевой винт. Двигатель вертолета при помощи трансмиссии вращает несущий и рулевой винты. Лопасти несущего винта, перемещаясь при вращении винта относительно воздушной среды, создают подъемную силу, направленную вверх. Реактивный момент, как уже указывалось, уравновешивается моментом тяги рулевого винта. Для взлета вертолета летчик при помощи управления вертолетом увеличивает мощность и обороты двигателя, при этом одновременно увеличиваются на одинаковую ве- личину и установочные углы всех трех лопастей несущего винта (общий шаг винта), тяга несущего винта возрастает, и, когда она превысит вес вертолета, он плавно оторвется от земли и начнет вертикально набирать высоту. Набрав заданную высоту, летчик, воздействуя на несу- щий винт при помощи управления, может наклонить пло- скость его вращения в нужную сторону. Тяга несущего винта, будучи всегда перпендикулярной к плоскости его вращения, наклонится в ту же сторону, и вертолет начнет перемещаться в этом направлении. Изменяя тягу рулевого винта при помощи педалей ножного управления, летчик мо- жет заставить вертолет разворачиваться в нужную сторону. Более подробно на работе винтов мы остановимся ниже. Для снижения вертолета и его посадки летчик убавляет мощность двигателя и общий шаг винта; уменьшение подъ- емной силы несущего винта приводит к снижению верто- лета. Посадка, как правило, производится вертикально без поступательного перемещения. Такая посадка позволяет в целях облегчения веса вертолета и упрощения конструкции делать шасси его без колес. На некоторых легких верто- летах встречается шасси полозкового или баллонного типа. Шасси баллонного типа, помимо облегчения вертолета, делает его универсальным, позволяя производить посадку как на сушу, так и на воду. Полозковое шасси повышает безопасность приземления на неровной поверхности. Опи- сываемый одновинтовой вертолет имеет обычное трехколес- ное шасси с носовым ориентирующимся колесом. Такое шасси обеспечивает возможность руления вертолета по до- статочно ровной поверхности. 27-
НЕСУЩИЙ И РУЛЕВОЙ ВИНТЫ Основной и главной частью вертолета является несущий винт. На самолете, имеющем винтомоторную установку, винт выполняет только одну задачу — он создает тягу, необхо- димую для преодоления сопротивления воздуха и продви- жения самолета вперед. Подъемную силу, необходимую.для полета самолета, создает крыло. Управляется самолет при помощи элеронов, руля высоты и руля направления. Сле- довательно, на самолете каждая его часть выполняет хотя и очень важные, но узкие функции, и в случае отказа лю- бой из них нормальный полет самолета становится невоз- можным. Несущий винт вертолета создает подъемную силу, необ- ходимую для полета вертолета. Тяга несущего винта, на- клоняемого летчиком в любую сторону, не только создает тягу в ту же сторону, но и дает эффект, аналогичный дей- ствию руля высоты или элеронов на самолете. Только по- вороты вертолета относительно его вертикальной оси произ- водятся при помощи рулевого винта. Таким образом, видно, что несущий винт, помимо со- здания подъемной силы, выполняет функции руля высоты, элеронов и тянущего винта, следовательно, он является са- мой важной и ответственной частью вертолета. С этой точки зрения вертолет является более совершен- ным летательным аппаратом по сравнению с любым само- летом. Необходимо отметить, что лопасти несущего винта вер- толета работают в несколько иных условиях, чем крыло самолета. Если все точки крыла самолета встречают поток воз- духа, имеющий одну и ту же скорость, то элементы лопа- сти вращающегося несущего винта вертолета обтекаются воздухом с различной скоростью. Величину окружной ско- рости элемента лопасти можно определить по формуле v ______n2nRa Го«р..л— 60 , где Voep. «а — окружная скорость элемента лопасти в м[сек,\ п— число оборотов несущего винта в минуту; Rt— радиус положения элемента лопасти в м. Однако окружная скорость на конце лопасти несущего винта вертолета не должна превышать 0,7—0,8 скорости звука, т. е. 220—270 м]сек, так как при большей скорости 28
резко возрастают потери на винте, а следовательно, умень- шается его коэффициент полезного действия. Вместе с тем очень выгодно иметь несущие винты наи- большего диаметра, так как при этом резко возрастает их коэффициент полезного действия вследствие увеличения пло- щади, ометаемой лопастями, и уменьшения нагрузки на квадратный метр этой площади. . Если у самолетов важно сохранять в определенных пре- делах нагрузку на квадратный метр площади крыла, кото- рая определяется по формуле где р— нагрузка на площадь крыла в кг/м*-, Gnon— полетный вес самолета в кг; SBp — площадь крыла самолета в л<2, то у вертолетов принято определять нагрузку на квадратный метр ометаемой несущим винтом площади, которая равна ____ Gnoa Р~ п№К ’ где р— нагрузка на ометаемую площадь в кг/м*-, Gnoa— полетный вес вертолета в кг\ R— радиус несущего винта в м; К— коэффициент,/равный 0,9 ч-0,92. Следует иметь в виду, что при определении нагрузки на ометаемую винтом площадь необходимо брать не геоме- трическую Егвом, а эффективную площадь винта, кото- рая меньше геометрической вследствие потерь на несущем винте. Комлевые потери несущего винта происходят из-за малых скоростей элементов лопастей у комля, а также из-за того, что середина винта занята втулкой. Концевые потери возникают за счет волнового сопротивления концевой части лопасти и перетекания потока у конца снизу вверх. Отно- шение эффективной площади несущего винта к его геоме- трической площади равно К=-^- = 0,9-5-0,92. Fтвой Обычно на хорошо летающих вертолетах нагрузка на квадратный метр ометаемой винтом площади имеет следую- щие значения: — для легких вертолетов— 11—15 кг/м2-, — для тяжелых вертолетов— 18—23 кг/м*. 29
Диаметр несущих винтов на двух-трехместных вертоле- тах достигает 10—15 м, на средних вертолетах — 17—20 м, а на тяжелых вертолетах — 20—25 м и более. Отношение площади всех лопастей несущего винта к ометаемой площади цринято называть коэффициентом за- полнения (а), величина которого у современных вертолетов колеблется в пределах 0,03—0,08. У всех, кто в первый раз видел вертолет с остановлен- ным несущим винтом, закрадывалось сомнение: могут ли Рис. 32. Схема сил, действующих на лопасть несущего винта вертолета: 1 — подъемная сила; 2 — сила веса лопасти; 3 — центробежная сила; 4 — ко- риолисовы силы узкие и гибкие лопасти несущего винта, на вид такие не- прочные, быть надежной опорой для такой тяжелой машины, как вертолет, тем более что они закреплены на втулке винта не жестко, а при помощи шарниров. Однако эти опасения совершенно неосновательны. Лопасть неподвижного несущего винта вертолета очень гибка. Опираясь на нижний упор втулки под действием только своего веса, она, сильно изогнувшись, свешивается вниз. В таком состоянии она не способна удержать вес даже одного человека. Зато лопасть вращающегося несущего винта, растянутая огромной центробежной силой, которая на рассматриваемом вертолете достигает 9 т, а на тяжелых 30-
вертолетах может превышать 20 т, превращается в проч- ное, упругое и надежное крыло. Схемы сил, действующих на одну ив лопастей несущего винта в вертикальной плоскости и плоскости вращения, приведены на рис. 32; на векторах сил указаны примерные их значения, так как изображение их в одном масштабе потребовало бы большого размера рисунка. Угол р называется углом конусности и для каждого типа вертолета зависит в основном от оборотов несущего винта и полетного веса вертолета. Следует напомнить, что, как показали специальные летные исследования, более гиб- кая лопасть несущего винта и в то же время достаточно жесткая на кручение испытывает в полете меньшие напря- жения, имея большее аэродинамическое качество, чем такая же, но более жесткая лопасть. Кроме того, известно, что аэродинамическое качество лопасти в сильной степени зависит от состояния ее поверх- ности, формы в плане и геометрической закрутки. Чем глаже поверхность лопасти, тем выше ее качество. Трапе- циевидные в плане лопасти, так же как крылья самолета, с сужением 2—2,5 и с отрицательной на конце геометриче- ской закруткой имеют качество на 10—12% выше, чем прямоугольные в плане незакрученные лопасти (рис. 33). Рис. 33. Зависимость относительного коэффициента полезного действия несущего винта от формы лопасти и качества ее по- верхности 31
Ознакомимся подробнее с работой несущего винта. Первые вертолеты, имевшие несущие винты с жестко закрепленными на втулке лопастями, могли неподвижно висеть у земли при безветрии. При первой же попытке на- чать поступательное движение вертолет начинал крениться; Направление полета | 40 м/сек 180* У^р-шг-гЮм/сек Рис. 34. Поле скоростей несущего винта при полете с поступа- тельной скоростью (вид сверху)' с увеличением скорости крен резко возрастал и вертолет либо прекращал движение, либо опрокидывался. Происходило это вследствие разности подъемных сил на левой и правой половинах несущего винта с жестко за- крепленными лопастями при наличии поступательной ско- рости. На рис. 34 изображено поле скоростей несущего винта вертолета при полете с поступательной скоростью. Примем, что окружная скорость концов лопастей несу- щего винта равна 210 м/сек, а скорость полета вертолета — 40 м/сек, тогда в зависимости от азимутального положения лопасти скорость набегающего на лопасть потока будет 32 Зак. .66
Меняться от Vmax = 250 м/сек до Vmin = 170 м/сек. Как из- вестно, подъемная сила элемента лопасти равна Нетрудно подсчитать, что подъемная сила левой половины несущего винта с жестко закрепленными во втулке лопа- стями в данном случае будет в 2,15 раза больше, чем подъ- емная сила правой половины, что неминуемо приведет к опрокидыванию вертолета. Проследим, как работает в полете с поступательной ско- ростью одна из лопастей несущего винта вертолета на шар- нирной подвеске. Начнем с азимута 0°. В этой точке ско- рость конца лопасти относительно воздуха можно принять равной VOKp = в нашем случае 210 м/сек. Двигаясь дальше при вращении несущего винта, эта лопасть начинает обдуваться встречным потоком воздуха и в азимутальной точке 90° будет иметь скорость относительно воздуха 250 м/сек. Это максимальная скорость лопасти относи- тельно воздуха. Условимся лопасть, идущую от азимуталь- ной точки 0° к азимутальной точке 180°, называть наступаю- щей лопастью, а идущую от азимутальной точки 180° к точке 0° через 270° — отступающей лопастью. Подъемная сила у наступающей лопасти при отходе ее от точки 0° начинает увеличиваться вследствие роста ско- рости обтекания воздуха. Равновесие сил на лопасти нару- шится, и увеличившаяся подъемная сила начнет поднимать лопасть вверх, поворачивая ее около оси горизонтального шарнира (рис. 35). Одновременно вследствие возрастания лобового сопро- тивления наступающая лопасть начнет отставать от вра- щающейся втулки винта, поворачиваясь около вертикаль- ного шарнира в сторону заднего упора. Однако подъем лопасти вверх и поворот ее назад б1удут очень небольшими вследствие мощного стабилизирующего влияния центробежной силы лопасти, устойчиво фиксирую- щей ее в пространстве. Кроме того, при подъеме лопасти вверх из ее среднего положения вследствие уменьшения радиуса вращения центра тяжести лопасти на ней возникнет кориолисова сила Кь на- правленная в сторону вращения (см. рис. 35). Кориолисовы силы возникают в соответствии с законом сохранения энергии во всех тех случаях, когда у вращаю- 3 Зак. 66 33
щегося тела изменяется разнос масс относительно оси вра- щения; при приближении вращающихся масс к оси враще- ния обороты тела возрастают, при удалении — уменьша- ются. Так, например, висящий под куполом цирка акробат, на- чав медленное вращение с разведенными в стороны руками и ногами, после их сведения так быстро начинает вра- Рис. 35. Схема появления кориолисовой силы при взмахе лопасти несущего винта вверх щаться, что вызывает удивление и восхищение зрителей; парашютист, выполняя затяжной прыжок, в случае начав- шегося вращения разбрасывает в стороны руки и ноги, пре- кращая этим опасное вращение (рис. 36). В обоих приве- денных примерах показано умелое использование кориолисо- вых сил. Но вернемся опять к лопасти вращающегося несущего винта вертолета и проследим за изменением аэродинамиче- ских и других сил, действующих на нее, а также за движе- нием лопасти в пространстве за один оборот винта. Итак, наступающая лопасть под действием возросшей подъемной силы за счет увеличения скорости обтекания на- чинает совершать взмах вверх от своего нейтрального поло- жения. В результате появления вертикальной скорости переме- щения лопасти угол атаки сечения лопасти уменьшится, при этом снизится рост появившейся избыточной подъемной 34
силы, а так как лопасть поводковым механизмом связана с автоматом-перекосом, положение которого будем считать не- изменным, то при взмахе лопасти вверх уменьшится и ее установочный угол, что еще более уменьшит избыточную подъемную силу. Несмотря на это, подъемная сила вслед- Рис. 36. Примеры использования кориолисовых сил ствие роста скорости будет увеличиваться вплоть до азиму- тальной точки 90°, в которой скорость перемещения лопа- сти вверх достигнет своего максимума. При дальнейшем вращении лопасти после точки 90°, не- смотря на падение величины избыточной подъемной силы, лопасть все же будет продолжать движение вверх, но с убы- вающей скоростью. Своего верхнего положения лопасть до- стигнет, несколько пройдя азимутальную точку 180° вслед- ствие сил инерции. Став теперь отступающей лопастью, скорость обтекания которой становится меньше окружной скорости, она вслед- ствие уменьшения подъемной силы и под действием центро- бежной силы и силы веса начнет движение вниз. При этом угол атаки ее сечения возрастет за счет вертикальной ско- з* 35
роста движения вниз, а также за счет увеличения устано- вочного угла лопасти по причине воздействия поводкового механизма автомата-перекоса. Эта процессы будут поддерживать подъемную силу от- ступающей лопасти. В азимутальной точке 270° скорость обтекания лопасти воздушным потоком будет наименьшей. Вертикальная ско- рость движения лопасти вниз будет иметь наибольшее зна- чение. Низшее положение при взмахе вниз лопасть займет, несколько пройдя точку 0°. Напомним, что кориолисова сила К2 у опускающейся лопасти в силу увеличения радиуса вращения ее центра тяжести будет направлена против вращения винта. На рис. 37 показаны изменение углов атаки лопасти не- сущего винта за один его обсдоот и схема сил, действующих на элемент лопасти в четырех азимутальных точках. На рис. 38 показано изменение установочного угла ло- пасти под воздействием поводкового механизма автомата- перекоса, называемого регулятором взмаха. Характери- стики регулятора взмаха зависят от tg _ и для суще- fl ствующих вертолетов находятся в пределах от 0 до 1. Рассмотрим, как устроен несущий винт одновинтового вертолета. Он состоит из втулки и трех шарнирно подве- шенных к ней лопастей. Втулка винта изготовлена из высококачественной стали и укреплена на верхнем выходном валу главного редуктора при помощи шлиц и специальной гайки. Каждая лопасть подвешена к втулке на трех шарнирах. Горизонтальный шарнир (с горизонтальной осью) обеспе- чивает колебания лопасти в вертикальной плоскости. Колебания лопасти относительно горизонтального шар- нира ограничиваются верхним и нижним упорами. Верх- него упора лопасть никогда не касается, а на нижний она опирается при неподвижном винте, поэтому этот упор иногда называют ограничителем свеса лопасти (рис. 39). Вертикальный шарнир обеспечивает колебания лопасти в горизонтальной плоскости, вернее в плоскости вращения. Колебания лопасти в плоскости вращения ограничиваются передним и задним упорами. Кроме того, для гашения ко- лебаний лопасти в плоскости вращения на вертикальном шарнире установлен фрикционный демпфер. Дело в том, что жесткость лопасти в этой плоскости гораздо большая, 36
Рис. 37. Схема сил и изменение углов атаки лопасти за один ее оборот Ось несущего бинта Рис. 38. Схема действия регулятора взмаха 37
00 Рис. 39. Подвеска лопасти: / — горизонтальный шарнир; 2 — нижний упор; 3 — вертикальный шарнир; 4 — фрикционный демпфер; 5 — осевой шар- нир; 6 — поводок автомата-перекоса
чем в вертикальной, и при отсутствии демпфера возможны удары лопасти об ограничители, что неизбежно привело бы к ее поломке, особенно при раскрутке трансмиссии, когда центробежная сила лопасти очень мала. Осевой шарнир дает возможность поворачивать лопасть относительно ее продольной оси, изменяя при этом уста- новочный угол, или, как принято говорить, ее шаг. Повороты лопасти относительно осевого шарнира выпол- няются поводковым механизмом автомата-перекоса. Основной силовой деталью лопасти является стальной лонжерон, представляющий собой тонкостенную трубу пе- ременного сечения, изготовленную из высококачественной стали. Рис. 40. Устройство лопасти несущего винта: / — лонжерон; 2 — розетка; 3 — нервюра; 4 — носовой стрингер; 5 — про- тивовес; 6 — обшивка; 7 — хвостовой стрингер На этой трубе при помощи специальных розеток-хомути- ков закреплены деревянные нервюры. К нервюрам прикле- ивается покрытие, состоящее из особой фанеры, которая сверху покрывается авиаполотном и окрашивается. В носовой части лопасти проходит мощный носовой стрингер из облагороженной древесины и установлен специ* альный металлический противовес, исключающий возникно- вение флаттера лопасти при больших скоростях (рис. 40). На поверхности передней кромки установлен противообле- денитель. Задняя кромка лопасти для уменьшения жесткости ло- пасти в плоскости вращения разрезана в двух местах. Эти разрезы заклеены кожей и называются кожаными замками. Рулевой винт вертолета только на висении работает так же, как В1инт самолета, т. е. в осевом потоке. В поступа- тельном же полете рулевой винт обдувается косым потоком. 39
Чтобы при этом винт работал нормально и в его конструк- ции не возникали бы дополнительные опасные напряжения, его лопасти подвешены ко втулке шарнирно — каждая на двух шарнирах. По аналогии с несущим винтом можно сказать, что ло- пасти рулевого винта имеют горизонтальные шарниры, по- зволяющие его лопастям совершать колебания в плоско- стях, перпендикулярных к плоскости вращения винта, и осе- вые шарниры, которые дают возможность изменять уста- новочные углы лопастей. Лопасти рулевого винта изготовлены целиком из дере- ва, лонжерон и передняя кромка — из облагороженной дре- весины, а задняя, хвостовая часть — из специально облег- ченного заполнителя. Сверху лопасть оклеена фанерой, по- лотном и несколько раз окрашена. Лопасти несущего и рулевого винтов такой конструкции исключительно надежны в работе и дешевы в изготовле- нии. Единственным их недостатком является подвержен- ность воздействию влаги, поэтому на вертолетах последних конструкций лопасти винтов изготавливаются цельнометал- лическими. УПРАВЛЕНИЕ Управление одновинтового вертолета состоит из трех систем: управления несущим винтом, управления рулевым винтом и управления двигателем. Управление несущим винтом осуществляется при по- мощи автомата-перекоса ручкой управления обычного самолетного типа и рычагом «шаг-газ». Управление рулевым винтом осуществляется обычными педалями ножного управления. Управление двигателем выполняется тем же рычагом «шаг-газ», которым управляется и несущий винт. Остановимся подробнее на устройстве автомата-пере- коса. На рис. 41 показана схема управления автоматом- перекосом от ручки управления и рычага «шаг-газ». На верхней крышке главного редуктора под втулкой не- сущего винта находится муфта автомата-перекоса, которая при помощи системы тяг и качалок может перемещаться вверх и вниз при соответствующем перемещении рычага «шаг-газ» (рис. 42). В верхней части этой муфты располо- жены невращающееся и вращающееся кольца автомата- перекоса. 40
Рис. 41. Схема управления автоматом-перекосом: / — ручка управления; 2 — рычаг «шаг-газ»; 3 — автомат-перекос; 4 — карбю- ратор двигателя Внутреннее, невращающееся кольцо автомата-перекоса подвешено к муфте на карданном подвесе и системой управления связано с ручкой управления вертолетом. Внешнее кольцо автомата-перекоса поводками связано с каждой лопастью несущего винта и, кроме того, специ- альным шарниром соединено со втулкой несущего винта, вследствие чего оно вращается вместе с несущим винтом. Внешнее, вращающееся кольцо автомата-перекоса при помощи шарикового подшипника соединено с внутренним кольцом. При движении рычага «шаг-газ» вверх муфта автомата- перекоса также будет перемещаться вверх. Подвешенное к ней внутреннее кольцо автомата-перекоса, поднимаясь вместе с муфтой, поднимет за собой укрепленное на нем внешнее, вращающееся кольцо, которое при помощи повод- кового механизма увеличит установочные углы всех трех лопастей несущего винта на одинаковую величину. Тяга 41
Рис. 42. Автомат-перекос: / — муфта; 2 — внутреннее кольцо; 3 — внешнее кольцо; 4 — подшипник; 5 — про- дольное управление; 6 — поперечное управление; 7 — управление общим шагом; 8 — поводки 42
несущего винта при этом возрастает и, став больше веса вертолета, начинает перемещать его вертикально вверх. Увеличение установочных углов лопастей несущего винта принято называть увеличением шага, а систему управления—управлением общим шагом несущего винта. Чтобы при увеличении общего шага несущего винта не уменьшились его обороты, так как при увеличении общего шага винт становится «тяжелее», одновременно увеличи- вается и мощность двигателя. При движении рычага «шаг- газ» вверх с увеличением общего шага несущего винта спе- циальный механизм, связанный с рычагом «шаг-газ», одно- временно открывает дроссельную заслонку двигателя, уве- личивая его мощность. Характеристики этого механизма выбраны такими, чтобы на всех режимах, высотах и скоро- стях полета обороты несущего винта и двигателя были неизменными — близкими к номинальным. Для изменения оборотов несущего винта и двигателя при полетах на дальность или при взлете на форсирован- ном режиме работы двигателя на рычаге «шаг-газ» имеется вращающаяся рукоятка коррекции газа двигателя, при помощи которой летчик имеет возможность при неизмен- ном шаге в незначительных пределах изменять мощность, а следовательно, и обороты двигателя в обе стороны от номинальных. Рычаг «шаг-газ» именуется так потому, что при его перемещении одновременно изменяются шаг винта и мощ- ность (газ) двигателя. При движении рычага «шаг-газ» вниз установочные углы, или шаг лопастей несущего винта, будут умень- шаться, при этом уменьшится и мощность двигателя. Сле- довательно, вертолет начнет снижаться. В самом нижнем положении рычага «шаг-газ» несущий винт будет переведен на малые установочные утлы или на режим самовращения, а двигатель — на режим малых обо- ротов. На вертолетах старых конструкций рычаг управления общим шагом несущего винта не был связан с управлением двигателя. Управление шагом винта и газом двигателя на этих вертолетах производилось раздельно, что не только значительно усложняло пилотирование вертолета из-за до- полнительного рычага, но и требовало от летчика повышен- ного внимания к оборотам несущего винта. Ручка управления вертолетом обычного самолетного типа и ее отклонения, так же как и на самолете, изменяют 43
положение вертолета в пространстве. Но если на самолете отклонения ручки управления изменяют только его положе- ние в пространстве, то на вертолете такое отклонение ручки управления сначала вызывает соответствующий на- клон вертолета, а затем поступательное движение его в сто- рону отклонения ручки. Отклонение ручки управления вертолетом вперед или назад через систему управления заставляет перекаши- ваться внутреннее кольцо автомата-перекоса относительно Рис. 43. Схема действия продольного управления поперечной оси вперед или назад. Внутреннее кольцо, изме- нившее наклон относительно поперечной оси, через шари- ковый подшипник наклоняет в ту же сторону внешнее кольцо автомата-перекоса, которое при помощи поводко- вого механизма изменяет установочные углы лопастей несущего винта. Но изменение установочных углов лопа- стей в отличие от изменения общего шага производится при этом на различную величину. Так, например, при от- клонении ручки управления вперед (рис. 43) автомат- перекос также наклоняется вперед. При этом установоч- ный угол лопасти, проходящей впереди, уменьшается, а проходящей сзади—увеличивается. У лопастей несущего винта, проходящих слева и справа, установочные углы при этом отклонении автомата-перекоса не изменяются. Если ручка управления некоторое время удерживается в отклоненном положении, то при вращении несущего винта все его лопасти за один оборот соответственно из- меняют свои установочные углы. При последующих оборо- тах изменение установочных углов циклически повторяется, поэтому такой вид управления принято называть управ- 44
лением циклическим шагом несущего винта. Циклическое изменение установочных углов лопастей вызывает соответствующие изменения их подъемных сил. У лопасти, проходящей в данный момент впереди, подъ- емная сила уменьшается, и под воздействием центробежной силы она опускается, а у лопасти, проходящей в это время сзади, подъемная сила увеличивается, и лопасть взмахи- Рис. 44. Схема управления рулевым винтом вает вверх. Лопасти, проходящие справа и слева, не изме- нившие своих установочных углов, остаются в исходном положении. Изменение положения лопастей в пространстве в этом случае приводит к наклону всего диска несущего винта вперед, а поскольку сила тяги винта всегда перпендику- лярна к его диску, то она также наклонится вперед. Если до отклонения ручки управления направление тяги несущего винта проходило через центр тяжести вертолета, то после отклонения ручки управления тяга несущего винта будет проходить в стороне от центра тяжести вертолета, что в свою очередь вызовет появление момента, стремя- щегося опустить нос вертолета. Отклонение ручки управления циклическим шагом не- сущего винта в другие стороны вызовет соответствующий наклон его тяги. Возникающий при этом момент будет наклонять вертолет в сторону отклонения ручки управле- 45
ния циклическим шагом, а горизонтальная составляющая тяги несущего винта — перемещать вертолет в соответ- ствующем направлении. Управление рулевым винтом производится при помощи педалей (рис. 44). Так, например, при отклонении вперед правой педали ее движение через систему управления, со- стоящую из тяг, качалок и тросов, передается рулевому винту. Установочные углы его лопастей при этом увеличи- ваются. Возросшая тяга рулевого винта создает момент больший, чем реактивный момент несущего винта, вращаю- щегося на рассматриваемом вертолете по ходу часовой стрелки, и вертолет начинает разворачиваться вправо. При движении вперед левой педали реактивный момент несущего винта преодолеет уменьшившийся момент руле- вого винта и вертолет будет разворачиваться влево. СИЛОВАЯ УСТАНОВКА И ТРАНСМИССИЯ На одновинтовом вертолете установлен звездообразный поршневой двигатель воздушного охлаждения обычного самолетного типа, поэтому масляная и топливная системы вертолета не отличаются от обычных самолетных. Сущест- венно отличается от самолетной только система охлажде- ния двигателя и масла. Так как в полете самолет имеет большую скорость пере- мещения относительно воздуха, для охлаждения его двига- теля, как правило, не требуется специальных устройств. На вертолете с поршневым двигателем для обеспечения висения его в воздухе приходится устанавливать специаль- ный вентилятор для охлаждения цилиндров двигателя и масла. Режим висения вертолета для двигателя достаточно напряженный. При этом двигатель работает на режиме, близком к номинальному, а в жаркое время года при пол- ном полетном весе висение вертолета возможно только на номинальном режиме работы двигателя. К системе охлаждения двигателя и масла на вертолете предъявляются следующие требования: она должна быть простой и легкой, достаточно экономичной и вместе с тем должна обеспечивать нормальные температурные условия работы двигателя при длительном висении вертолета в жаркое время года. Система охлаждения на одновинтовом вертолете устроена так, что часть воздуха, подаваемого вентилятором, обдувает цилиндры двигателя, а другая часть проходит 46
через маслорадиатор, охлаждая масло, выходящее из дви- гателя (рис. 45). Для обеспечения нормальных температурных режимов двигателя в холодное время года или при планировании на больших высотах температура головок цилиндров дви- гателя и масла регулируется специальными заслонками, которыми летчик управляет из своей кабины. Почти на всех самолетах с поршневыми двигателями винт закрепляется либо непосредственно на валу двига- теля, либо на валу редуктора, который органически входи г в конструкцию двигателя. У большинства вертолетов несущий винт достаточно удален от двигателя, и для передачи мощности от двига- теля к винту на вертолетах имеется специальная транс- миссия. Современные авиационные двигатели, поршневые и тем более турбовинтовые, имеют достаточно большие обороты: поршневые — 2500—4000 в минуту и турбовинтовые — 5000—12 000 в минуту. Условия же работы несущих винтов вертолетов, имеющих довольно большие диаметры, обу- словленные необходимостью получения небольших на- грузок на квадратный метр ометаемой поверхности и огра- ничения окружной скорости концов их лопастей, требуют 47
сравнительно небольших оборотов несущих винтов: 250—400 в минуту на легких и средних вертолетах и 100—200 в минуту на тяжелых. Для обеспечения таких малых оборотов несущего винта при высокооборотном двигателе в системе трансмиссии вертолета установлен редуктор числа оборотов, который в отличие от редукторов хвостовой трансмиссии называется главным редуктором. Главный редуктор, передавая значительную мощность при большом передаточном числе и большом крутящем мо- менте на выходном валу, является сложным и исключи- тельно ответственным устройством, так как от безотказной работы его зависит безопасность полета вертолета. Вследствие довольно большой степени редукции, кото- рая может изменяться от 0,15 до 0,02, главные редукторы выполняются преимущественно двухступенчатыми с несов- мещенными осями или с планетарными (рис. 46). Для обеспечения нормального запуска двигателя вер- толета и плавной раскрутки несущего винта и трансмиссии в ней имеется муфта включения. В отличие от аналогичных автомобильных муфт включения, которые вследствие срав- 48
нительно небольших передаваемых ими мощностей явля- ются чисто фрикционными, муфты включения на вертоле- тах, передающие большие мощности, выполняются преиму- щественно двухступенчатыми: первая ступень — фрикцион- ная, вторая — жесткая. По конструкции муфты включения бывают механиче- ские, гидравлические и центробежные; по методу управле- ния — с ручным приводом, полуавтоматические и автома- тические. На описываемом вертолете установлена двухсту- пенчатая механическая муфта включения с ручным управлением (рис. 47). Чтобы в случае отказа двигателя была обеспечена нор- мальная работа несущего винта на режиме самовращения, в трансмиссии каждого вертолета имеется муфта свобод- Рис. 47. Схема муфты включения и свободного хода ного хода, которая устанавливается между двигателем и трансмиссией. Конструктивно она может быть выполнена либо роликовой, подобно велосипедной, либо храповой. На рассматриваемом вертолете муфта свободного хода — хра- пового типа и конструктивно совмещена с муфтой вклю- чения. В случае отказа двигателя муфта свободного хода авто- матически обеспечивает вращение несущего винта и всей остальной трансмиссии вертолета, не требуя вмешательства со стороны летчика. На одновинтовом вертолете передача мощности от дви- гателя к рулевому винту осуществляется при помощи длинного хвостового вала, имеющего несколько карданных шарниров, и двух редукторов — промежуточного и хво- стового. 4 Зак. 66 О
ГЛАВА II ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ И РУЛЕНИЕ Обучать летчиков полетам на вертолетах целесообразно на легких вертолетах одновинтовой или соосной схемы, так как они наиболее просты в пилотировании. Учебные вертолеты должны иметь двойное управление, и первые полеты на них, так же как и при обучении поле- там на самолетах, должны производиться только с инструк- тором. Это условие обязательно, так как пилотирование вертолетов имеет свои особенности, резко отличающие его от пилотирования самолета. Прежде чем приступать к выполнению учебных полетов, необходимо изучить теорию полета на вертолете, его устройство и особенности пилотирования. Кроме того, необ- ходимо точно знать и уметь выполнять все элементы полета на вертолете, вплоть до выключения двигателя на стоянке. КАБИНА ВЕРТОЛЕТА Кабина учебного вертолета отличается от кабины обыч- ного вертолета только наличием второго управления. Переднее кресло на учебном вертолете предназначено для обучаемого, а заднее — для инструктора. Ознакомимся подробнее с кабиной вертолета — распо- ложением рычагов управления, приборов, включателей раз- личных потребителей электроэнергии и их назначением. Ознакомление с кабиной будем вести в определенном порядке — слева направо, по ходу часовой стрелки (рис. 48). Слева, рядом с креслом обучаемого, расположен рычаг управления общим шагом несущего винта и газом дви- гателя — рычаг «шаг-газ». 50
Пользоваться этим рычагом в полете приходится очень часуо, особенно при взлете и посадке, а также при изме- нении режима полета. Расположен он достаточно удобно для пользования им левой рукой. При стоянке вертолета на земле с выключенным дви- гателем рычаг «шаг-газ» опущен вниз до упора и находится Рис. 48. Кабина вертолета: 1 — щиток радиостанции; 2 — щиток радиокомпаса; 3 — управление заслонками охлаждения двигателя и включения фар; 4 — управление триммерами; 5 — ры- чаг «шаг-газ»; 6 — приборная доска; 7 — ручка управления; 8 — педали; 9 — щиток включателей; 10 — рычаг муфты включения; 11 — рычаг тормоза несущего винта в горизонтальном положении. Такое положение рычага со- ответствует малому шагу несущего винта — малым устано- вочным углам его лопастей и малому газу двигателя. Поднимание рычага «шаг-газ» вверх на себя при рабо- тающем двигателе увеличивает шаг несущего винта и мощ- ность двигателя. 4 51
В первой трети движения рычага «шаг-газ» вверх обо- роты двигателя, а следовательно, и несущего винта увели- чиваются от минимальных до номинальных, при дальней- шем же увеличении шага несущего винта обороты его остаются практически неизменными. Это обеспечивает до- статочно большую окружную скорость лопастей несущего винта на всех режимах полета, от чего зависят устойчи- вость и управляемость вертолета. Следует иметь в виду, что рычаг «шаг-газ» на рассмат- риваемом вертолете имеет механический стопор, который позволяет надежно фиксировать рычаг в любом положении. Наличие стопора на рычаге «шаг-газ» особенно удобно при длительных полетах, так как при этом заданный ре- жим работы двигателя остается строго неизменным, а сам рычаг может быть использован как опора для левой руки. Флажок кнопки стопора, расположенный на рукоятке коррекции газа и вращающийся вместе с нею, позволяет определять положение рукоятки коррекции не только зрительно, но и на ощупь, что особенно удобно при ночных полетах. На полу кабины рядом с рычагом «шаг-газ» находится пожарный кран. Как и на самолетах, пожарный кран необ- ходим для прекращения поступления топлива в двигатель при пожаре или в других случаях. На левом пульте кабины расположены нажимные вклю- чатели управления створками охлаждения двигателя и за- слонкой маслорадиатора. Пользуясь ими, летчик может поддерживать температуру головок цилиндров и масла двигателя соответственно режиму полета и температуре окружающего воздуха. На этом же пульте расположен рычажок управления продольным и поперечным тримме- рами. В отличие от самолетов, на которых управление про- дольным и поперечным триммерами производится отдель- ными рычажками, на вертолете управление обоими тримме- рами осуществляется одним рычажком. Дело в том, что при изменении режима полета на вертолете резко меняется балансировка по всем трем осям, и для быстрого снятия усилий с ручки управления удобнее пользоваться объеди- ненным триммером х. Кроме того, следует помнить, что если на самолете, как правило, триммеры являются аэродинамическими устрой- 1 Объединенное управление триммерами предложено автором в 1952 г. 52
ствами, которые снимают усилия с рычагов управления самолетом, воздействуя непосредственно на рулевые по- верхности, то на вертолете триммеры представляют собой пружинное разгрузочное устройство, которое по желанию летчика принимает на себя часть нагрузки, действующей на ручку управления (рис. 49). Рядом с рычажком объединенного управления тримме- рами находится рычаг включения форсированного режима Ручка управления Управление триммером Пружины Рис. 49. Схема устройства триммера работы двигателя, который переводится в нижнее, вклю- ченное положение в тех случаях, когда в полете предпо- лагается использование форсажа. На нижней части левого пульта расположены команд- ные щитки управления радиокомпасом и радиостанцией. В средней части кабины перед сиденьем обучаемого расположена приборная доска. В левой части приборной доски находятся выключатель зажигания двигателя, кнопка включения пускового зажигания и вольтметр. В средней части приборной доски расположены пило- тажно-навигационные приборы обычного самолетного типа. В отличие от приборной доски самолета указатель наддува и указатель оборотов двигателя входят в группу пилотаж- ных приборов. Это вызвано особенностями пилотирования вертолета и возможностью использования этих приборов в качестве дублирующих при полете по приборам. 53
Остановимся подробнее на указателе оборотов двига- теля. Несмотря на то что одновинтовой вертолет имеет один двигатель, указатель оборотов — двухстрелочный. Стрелка с буквой «М» указывает обороты двигателя, а стрелка с буквой «В» — обороты винта. Чтобы упростить оцифровку шкалы указателя оборо- тов, а следовательно, облегчить пользование им, на шкале нанесены числа, соответствующие только оборотам двига- теля. Как известно, обороты несущего винта примерно в 10 раз меньше, чем соответствующие обороты поршне- вого двигателя. На первых вертолетах устанавливались обычно два указателя оборотов — двигателя и несущего винта. Каждый из них имел свою оцифровку. Если бы обо- роты двигателя и несущего винта всегда соответствовали, то можно было бы обойтись одним, однострелочным указа- телем оборотов, но в двух случаях обороты двигателя и несущего винта могут сильно отличаться. Первый случай — на земле, когда двигатель уже работает, а несущий винт еще неподвижен; и второй, особенно неприятный случай — в полете при планировании на режиме самовращения несущего винта, когда винт вращается с номинальными оборотами, а двигатель либо не работает, либо работает на малых оборотах. При выполнении планирования на режиме самовраще- ния несущего винта, особенно в тренировочных или в учеб- ных целях, очень важно знать, точно ли соответствуют обороты несущего винта оборотам двигателя. Если же на приборной доске вертолета два указателя оборотов (несу- щего винта и двигателя), да еще с различной оцифровкой, определить начало самовращения несущего винта очень трудно. Замена двух указателей оборотов одним двухстрелоч- ным и оцифровка его только в оборотах двигателя значи- тельно облегчают летчику контроль за нормальной работой двигателя и несущего винта как на земле, так и в полете. Внизу под приборной доской расположены педали управления рулевым, или, как его еще называют, хвосто- вым, винтом. По эффекту действия эти педали аналогичны педалям самолета: при движении вперед правой педали вертолет разворачивается вправо, при движении вперед левой педали — влево. Вместе с тем в пользовании ножным управлением вер- толета имеются существенные отличия от пользования нож- ным управлением на самолетах. 54
Если на самолете эффективность руля направления за- метно зависит от скорости полета, то на вертолете эффек- тивность рулевого винта при отклонении педалей ножного управления не зависит от скорости полета, а изменяется только от оборотов двигателя, что особенно заметно при рулении. Кроме того, если на самолете при прямолиней- ном полете в диапазоне скоростей от минимальной до мак- симальной педали все время находятся в нейтральном положении, то на вертолете положение педалей сильно из- меняется при прямолинейном полете на различных скоро- стях и режимах полета. Так, например, если при висении вертолета на половину своего хода дана вперед правая педаль, то при полете по маршруту педали почти нейтральны, а при планировании на режиме самовращения несущего винта вперед на половину хода дана левая педаль. Между приборной доской вертолета и сиденьем летчика расположена основная ручка управления вертолетом — ручка управления циклическим шагом несущего винта. На правом пульте кабины вертолета расположены авто- маты защиты и включатели различных приборов специаль- ного оборудования вертолета. Около правого пульта на полу находятся два рычага: рычаг управления муфтой включения трансмиссии и рычаг тормоза трансмиссии. На рис. 48 они оба находятся в переднем положении, при этом трансмиссия расторможена, а муфта включения включена. Между этими рычагами имеется взаимная бло- кировка, которая исключает возможность неправильного пользования ими. Так, например, не растормозив транс- миссию (рычаг тормоза в крайнем заднем положении), нельзя включить муфту включения и, наоборот, при вклю- ченной муфте включения (рычаг включения муфты в перед- нем положении) нельзя затормозить трансмиссию. ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ И ВКЛЮЧЕНИЕ ТРАНСМИССИИ Прежде чем приступать к запуску двигателя, необхо- димо убедиться, что вертолет надежно привязан специаль- ными швартовочными тросами к металлическим кольцам бетонной площадки, на которой он стоит, или к большим металлическим штопорам, ввернутым в грунт. Если на самолете при опробовании двигателя достаточно затормо- зить колеса или подложить под них специальные колодки, препятствующие перемещению самолета вперед, то для 55
опробования двигателя вертолета последний необходимо надежно пришвартовать к специальным привязным коль- цам. При необходимости запустить двигатель на неза- швартованном вертолете (например, вне аэродрома) или если швартовка его ненадежна, запуск следует произво- дить очень осторожно, а опробование двигателя выполнять уже на висении. Конечно, в этих случаях проверить ра- боту двигателя перед полетом на номинальном режиме не удастся, не говоря уже о режиме форсажа. Перед запуском двигателя следует убедиться, что во- круг вертолета на расстоянии полутора—двух диаметров несущего винта отсутствуют различные легкие предметы — чехлы, ящики, ведра и т. п., которые при опробовании дви- гателя или при рулении могут быть подняты струей воз- духа от несущего винта и повредить его лопасти. Кроме того, летчик должен лично убедиться, что все лопасти несущего винта поставлены на передний упор, т. е. повернуты вокруг вертикального шарнира по ходу до упора. Установка лопастей несущего винта перед запуском двига- теля в крайнее переднее положение — на передний упор — необходима для предотвращения их поломки в случае неправильного пользования муфтой включения. Только после этого можно приступать к запуску двига- теля. Запуская двигатель на вертолете, нельзя забывать основную особенность его запуска по сравнению с запу- ском такого же двигателя на самолете. Если на самолете запуск двигателя производится под нагрузкой, так как воздушный винт закреплен либо непо- средственно на валу двигателя, либо на валу его редук- тора и загружает двигатель все время с момента запуска и до максимальных его режимов, то на вертолете двига- тель запускается без нагрузки, так как он разобщен с трансмиссией. Однако запуск двигателя без нагрузки опа- сен тем, что при случайном открытии дроссельной заслонки больше, чем это необходимо, число оборотов двигателя может быстро превысить максимально допустимую вели- чину и двигатель может выйти из строя. Поэтому, прежде чем приступать к самостоятельному запуску двигателя вертолета, следует несколько раз вни- мательно проследить, как производит запуск двигателя техник или летчик-инструктор, и только после этого присту- пать к запуску двигателя. При этом целесообразно несколько первых запусков производить под наблюдением 56
техника или инструктора; такого же порядка следует при- держиваться и при обучении раскручиванию трансмиссии. При запуске двигателя вертолета летчик должен соблю- дать такую последовательность действий: — проверить, находятся ли в заднем положении рычаги муфты включения и тормоза трансмиссии; — проверить, открыт ли пожарный кран и опущен ли вниз до отказа рычаг «шаг-газ»; — повернуть рукоятку коррекции газа в ее среднее по- ложение и, подав команду «Провернуть двигатель», произ- вести его заливку пусковым топливоц; — подав команду «От двигателя», включить зажигание, аккумулятор и нажать пусковую кнопку. Запуск двигателя легко проконтролировать на слух и по указателю оборотов. Сразу же после запуска двигателя следует проверить показание манометра масла. Если в течение 15 сек после запуска манометр не покажет нормального давления масла, то двигатель следует немедленно остановить, так как в противном случае возможно повреждение его. На прогреве холодного двигателя останавливаться не будем, так как летчик вертолета, как правило, запускает двигатель уже прогретый и опробованный техником. Убе- дившись, что давление масла нормальное, летчик должен дать двигателю поработать на малых оборотах 1—2 мин; затем плавным поворотом рукоятки коррекции газа в сто- рону его увеличения довести обороты двигателя до 1200—1400 в минуту и вести прогрев на этих оборотах. Когда температура масла и головок цилиндров двигателя будет соответствовать условиям раскрутки трансмиссии, летчик приступает к раскрутке. Следует иметь в виду, что раскручивание трансмиссии при ручном управлении муфтой включения довольно сложно и для правильного его выполнения необходима некоторая тренировка. Раскручивание трансмиссии на вертолете напоминает трогание автомобиля с места. При резком, неумелом вклю- чении муфты сцепления автомобиля он резко, рывками трогается с места. Примерно то же самое происходит с несущим винтом вертолета при резком включении муфты включения. При резком повороте в гулки несущего винта его лопасти, обладая большой массой, отстают от втулки, при этом возможен удар лопастей о задний упор, в резуль- тате чего они могут быть повреждены, несмотря на нали- 57
чие кожаных замков. Лопасти, поставленные перед запу- ском на передний упор, даже при резком включении муфты не доходят до заднего упора из-за значительно большего угла поворота относительно вертикального шарнира и фрикционного демпфера. При правильном пользовании муфтой включения рас- кручивание трансмиссии происходит очень плавно. Проследим за последовательностью действий летчика при раскручивании трансмиссии. Установив рукояткой коррекции газа обороты, соответ- ствующие раскрутке трансмиссии, а затем, взявшись правой рукой за рычаг муфты включения и нажав на ее стопор, летчик должен плавно передвинуть рычаг муфты включения вперед на четверть его хода (до первой за- щелки) и задержать его в этом положении. Несущий винт при этом начнет плавно увеличивать обо- роты. Стрелка с буквой «В» на указателе оборотов также отойдет от нулевого положения и будет показывать, что обороты несущего винта увеличиваются. Одновременно у вертолета появится небольшое стремление развернуться влево. Однако отклонять вперед правую педаль ножного управления для парирования этого разворота не имеет смысла, так как обороты, а следовательно, и эффектив- ность рулевого винта очень малы, кроме того, вертолет надежно привязан. Выждав несколько секунд, пока стрелка, указывающая обороты несущего винта, не подойдет к стрелке оборотов двигателя, который при включении трансмиссии несколько убавил обороты вследствие увеличения нагрузки, рычаг управления муфтой включения плавным движением сле- дует подать полностью вперед и оставить в этом поло- жении. Проследим, как работала муфта включения при рас- крутке трансмиссии. Когда летчик передвинул рычаг управления муфтой включения на четверть его хода, включилась фрикционная часть муфты. Взаимное проскальзывание ведущей и ведо- мой частей фрикционной муфты позволяет трансмиссии и несущему винту плавно увеличить обороты до оборотов двигателя. Но фрикционная часть муфты не может надежно соеди- нить двигатель с трансмиссией, поэтому при перемещении рычага управления муфтой вперед до упора после совпа- дения оборотов двигателя и несущего винта происходит 58
включение кулачковой части муфты, которая жестко соеди- няет двигатель с трансмиссией. Трансмиссия на вертолетах, имеющих полуавтоматиче- ские и автоматические муфты включения, раскручивается значительно проще, чем с муфтой, имеющей ручное управ- ление. Кроме того, автоматические и полуавтоматические муфты включения практически исключают возможность резкого включения при раскручивании трансмиссии. После включения кулачковой части муфты вертолет го- тов к опробованию двигателя. Перед опробованием двигателя летчик обязан еще раз убедиться, что вертолет надежно привязан. Взявшись левой рукой за рычаг «шаг-газ», а правой за ручку управления вертолетом, можно приступить к пробе двигателя. Для этого, удерживая ручку управления в ней- тральном положении, нужно повернуть рукоятку коррекции газа на рычаге «шаг-газ» в сторону увеличения газа до ее среднего положения. Затем, нажав на стопор, плавным, равномерным движением начать перемещать рычаг «шаг- газ» вверх на себя. Взгляд при этом должен быть направ- лен так, чтобы одновременно с контролем по приборам за работой двигателя хорошо просматривалось пространство впереди вертолета. На указателе оборотов стрелки двигателя и несущего винта, совместившиеся еще при раскрутке трансмиссии, выглядят как одна стрелка, которая плавно перемещается, указывая, что обороты возрастают, при этом увеличивается и наддув двигателя. Одновременно с этим все время увеличивается стремле- ние вертолета развернуться влево вследствие возрастания реактивного момента несущего винта. Это стремление вер- толета к развороту следует немедленно парировать плав- ным, но достаточно большим отклонением вперед правой педали ножного управления. В процессе увеличения оборотов и мощности двигателя необходимо контролировать плавность нарастания оборо- тов по указателю оборотов и равномерность работы дви- гателя на слух. Когда обороты и наддув двигателя достигнут значений, соответствующих номинальной мощности, следует зафикси- ровать рычаг «шаг-газ» в этом положении, отпустив кнопку стопора, и проверить показания всех остальных приборов 59
контроля работы двигателя. Их показания должны быть в пределах, рекомендованных инструкцией для данного вер- толета. В тихую, безветренную погоду при опробовании двига- теля на привязи вертолет ведет себя спокойно. При пробе двигателя при сильном и особенно при порывистом ветре возможны резкие рывки и подергивания всего вертолета. Если в полете будет использоваться форсированный ре- жим работы двигателя, то после опробования двигателя на номинальном режиме, опустив рычаг «шаг-газ» вниз на половину его хода, следует повернуть рукоятку коррекции газа в сторону его увеличения до упора и, отпустив вниз до упора находящийся на левом пульте рычаг включения форсажа, перевести рычаг «шаг-газ» вверх до получения оборотов и наддува двигателя, соответствующих форсиро- ванному режиму. Проверив показания приборов контроля работы двигателя, летчик должен плавным движением опу- стить рычаг «шаг-газ» вниз. Долго держать двигатель на форсированном режиме работы не следует, так как при этом большие напряжения испытывает весь вертолет и осо- бенно его швартовочные приспособления. Если в процессе опробования двигателя все было нор- мально, т. е. двигатель работал без перебоев, а показания всех приборов контроля работы двигателя были в преде- лах, рекомендованных инструкцией по эксплуатации верто- лета, можно дать технику сигнал отшвартовать вертолет. РУЛЕНИЕ И ЕГО ОСОБЕННОСТИ На вертолете можно перемещаться по земле в пределах аэродрома или посадочной площадки путем руления или подлета. Вертолет позволяет выполнять руление вперед и назад, а также производить развороты на месте в обе сто- роны на 360°. Руление производится за счет наклона тяги несущего винта вперед или назад, развороты при рулении влево — за счет реактивного момента несущего винта, вправо — за счет увеличения тяги рулевого винта. При установке на вертолете шасси со всеми ориенти- рующимися колесами на нем было бы возможно и руление в стороны, но, как показал опыт, при таком шасси значи- тельно усложняется руление, особенно при сильном, поры- вистом ветре. В отличие от большинства самолетов, которым для из- менения направления движения при рулении или для остановки требуется достаточно надежный контакт колес 60
шасси с поверхностью земли, вертолеты при рулении используют только аэродинамические силы, а тормоза служат иногда для остановки. Всем известно, как усложняется руление по скользкой поверхности.на любом самолете, даже на многомоторном с разнесенными двигателями. Между тем на вертолете можно совершенно свободно выполнять руление и все ма- невры на какой угодно скользкой поверхности. Вместе с тем руление на вертолете имеет ряд суще- ственных особенностей, неучет которых может привести к серьезным последствиям. Для обеспечения руления вертолета необходима доста- точно большая горизонтальная составляющая силы тяги несущего винта, которая может быть получена при боль- шом наклоне автомата-перекоса либо при большой вели- чине тяги. Однако и то и другое невыгодно: большой наклон автомата-перекоса нежелателен из-за условий его работы и требует больших отклонений ручки управления, что заметно усложняет руление. Большая подъемная сила несущего винта при рулении даже опасна, о чем подробнее будет сказано ниже. Поэтому тяга несущего винта при ру- лении должна иметь совершенно определенную величину, которая обеспечивается сохранением определенных оборо- тов двигателя. При рулении по твердому грунту и в тихую погоду необходимо соблюдать такую последовательность дей- ствий. Убедившись, что на пути руления нет никаких пре- пятствий, летчик приступает к рулению. Повернув рукоятку коррекции газа в среднее положение, если она была убрана после пробы двигателя, плавным движением рычага «шаг- газ» вверх летчик устанавливает рекомендованные обороты двигателя, одновременно удерживая вертолет педалями от разворота влево. Затем плавным движением он отклоняет ручку управления вертолетом от себя на половину ее хода и, задержав ее в этом положении, внимательно следит за начавшимся движением вертолета вперед. По мере увеличения скорости руления ручку управления вертолетом следует плавным движением постепенно брать на себя. При установившейся скорости руления ручка управления должна находиться в среднем положении между нейтральным и отклоненным положениями в начале руле- ния. Скорость руления вертолета по бетонированной до- рожке при таком положении ручки управления будет 61
равна 15—20 км/час. При рулении по плотному фунту, по- крытому небольшой травой, при таком положении ручки управления скорость будет около 5—7 км/час. Схема сил, действующих при рулении, приведена на рис. 50. Руление по мягкому фунту имеет ряд особенностей, ко- торые важно учитывать. Так, например, после установки рычагом «шаг-газ» оборотов, необходимых для руления, и после отклонения ручки управления вперед на половину ее хода очень часто бывает, что вертолет с места не двигается. Рис. 50. Схема сил при рулении вертолета: 1 — тяга несущего винта; 2 — горизонтальная составляющая тяги несущего ьинта; 3 — вертикальная составляющая; 4 — сила тяги хвостового винта; 5 — вес верто- лета; 6 — сила трения колес о землю Иногда даже после полного отклонения ручки управления от себя вертолет остается на месте. Не следует в этом слу- чае увеличивать обороты двигателя взятием рычага «шаг- газ» вверх, так как это может привести к очень плохим результатам. Необходимо поочередной плавной дачей педа- лей ножного управления, осторожно поворачивая вертолет вправо и влево, дать возможность его колесам выкатиться из образовавшихся лунок. 62
Для облегчения руления по такому грунту на значитель- ные расстояния целесообразно дачей от себя триммера снять усилия на ручке. Руление вертолета по очень вязкому грунту — по грязи, пахоте, глубокому снегу, высокой траве и т. п. — запре- щается. В этих случаях для перемещения вертолета в преде- лах площадки выполняется полет на высоте 2—5 м. Попытка рулить на вертолете по очень вязкому грунту при рекомендованных для руления оборотах двигателя за- кончится неудачей, так как даже при полном отклонении ручки управления от себя вертолет с места не сдвинется. Поочередная дача педалей ножного управления в этом слу- чае также не даст желаемого эффекта. Однако некоторые летчики, пытаясь сдвинуть вертолет с места, увеличивают горизонтальную составляющую тяги несущего винта поднятием рычага «шаг-газ» вверх, т. е. уве- личением тяги винта. В этом случае давление колес шасси на ррунт значи- тельно уменьшается и вертолет начинает медленно дви- гаться вперед. Однако при этом вследствие увеличения реак- тивного момента несущего винта сильно возрастает и тяга рулевого винта, так как летчик, парируя стремление верто- лета развернуться влево, отклоняет вперед правую педаль ножного управления. Сильно увеличившаяся тяга рулевого винта при умень- шении давления колес вертолета на лрунт начинает одно- временно с перемещением вертолета вперед сдвигать его влево. Происходит это незаметно для летчика, особенно если он имеет малый опыт полетов на вертолете. При этом с внешней стороны левого колеса шасси на фунте обра- зуется валик, препятствующий сдвигу вертолета влево, и тогда под воздействием кренящего момента рулевого винта (рис. 51) вертолет начинает крениться влево. Попытка па- рировать это кренение вертолета отклонением ручки управ- ления вправо не всегда может исправить положение. Как показывают расчеты для случая, когда тяга несущего винта при рулении близка по величине к полетному весу верто- лета, своевременное полное отклонение ручки управления вправо может быть эффективным только до величины крена влево не более 5°. Поэтому при рулении по мягкому грунту необходимо всегда помнить о возможности опрокидывания одновинто- вого вертолета. Если при указанных условиях замечено стремление вертолета накрениться влево, необходимо энер- 63
гичным движением перевести рычаг «шаг-Газ» в нижнее положение. При этом резко упадет тяга несущего винта и вертолет твердо станет на колеса. Если же нацренение вертолета будет замечено слишком поздно и крен достигнет большой величины, целесообразно Рис. 51. Схема возможного опрокидывания вертолета: 1 — тяга несущего винта; 2 — вес вертолета; 3 — разность тяги винта и силы веса; 4 — плечо этой силы; 5 — сила тяги рулевого винта; 6 — плечо силы тяги рулевого винта; 7 — плечо силы веса при наклонном положении вертолета энергичным увеличением шага несущего винта и газа дви- гателя поднять вертолет с земли, убрав тем самым опору из-под левого колеса и, следовательно, уничтожив опроки- дывающий момент. При уменьшении шага несущего винта, парируя стремле- ние вертолета опрокинуться, полезно одновременно дать вперед не менее чем на половину хода левую педаль нож- ного управления. При опускании рычага «шаг-газ» резко уменьшатся подъемная сила несущего винта и его реактивный момент, однако обороты несущего и рулевого винтов будут умень- шаться медленно, поэтому дачей вперед левой педали, будет ликвидирована тяга рулевого винта, не будучи уже уравно- вешенной реактивным моментом несущего винта. 64
Следует иметь в виду, что опрокидыванию вертолета одновинтовой схемы при рулении может способствовать ве- тер. Для рассматриваемого одновинтового вертолета опас- нее ветер справа. При боковом ветре конус (тюльпан) несущего винта от- клоняется по ветру и горизонтальная составляющая тяги несущего винта, наклонившаяся набкж, может способство- вать опрокидыванию вертолета. Поэтому при рулении на вертолете с сильным боковым ветром справа целесообразно отклонять ручку управления в сторону ветра примерно на треть ее хода. При боковом же ветре слева отклонять ручку управления влево нет надобности, так как в этом случае ве- тер предохраняет вертолет от опрокидывания. Сильный порывистый ветер может заметно усложнить руление вертолета и по твердому грунту, сильно изменяя эффективность ножного управления в зависимости от на- правления ветра относительно направления руления верто- лета. Поэтому цри рулении в сильный ветер для увеличе- ния эффективности) рулевого винта рулить следует при по- вышенных (на 50 об/мин) оборотах двигателя за счет по- ворота рукоятки коррекции газа в сторону его увеличения. Необходимо помнить еще об одном опасном явлении, которое может быть при рулении вертолета — это так назы- ваемый «земной резонанс». «Земной резонанс» протекает примерно в такой после- довательности: вертолет начинает покачиваться из стороны в сторону на неровностях почвы, затем эти колебания нара- стают и достигают такой величины, что при раскачивании вертолет начинает ударяться то правым, то левым колесом шасси о землю. Величина крена при этом все возрастает, и вертолет при этих ударах может не только сломать шасси или задеть лопастями несущего винта за землю, но и про- сто опрокинуться (рис. 52). Попытки парировать раскачи- вание вертолета соответствующими отклонениями ручки управления в этом случае бесполезны. Как и в предыдущем случае, прекратить «земной резо- нанс» можно либо резким переводом рычага «шаг-газ» вниз, либо энергичным поднятием его вверх для отрыва верто- лета от земли. Конечно, разумнее уменьшить шаг несущего винта, в этом случае вертолет прочно станет на колеса. Взлет посте «земного резонанса» нецелесообразен, так как опасно ока- заться в воздухе с поврежденными лопастями несущего 5 Зак. 66 65
винта; повреждены они могут быть не только у концов, но и у комля (при резких раскачиваниях вертолета). «Земной резонанс» может возникнуть только при сле- дующих условиях: при достаточно быстром рулении по неровной поверхности аэродрома; при слабой, ниже нормы, затяжке фрикционных демпферов лопастей несущего винта; Рис. 52. Схема «земного резонанса» при очень мягкой амортизации шасси вертолета и при обо- ротах несущего винта, соответствующих условиям резо- нанса. В процессе руления следует непрерывно просматривать местность, лежащую в полосе руления. При этом необхо- димо следить как за црепятствиями на пути руления верто- лета, так и за состоянием поверхности аэродрома, в особен- ности если руление производится по посадочной площадке. Для остановки вертолета в намеченном месте при руле- нии необходимо, не изменяя положения рычага «шаг-газ», т. е. при неизменных оборотах двигателя, плавным движе- нием взять ручку управления вертолетом на себя не менее чем на половину ее хода от нейтрального положения. От- клонять ручку управления на себя на большую величину не следует, так как цри этом вертолет может перевалиться на хвост и коснуться земли хвостовой опорой. Это допустимо, но нежелательно. После взятия ручки управления на себя вертолет начнет заметно убавлять скорость. При взятии ручки управления на себя тяга несущего винта отклонится и ее горизонталь- ная составляющая затормозит вертолет. 66
Торможение вертолета для остановки его в намеченном месте следует начинать заранее. Величина этого упрежде- ния зависит от скорости руления и темпа торможения, т. е. от величины отклонения ручки управления на себя. Как только вертолет остановится в намеченном месте, ручку управления следует перевести в нейтральное положение, так как, если после остановки вертолета оставить ее в отклонен- ном для торможения положении, вертолет начнет двигаться назад, т. е. хвостом вперед. Этой особенностью вертолета очень часто пользуются в тех случаях, когда требуется уста- новить его очень точно на маленькой площадке, особенно после неудачного заруливания. При обучении полетам на вертолете многие летчики на первых порах, выполняя руление, допускают одну харак- терную ошибку, которая в некоторых случаях может при- вести даже к летному происшествию. Так, например, если при рулении вертолета на его пути неожиданно появляется препятствие, то, стремясь быстро остановить вертолет, по укоренившейся привычке летчик резко убирает газ, а следо- вательно, и обороты двигателя. В результате, если руление производилось по бетонной полосе, неуправляемый верто- лет по инерции продолжает движение в прежнем направ- лении; при создавшихся условиях летчик даже не может отвернуть вертолет в сторону вследствие потери эффектив- ности управления вертолетом из-за малых оборотов, а тор- мозами рассматриваемый вертолет, как указывалось, не оборудован. Следует помнить, что для обеспечения управляемости вертолета на рулении необходимо всегда иметь рекомендуе- мые обороты двигателя; в этом случае вертолет легко оста- новить перед любым препятствием или в крайнем случае отвернуть его в сторону от препятствия. Способность вертолета взлетать без разбега (с места) позволяет производить взлет непосредственно со стоянки; в этом случае надобность в рулении отпадает. Однако в слу- чае базирования вертолетов на одном аэродроме с самоле- тами взлет и посадку вертолетов следует производить на общей ВПП. —о--------- 5*
ГЛАВА III ВЗЛЕТ И ВИСЕНИЕ У ЗЕМЛИ Висение вертолета у земли — очень важный элемент по- лета и, как правило, встречается во всяком полете. Висение перед полетом позволяет летчику проверить работу двига- теля и исправность управления вертолетом. При висении вертолета на малой высоте можно при помощи лебедки и троса брать на борт людей или грузы без посадки, например с водной поверхности или с бЬлота; при тех же условиях можно производить выгрузку людей и грузов. Поэтому обучение висению и маневрам у земли является одним из основных разделов программы обучения полетам на вертолете. ВЗЛЕТ И ВИСЕНИЕ У ЗЕМЛИ. «ВОЗДУШНАЯ ПОДУШКА» Зарулив на вертолете на середину взлетного квадрата и остановившись, необходимо развернуть его строго против ветра. Для этого, удерживая ручку управления в нейтраль- ном положении, плавным нажимом на педаль ножного управления следует развернуть вертолет в нужную сторону. На всяком летательном аппарате наиболее прост взлет точно против ветра. В этом отношении самолеты находятся в невыгодном положении по рравнению с вертолетами. Как известно, всякому самолету для разбега перед взле- том нужна взлетная полоса достаточно большой длины. Хотя взлетно-посадочные полосы строятся с учетом розы ветров, все же ветер довольно редко дует вдоль полосы. По- этому взлет на самолете очень часто приходится выполнять при боковом ветре. Выполнение взлета при этом заметно усложняется в зависимости от скорости и направления ветра, а также особенностей самолета. 68
Взлет на вертолете, как правило, производится без раз- бега, вертикально, поэтому его всегда можно выполнять строго против ветра независимо от его направления. Рассмотрим подробнее вертикальный взлет и висение у земли на вертолете. Установив вертолет строго против ветра и убедившись, что вблизи вертолета нет никаких препят- ствий, следует еще раз проверить показания приборов кон- троля работы двигателя, которые должны быть в рекомен- дованных пределах. В жаркое время года перед взлетом следует полностью открыть заслонки охлаждения двигателя и масла для того, чтобы при висении не отвлекаться от пилотирования верто- лета. В холодное время года заслонки следует открыть на такую величину, чтобы температура двигателя и масла б1ыла в нужных пределах. Величина открытия заслонок за- висит от температуры окружающего воздуха и легко под- бирается при повторных висениях. Перед взлетом следует проверить положение триммеров по их указателям; если они не находятся во взлетном поло- жении, необходимо установить их в это положение. Удерживая вертолет от перемещений плавными откло- нениями ручки управления, летчик равномерным движением рычага «шаг-газ» вверх начинает увеличивать обороты дви- гателя и шаг несущего винта. Одновременно соразмеренным движением правой педали ножного управления вперед необ- ходимо удерживать вертолет от разворота влево. По мере увеличения шага несущего винта и газа двига- теля у вертолета может появиться стремление начать дви- жение вперед или назад. Соответствующим небольшим, но достаточно энергичным отклонением ручки управления сле- дует удержать вертолет на месте. Когда тяга несущего винта станет несколько больше веса вертолета, он плавно отделится от земли. Отрыв вертолета от земли можно определить по удалению поверхности земли и по покачиванию вертолета в боковом направлении. Кроме того, очень часто в момент отрыва вертолет начинает дви- гаться влево, иногда с одновременным разворотом влево или вправо. Пока вертолет стоит на земле, сила тяги рулевого винта не может двинуть его влево. Сразу же после прекращения связи его колес с землей эта сила начинает перемещать взлетевший вертолет влево. Стремление вертолета начать разворот в сторону после отрыва объясняется тем, что, парируя возросший реактив- 69
ный момент несущего винта при увеличении общего шага и газа двигателя, летчик не может очень точно отклонить вперед правую педаль, так как часть реактивного момента несущего винта воспринимается шасси вертолета, соприка- сающимся с землей. После же взлета вертолет начинает медленно разворачиваться влево, если педаль была недо- дана, или вправо, если она была передана. Перемещение вертолета влево после отрыва от земли легко парируется небольшим отклонением ручки управле- ния вправо, а разворот — соответствующим движением пе- далей ножного управления. Как только взлетевший вертолет наберет высоту 1,5—2 az, следует несколько уменьшить мощность двигателя, чтобы вертолет прекратил набор высоты и завис на этой высоте (рис. 53). При взлете и висении на вертолете смотреть на землю приходится несколько иначе, чем при взлете на самолете. При взлете на самолете взгляд приходится бросать далеко вперед на быстро набегающую землю, так как только при этом можно увидеть поверхность земли и определить рас- стояние до нее. На вертолете при вертикальном взлете и висении у земли смотреть на землю следует почти под со- бЬй, изредка бросая взгляд вперед на выбранный ориентир для выдерживания направления. Такое направление взгляда обеспечивает точное определение расстояния до земли и по- зволяет замечать малейшие перемещения вертолета в любом направлении, так как поверхность земли относительно вер- толета перемещается очень медленно. Характерной особенностью пилотирования вертолета при висении является некоторое запаздывание реагирования вертолета на отклонение ручки управления. Это приводит к тому, что для сохранения нормального положения вертолета при висении летчику приходится делать двойные движения ручкой управления, довольно большие по величине. Возвращение ручки управления после ее отклонения об- условлено тем, что отклонившаяся в результате движения ручки управления сила тяги несущего винта создает соот- ветствующий момент, который будет действовать на верто- лет все время, пока отклонена ручка. Для предотвращения излишних отклонений вертолета от нормального положения ручка управления после отклоне- ния должна быть возвращена почти в первоначальное по- ложение. 7Q
Рис. 53. Схема сил при висении вертолета Если вертолет слегка опустил нос и начал очень мед- ленно перемещаться вперед, необходимо отклонить ручку управления на себя примерно на треть ее хода и сразу же, не ожидая подъема его носа до прежнего положения и остановки вертолета, возвратить ее почти в нейтральное положение. После этого вертолет поднимет нос и остано- вится. Если бы это отклонение и перемещение вертолета исправлялись плавным и небольшим движением ручки управления на себя, как это обычно производится на само- лете, то вертолет опустил бы нос еще ниже, продолжая перемещаться вперед быстрее, и только при дальнейшем отклонении ручки управления начал бы поднимать нос. Подняв нос и остановившись, вертолет продолжал бы поднимать нос и далее, несмотря на возврат ручки в ней- тральное положение. Короче говоря, при «самолетном» ме- тоде управления вертолетом на висении он висел бы, рас- качиваясь и перемещаясь в разные стороны. По этой причине управление вертолетом на висении, когда он менее устойчив, чем в поступательном полете, тре- бует упреждающих движений ручкой управления, отклоне- ния которой должны быть двойными и достаточно большими по величине, несколько большими, чем при поступательном полете. Двойные движения ручкой управления обеспечи- 71
вают четкое и достаточно простое по пилотированию выпол- нение заданного маневра. Запаздывание действия управления вертолетом наблю- дается не только на висении, но и на всех остальных режи- мах полета, правда, в несколько меньшей степени. Следует обратить внимание на несколько необычное по- ложение педалей ножного управления вертолетом при висе- нии с точки зрения летчика, летавшего на самолете. При висении без разворотов более чем на половину хода откло- нена вперед правая педаль. Происходит это потому, что цри висении вертолета двигатель работает на режиме, близком к номинальной мощности. Реактивный же момент несущего винта, как известно, равен по величине крутящему моменту на выходном валу главного редуктора, который может быть определен по формуле Л1вр = 716—. п Из формулы видно, что реактивный момент несущего винта будет иметь наибольшую величину, когда двигатель будет работать на наибольшей мощности, т. е. при верти- кальном наборе высоты. Тем более, что система «шаг-газ» на одновинтовом вертолете, как уже говорилось, выполнена так, что почти на всех режимах полета, исключая лишь взлет на форсаже и полет на дальность, обороты несущего винта остаются практически неизменными. Характеристики рулевого винта и отклонение педалей ножного управления выбираются такими, чтобы было обес- печено управление вертолетом в путевом отношении на всех режимах полета от вертикального набора высоты до плани- рования на режиме самовращения несущего винта. При этом следует отметить, что мощность, необходимая для висения вертолета у поверхности земли, оказывается несколько меньше мощности, потребной для висения на вы- соте, вследствие влияния земли, или, как иногда говорят, «воздушной подушки». Влияние «воздушной подушки» тем больше, чем ближе несущий винт к поверхности земли. Практически можно счи- тать, что при висении вертолета у земли, когда расстояние от несущего винта до поверхности земли равно его диа- метру, влияние «воздушной подушки» настолько мало, что им можно цренебречь. При расстоянии же от несущего винта до земли, равном его радиусу, прирост подъемной 72
силы при неизменной мощности двигателя составит около 10—15% (рис. 54). Общеизвестно, что на многих вертолетах, имеющих боль- шие нагрузки на 1 л. с., невозможно выполнять висение на высоте, вместе с тем на них успешно выполняются верти- т 7- тяга несущего винта при влиянии земли Тю-тяга несущего винта без влияния земли Н- высота несущего винта над землей D~ диаметр несущего винта /Л Рис. 54. График влияния земли в завися мости от высоты висения кальные взлеты и посадки, а также висение вблизи поверх- ности земли с использованием эффекта «воздушной подушки». ВЗЛЕТ Выполнив контрольное висение и убедившись, что дви- гатель вертолета работает нормально и управление им в порядке, после цриземления можно приступать к нормаль- ному взлету. Нормальным взлетом считается взлет, при котором вер- толет вертикально отделяется от земли на высоту 2—3 м, затем с небольшим набором высоты совершает разгон до скорости, соответствующей наибольшей скороподъемности, после чего переходит в набор высоты. Проверив еще раз показания цриборов контроля работы двигателя, положение триммеров и заслонок охлаждения, следует убедиться, что вертолет стоит против ветра и в на- правлении взлета нет никаких препятствий. 73
Техника перемещения вертолета в пределах площадки или аэродрома подлетом на высоте 2—5 м очень похожа на технику висения вертолета у земли при небольшом пере- мещении. Выполнение перемещения подлетом на высоте 2—5 м имеет следующие основные особенности: 1. Летчик должен сохранять скорость перемещения вер- толета не более скорости быстро идущего человека, т. е. около 10 км/час, определяя ее по поверхности земли. 2. При подлете вертолета от летчика требуется повышен- ное внимание и пилотирование без резких движений руч- кой, педалями и рычагом «шаг-газ», особенно при сильном или при порывистом ветре. 3. Летчик должен строго учитывать скорость и направ- ление ветра, так как, определяя скорость движения верто- лета по перемещению поверхности земли, он не имеет пред- ставления о скорости перемещения вертолета относительно воздушной среды; между тем коэффициент полезного дей- ствия и подъемная сила несущего винта вертолета в значи- тельной степени зависят от скорости полета. Поэтому, например, выполняя подлет со скоростью пере- мещения относительно поверхности земли около 10 км/час против ветра, имеющего скорость 8 м/сек, вертолет по су- ществу будет иметь скорость относительно воздушной ереды около 40 км/час. Если в этом случае надо будет выполнить разверот у земли на 180° (т. е. лететь в обратном направ- лении), летчик, не учитывающий направление и скорость ветра, допустит ошибку при выполнении разворота: ста- раясь сохранить неизменной скорость перемещения верто- лета относительно поверхности земли, он будет вынужден в процессе разворота б|рать ручку управления на себя и тем самым тормозить вертолет. И если он одновременно не уве- личит мощность двигателя, вертолет, снизившись, неизбежно резко коснется земли. 4. Летчик должен строго учитывать рельеф местности. Дело в том, что при подлете на высоте 2—5 м вертолет ле- тит, используя эффект «воздушной подушки»; следова- тельно, если по пути приходится пересекать глубокие овраги или котлованы, приближаясь к ним, необходимо увеличить мощность двигателя небольшим поднятием рычага «шаг- газ» вверх. Если этого не сделать, то, оказавшись над овра- гом, вертолет начнет резко снижаться вследствие исчезнове- ния «воздушной подушки» и может потерпеть аварию. Подлет над площадкой, покрытой пылью или свежевы- павшим снегом, практически невозможен, так как пыль или 74
снег, поднятые струей несущего винта, окружают вертолет непроницаемой для взгляда пеленой. Взлет для последующего набора высоты производится в такой последовательности. Расстопорив рычаг «шаг-газ», плавным, но более энергичным движением, чем при взлете для последующего висения, следует передвинуть его вверх, одновременно удерживая вертолет от разворота влево. Темп взятия рычага «шаг-газ» вверх должен быть мед- ленным в начале движения с некоторым ускорением к край- нему положению для обеспечения нормальной приемистости двигателя. Рукоятка коррекции газа должна быть установ- лена вправо. Удерживая вертолет от дренов и боковых перемещений, необходимо одновременно плавным, но довольно энергич- ным движением сразу же после отделения от земли отдать ручку управления от себя примерно на треть ее хода и, как только вертолет начнет опускать нос, вернуть ее назад, несколько не доведя до первоначального положения. Набрав высоту 2—3 jw, вертолет начнет разгон. При правильном выполнении разгона вертолет должен производить его до- статочно энергично без набора высоты либо с небольшим набором. Даже небольшое снижение вертолета при разгоне после отрыва недопустимо. Снижение вертолета в процессе разгона может про- изойти вследствие малого наддува двигателя (меньше номи- нального) либо излишне резкого разгона. Многие летчики, обучающиеся полетам на вертолете, исправляют эту ошибку пилотирования взятием ручки управления на себя, как на самолете, причем делают это резко, что усугубляет ошибку и может привести к раскачиванию вертолета на малой высоте. Заметив снижение вертолета при разгоне, надо плавным движением рычага «шаг-газ» вверх на один-два зуба сто- пора увеличить наддув двигателя и шаг несущего винта. Разгон зависит от наклона продольной оси вертолета, поэтому для облегчения выполнения правильного разгона при взлете следует заметить положение линии горизонта на переднем стекле кабины летчика. Схема сил при разгоне и траектория правильного взлета приведены на рис. 55. При отрыве вертолета и разгоне летчик должен изме- нять нацравление взгляда в такой последовательности: при отрыве и до начала разгона смотреть на землю вблизи вер- толета, на указатель шага и ориентир взлета, в процессе 75
разгона с увеличением поступательной скорости взгляд сле- дует постепенно переносить все более вперед и к моменту перехода в набфр взгляд должен иметь такое же направле- ние, как при взлете на самолете. Перевод вертолета в набор высоты производится не- большим плавным взятием ручки управления на себя та- ким же двойным движением, как и при разгоне. i-- О Ручка Шаг Скорость Обороты Рис. 55. Схема взлета вертолета Перевод в набор высоты следует выполнять по достиже- нии вертолетом скорости полета на 5—10 км/час меньше наивыгоднейшей скорости набора высоты. За время пере- хода в набор высоты вертолет успеет еще слегка увеличить скорость, и она б1удет точно соответствовать заданной. Для облегчения сохранения заданной скорости при на- боре высоты следует заметить положение линии горизонта на переднем стекле, так же как и при разгоне; конечно, при наборе высоты нос вертолета будет находиться несколько выше, чем при разгоне. В процессе разгона вертолета в диапазоне скоростей 20—30 км/час наблюдается кратковременная повышенная тряска его. Величина этой тряски и ее продолжительность зависят от полетного веса вертолета и темпа разгона. Чем меньше полетный вес и быстрее разгон, тем меньше тряска. 76
При нормальном полетном весе и нормальном темпе раз- гона тряска эта практически незаметна. Причина этой тряски пока еще не выяснена полностью. Существует такое толкование ее возникновения: при висе- нии вертолета несущий винт работает в осевом потоке, за- кручивая его в сторону своего вращения. При полете с по- ступательной скоростью несущий винт работает в косом потоке, в этом случае, как и у крыла самолета, у концов диска несущего винта имеются уже два вихря (рис. 56). Предполагается, что в процессе разгона, когда поток за не- сущим винтом начинает перестраиваться, из одного вихря (7) ® Рис. 56. Схема воздушного потока за винтом: 1 — при висении; 2 — в поступательном полете образуются два, появляется повышенная тряска несущего винта. Если разгон совершается интенсивно, то эта пере- стройка потока протекает быстро и тряска не успевает 'до- стигнуть значительной величины. При вялом разгоне тряска становится заметной, а в некоторых случаях, особенно у тяжелых вертолетов, она может быть даже неприятной. Длительный полет на режиме, сопровождающемся тря- ской, нежелателен, так как напряжения в лопастях несу- щего винта на этом режиме близки к напряжениям при максимальной скорости. Поэтому при взлете следует считать правильным интен- сивный разгон, при котором, как уже указывалось, тряска практически незаметна. Наиболее характерными ошибками при взлете являются слишком малая или большая высота начала разгона и не- правильный темп разгона. Малая высота начала разгона обычно бывает в тех слу- чаях, когда летчик либо слишком рано отдает от себя ручку управления — еще до отрыва, либо не дает номиналь- 77
кого наддува двигателю при взлете. Малая высота при раз- гоне опасна тем, что вертолет может задеть колесами шасси за землю, что особенно недопустимо цри взлетах вне аэро- дрома. Излишняя высота разгона бывает в тех случаях, когда летчик запаздывает с отдачей от себя ручки управления либо отклоняет ее слишком вяло и на малую величину. Излишняя высота начала разгона, так же как и вялый раз- гон, нежелательна потому, что вертолет может оказаться О Ручка Шаг Скорость Обороты Рис. 57. Схема взлетов при различных ошибках: 1 — малая высота начала разгона; 2 — вялый разгон; 3 — резкий разгон на значительной высоте (25—30 м) при малой поступатель- ной скцрости. Эта ошибка, кроме ухудшения и усложнения взлета, опасна цри отказе двигателя, так как в этом случае не обеспечивается безопасная посадка на режиме самовра- щения несущего винта (рис. 57). Слишком резкий разгон опасен тем, что даже цри нор- мальной высоте начала разгона в результате резкого сни- жения вертолет может задеть колесами за землю, а кроме того, при резком разгоне усложняется его пилотирование. 78
Некоторые летчики, имеющие достаточно большой опыт полетов на вертолетах, выполняют взлет на вертолете несколько иначе. При отрыве вертолета они сразу не дают двигателю номинального наддува, а выполняют взлет, как для последующего висения. После отрыва вертолета слегка убавляют наддув и зависают на 2—3 сек, а затем одновре- менно с отдачей от себя рычага «шаг-газ» в процессе раз- гона увеличивают мощность двигателя до номинальной. Такой порядок выполнения взлета хотя и не ведет к про- исшествиям, все же является неправильным, так как подоб- ное зависание на взлете, помимо некоторого усложнения пилотирования вертолета, увеличивает время взлета, что не- допустимо в реальной обстановке, особенно боевой. Поэтому выполнять взлеты таким способом, а следовательно, и при- выкать к ним нецелесообразно. ВЗЛЕТЫ В ОСОБЫХ СЛУЧАЯХ К взлетам в особых случаях можно отнести: взлет на вертолете с вязкого фунта (с пахоты, глубокого снега), особенно в сильный ветер, взлет с высокогорной площадки, взлет с перефузочным весом и, наконец, взлет с площадки, ограниченной высокими препятствиями. Взлет с вязкого фунта по технике выполнения практиче- ски не отличается от нормального взлета. Особенностями взлета являются необходимость установки вертолета строго цротив ветра и выдерживание вертикальности отрыва вер- толета до тех пор, пока колеса шасси не оторвутся от грунта. Если при взлете с глубокого снега, особенно с доста- точно плотного или покрытого прочным настом, будет на- рушена вертикальность отделения и вертолет, не отделив- шись полностью от снежного покрова, начнет перемещаться в какую-либо стррону, это может привести к опрокидыва- нию его. Особенно сложно выполнить строго вертикальный отрыв при сильном и порывистом ветре. В этих условиях наиболее простым способом взлета, обеспечивающим безопасность, является интенсивный отрыв вертолета от земли. Взлет в этом случае выполняется так же, как и в обычных условиях, с тем лишь отличием, что темп взятия рычага «шаг-газ» вверх, особенно во второй половине его хода, надо значительно увеличить. Конечно, перед таким взлетом двигатель вертолета должен быть хо- рошо прогрет для обеспечения приемистости. 79
При взлете с особо вязкого грунта (с болота, глубокой мягкой пахоты) или с полным полетным весом для обеспе- чения безопасности взлета целесообразно использовать фор- сированную мощность двигателя. Порядок пользования фор- сажем указан выше. Взлет с перегрузочным полетным весом в обычных усло- виях должен, как правило, выполняться на форсированном режиме работы двигателя. В жаркое время года, особенно в южных районах, взлет при полном полетном весе и особенно при перегрузочном следует выполнять очень плавно. В этом случае особое вни- мание необходимо обращать на плавность разгона верто- лета после отрыва его от земли. Попытка выполнить разгон с обычным темпом может привести к резкому снижению вертолета и касанию колесами земли, что особенно неже- лательно в случае неровной поверхности. Взлет вертолета с площадки, расположенной высоко над уровнем моря, следует выполнять особенно осторожно. Чем выше над уровнем моря расположена взлетная площадка, тем труднее производить взлет. Особенно это относится к площадкам, расположенным на высоте, превышающей ста- тический потолок вертолета. Пилотирование цри взлете с таких площадок услож- няется потому, что одновременно с уменьшением распола- гаемой мощности двигателя падает и подъемная сила несу- щего винта вследствие малой плотности воздуха. Кроме того, необходимо помнить, что при взлете с вы- сокогорных площадок отсутствует возможность использо- вать форсированный режим двигателя. Для обеспечения безопасности взлет в описываемых условиях следует в отдельных случаях (при больших высо- тах) производить с неполным полетным весом вертолета. Особенно большое значение это условие имеет для грузо- вых вертолетов. Взлет вертолета с высокогорных площадок по технике выполнения и темпу разгона очень похож на взлет в жар- кое время с перегрузочным полетным весом. В случаях когда необходимо взлетать с высокогорной площадки при полном или при перегрузочном полетном весе вертолета, если позволяют размеры и состояние ее по- верхности, взлет можно выполнить так же, как на само- лете, с предварительным разбегом. 80
Техника выполнения взлета с разбегом очень похожа на взлет самолета. Установив рычагом «шаг-газ» максимально возможный наддув двигателя на данной высоте при ру- коятке коррекции, повернутой до отказа в сторону увеличе- ния газа, отклонением ручки управления от себя следует на- чать разбе1г строго против ветра. На скорости 40—50 к,м1час вертолет отделится от земли. После отрыва от земли необ- Рис. 58. Взлет вертолета с разбегом ходимо выдержать вертолет на высоте 0,5—1 м j\q набора скорости, соответствующей наибольшей скороподъемности на этой высоте, а затем перевести его в набор высоты (рис. 58). Для овладения взлетом по-самолетному необходимо в процессе обучения полетам на вертолете выполнить несколько взлетов с предварительным разбегом. Порядок выполнения таких тренировочных взлетов на одновинтовом вертолете следующий: установив вертолет на бетонной полосе или на аэродроме с твердым ровным грун- том строго против ветра, летчик должен убедиться, что в полосе взлета нет препятствий. Проверив положение засло- нок регулировки температур, триммеров и показания прибо- ров контроля двигателя, летчик приступает к взлету. Для этого, расстопорив рычаг «шаг-газ», плавным движением он перемещает его вверх, удерживая, вертолет от разворота влево правой педалью. Рычаг «шаг-газ» следует застопорить при получении надцува двигателя, примерно на 50—70 мм рт. ст. превышающего наддув, потребный для выполнения горизонтального полета на скорости, соответствующей наи- большей дальности полета. Затем плавным движением летчик отклоняет ручку управления примерно на поло- 6 Зак. 66 81
вину хода от себя. Вертолет начнет разбег. Выдерживая прямолинейность разбега, летчик продолжает его до тех пор, пока вертолет не начнет слегка подпрыгивать на неровностях почвы, скорость при этом будет около 40—50 км/час. Плавным и очень небольшим движением летчик должен передвинуть ручку управления на себя, как иногда говорят, немного «подобрать ручку». При этом движении вертолет отделится от земли. Дав ему набрать высоту около 0,5—1 м, летчик выдерживает его на этой высоте и по достижении наивыгоднейшей скорости переводит в набор высоты. Схема сил, действующих на вертолет, при разбеге по-самолетному такая же, как и при рулении. Наиболее сложными по выполнению являются взлеты на вертолете с площадок, ограниченных высокими препят- ствиями. Если размеры площадки, ограниченной высокими пре- пятствиями, достаточно велики, то взлет на вертолете с та- кой площадки выполняется обычным порядком, т. е. с набо- ром высоты на поступательной скорости, так как пилотиро- вание вертолета при наборе высоты с поступательной ско- ростью проще, чем при вертикальном наборе. Если же площадка, которую ограничивают высокие пре- пятствия, по размерам мала, то взлет с такой площадки придется . производить с вертикальным набором высоты после отрыва вертолета от земли. Размеры площадки, об1еспечивающие безопасный взлет, зависят в первую очередь от высоты окружающих ее пре- пятствий. При высоте препятствий не более 5 м размеры площадки для взлета рассматриваемого одновинтового вертолета в тихую погоду должны быть не менее 30—35 м. Это условие относится к летчикам средней квалификации, хорошо овладевшим пилотированием вертолета. При высоте препятствий до 10—15 м размеры площадки должны быть не менее 40—45 м. Для определения размеров площадки, обеспечивающих безопасный взлет вертолета в зависимости от высоты пре- пятствий, можно воспользоваться графиком, помещенным в главе VII. Порядок взлета с таких площадок следующий: установив вертолет точно посередине площадки носом против ветра, дующего над препятствиями, и проверив положение засло- нок, триммеров и показания приборов, летчик приступает к выполнению взлета. Темп взятия рычага «шаг-газ» вверх 82
должен быть достаточно плавным, чтобы легче было удер- живать вертолет на месте. В процессе увеличения мощно- сти двигателя и после отрыва особенно тщательно следует удерживать вертолет посередине площадки, не допуская резких раскачиваний. Движения ручкой уцравления должны быть при этом особенно точными и соразмеренными для предупреждения стремления вертолета сместиться в какую- либо сторону. После отрыва, продолжая увеличивать наддув двига- теля, летчик плавным перемещением рычага «шаг-газ» до номинального наддува выполняет вертикальный набор вы- соты. Наиболее трудным при этом является сохранение вер- тикальности набора высоты. Несоблюдение этого условия может привести к задеванию концами лопастей за препят- ствия и к аварии вертолета. Соблюдение вертикальности набора высоты после отрыва усложняется тем, что взгляд летчика, направленный на по- верхность площадки, невертикален, вследствие чего по мере набора высоты точка падения взгляда перемещается (рис. 59); поэтому вертикальность набора приходится до- полнительно контролировать по расстоянию до препятствий. После вертикального набора высоты, превышающей не менее чем на 10 м препятствия, окружающие площадку, следует, плавно выполнив разгон, перевести вертолет в на- бор высоты с поступательной скоростью. Взлет с подобных площадок усложняется тем, что ско- роподъемность вертолета при вертикальном наборе высоты меньше, чем при наборе высоты с поступательной скоро- стью. Кроме того, следует иметь в виду, что устойчивость вер- толета при вертикальном наборе заметно хуже, чем цри наборе с поступательной скоростью, вследствие чего значи- тельно усложняется его пилотирование на этом режиме. Еще более усложняется взлет вертолета с площадки, ограниченной высокими домами или деревьями, цри силь- ном ветре, так как вертолет, вертикально набирающий вы- соту, вблизи этих препятствий подвергается воздействию нисходящего потока и завихрений в зоне перехода от непо- движного воздуха у поверхности земли к потоку воздуха, перемещающемуся с большой скоростью над препятствиями. Поэтому в случае взлета с площадки, ограниченной пре- пятствиями, в сильный ветер особенно внимательно следует пилотировать вертолет на высоте набора, равной высоте препятствий. 6* 83
Следует также иметь в виду, что, если площадка окру- жена деревьями, надо обязательно учесть возможность их раскачивания не только ветром, но и струей от несущего винта. Рис. 59. Схема взлета вертолета с площадки, ограниченной высокими препятствиями Для обеспечения безопасности взлета при сильном ветре размеры площадки должны быть по крайней мере на 10 м больше, чем цри взлете в тихую, безветренную погоду. Для овладения взлетом с площадок, ограниченных высо- кими препятствиями», в процессе обучения полетам на вер- толете необходимо выполнить ряд тренировочных полетов. Тренировочные полеты целесообразно выполнять при- мерно в такой последовательности: — вертикальные взлеты до высоты 5 м с последующим разгоном на открытой площадке; 84
— вертикальные взлеты до высоты 10 м с последующим разгоном на открытой площадке; — вертикальные взлеты с площадки, ограниченной пре- пятствиями высотой не более 5 м; — вертикальные взлеты с площадки, ограниченной пре- пятствиями высотой до 10 м. Каждое упражнение следует выполнять до полного усвоения, строго соблюдая указанную последовательность.
ГЛАВА IV НАБОР ВЫСОТЫ И ПОТОЛОК НАБОР ВЫСОТЫ Как уже известно из предыдущей главы, набо)р высоты на вертолете можно производить двумя способами: с посту- пательной скоростью по пологой траектории и вертикально. Набор высоты на вертолете преимущественно произво- дится с поступательной скоростью, так как цри таком на- боре, помимо большей скцроподъемности, проще и пилоти- рование вертолета вследствие его несколько лучшей устой- чивости, чем при вертикальном наборе без поступательной скорости. Ознакомимся подробнее с этими режимами полета. Рас- смотрим лрафик кривых потребной мощности для горизон- тального полета вертолета и располагаемой мощности уста- новленного на вертолете двигателя в зависимости от ско- рости полета (рис. 60). Нижняя кривая показывает изменение потребных мощ- ностей горизонтального полета вертолета в зависимости от его скорости. Необычный, несколько своеобразный характер этой кривой объясняется тем, что коэффициент полезного действия несущего винта вертолета цри косой обдувке в поступательном полете значительно выше, чем при осевой обдувке на висении, вследствие резкого уменьшения индук- тивных потерь. Возрастание потребной мощности горизон- тального полета при дальнейшем увеличении скорости по- лета, несмотря на продолжающееся уменьшение индуктив- ных потерь, правда менее интенсивное, объясняется ростом профильного сопротивления, а главное — резким возраста- нием вредного сопротивления вертолета. Такое интенсивное возрастание вредного сопротивления вертолета с ростом 86
скорости полета объясняется увеличением наклона оси фю- зеляжа к горизонту по мере увеличения скорости полета, что в свою очередь заметно увеличивает мидель фюзеляжа и ухудшает условия его обтекания (рис. 61). Рис. 60. График располагаемой и потребной мощностей для гори- зонтального полета вертолета Верхняя кривая дает представление об изменении рас- полагаемой мощности на несущем винте вертолета в зави- симости от скорости полета. Располагаемая мощность на несущем винте отличается от располагаемой мощности двигателя, которая не зависит от скорости полета, на величину мощностей, затрачиваемых на рулевой винт, охлаждение двигателя и трение в транс- миссии. Мощность, расходуемая на охлаждение двигателя, практически не зависит от скорости полета, а мощность, затрачиваемая на рулевой винт, на средних скоростях по- лета слегка уменьшается за счет увеличения его коэффи- Рис. 61. Изменение миделя фюзеляжа на большой скорости полета 87
циента полезного действия, а затем вновь начинает возра- стать; по этой причине располагаемая мощность на несущем винте также слегка изменяется. Как известно, в случае равенства потребной и распола- гаемой мощностей летательный аппарат способен выполнять горизонтальный полет. Из графика видно, что располагаемая и потребная мощ- ности вертолета равны в точке их пересечения (точка В). Эта точка соответствует максимальной скорости горизон- тального полета, так как при дальнейшем увеличении ско- рости потребная мощность становится больше располагае- мой; следовательно, вертолет может продолжать полет на этой скорости только со снижением. В точке А потребная мощность горизонтального полета (скорость полета здесь равна нулю) меньше располагаемой; следовательно, вертолет вследствие избытка мощности спо- собен набирать высоту вертикально. Скороподъемность вер- толета может быть определена по формуле Vy=75^, где A2V — избыток мощности; G — полетный вес вертолета. Из формулы видно, что чем больше &N, тем больше и Vy. Из графика следует, что с ростом скорости полета вер- толета &N вначале растет до какой-то скорости (точка Б), а затем начинает уменьшаться и становится равным нулю в точке В. Следовательно, максимальная скороподъемность верто- лета будет при скорости полета, соответствующей точке Б, на номинальном режиме работы двигателя. Точка Б с достаточной точностью может быть найдена путем проведения касательной, параллельной оси скоростей, к кривой потребных мощностей горизонтального полета данного вертолета. Проследим последовательность действий летчика при наборе высоты с поступательной скоростью. Выполнив взлет и разгон до скорости, несколько мень- шей, чем наивыгоднейшая скорость набора высоты, неболь- шим плавным движением ручки управления на себя (дви- жение ручки должно быть двойным) летчик, приподняв нос вертолета, переводит его в набор высоты. В цроцессе взлета и разгона следует очень внимательно контролировать на слух плавность работы двигателя. При 88
переводе вертолета в набор высоты необходимо по прибо- рам контроля работы двигателя проверить наддув и обо- роты, а также давление масла, бензина и температуры го- ловок цилиндров и масла. Если наддув и обороты двигателя соответствуют номинальному режиму и показания осталь- ных приборов нормальны, можно продолжать набор вы- соты. В тех случаях, когда наддув двигателя или его обо- роты отличаются от номинальных, следует привести их к номинальным величинам. Порядок действия при этом должен быть следующим: 1) если обороты двигателя номинальные, а наддув меньше номинального, следует, не поворачивая рукоятки коррекции газа, немного поднять рычаг «шаг-газ» вверх; 2) если над- дув номинальный, а обороты больше или меньше номиналь- ных, следует при излишних оборотах, повернув рукоятку коррекции газа в сторону уменьшения газа, убавить обо- роты до номинальных; при меньших оборотах следует, повернув рукоятку коррекции в сторону увеличения газа, увеличить обороты до номинальных. В обоих случаях цри изменении наддува двигателя вследствие поворота рукоятки коррекции нужно довести его до номинального значения соответствующим перемещением рычага «шаг-газ». Как уже говорилось ранее, выдерживание наивыгодней- шей скорости набора высоты, так же как и на самолете, облегчается в том случае, если летчик запоминает положе- ние фюзеляжа вертолета в пространстве при этом режиме полета, ориентируясь по положению линии естественного горизонта на переднем стекле кабины летчика. Следует отметить, что запоминание положения фюзе- ляжа любого летательного аппарата — вертолета, самолета или планера — на любом режиме полета црактикуется всеми летчиками в визуальных полетах (при видимости горизонта и земной поверхности). Четкое цредставление о положении летательного аппа- рата относительно естественного горизонта на всех режимах полета не только значительно уцрощает его пилотирование, но и является необходимым условием выполнения полета в случае отказа указателя скорости или приборов контроля работы двигателя. Так как на рассматриваемом одновинтовом вертолете установлен высотный двигатель, то обороты двигателя, а следовательно, и несущего винта по мере набора высоты при неизменном положении рычага «шаг-газ» и рукоятки 89
коррекции начинают возрастать. Разберем это явление по- дробнее. Высотным называется такой двигатель, мощность кото- рого сохраняется до известной высоты. У обычного невысот- ного двигателя по мере набора высоты мощность все время уменьшается вследствие уменьшения с высотой плотности воздуха (рис. 62). Для сохранения мощности двигателя на высоте его снабжают специальным нагнетателем воздуха, который Рис. 62. График изменения мощности двигателя в зависимости от высоты полета обеспечивает нормальное давление воздуха на входе в дви- гатель до заданной высоты. Нагнетатель, установленный на двигателе, снабжается автоматически работающим регулятором постоянного дав- ления (РПД) воздуха на выходе его из нагнетателя. Это необходимо для того, чтобы у земли, где воздуха достаточно и без нагнетателя, двигатель не имел «перенад- дува», т. е. чтобы в двигатель не подавался воздух с чрез- мерно большим избыточным давлением. «Перенаддув» опа- сен для двигателя вследствие возрастания его мощности. Изменение мощности двигателя в зависимости от высоты показано на рис. 62. Из графика видно, что мощность вы- сотного двигателя с увеличением высоты не только сохра- 90
няется неизменной, но даже слегка возрастает. Происходит это потому, что с увеличением высоты уменьшается проти- водавление на выхлопе двигателя и понижается темпера- тура окружающего воздуха при неизменном давлении его на всасывании. Высота, на которой мощность двигателя достигает мак- симума, называется границей высотности двигателя, или расчетной высотой. Здесь уместно упомянуть, что форсирование двигателя на взлете производится за счет отключения РПД и прину- дительного открытия дроссельной заслонки карбюратора. При взлете с высокогорной площадки, имеющей высоту, близкую к границе высотности двигателя, нельзя поэтому получить форсированную мощность двигателя, так как в этом случае заслонка карбюратора уже на номинальной мощности открыта полностью. При взлете с высокогорных площадок, лежащих на вы- сотах ниже границы высотности двигателя, использование его форсированной мощности возможно, но увеличение мощ- ности при этом будет значительно меньше, чем на уровне моря. Возрастание мощности высотного двигателя с набором высоты при одновременном падении плотности окружаю- щего воздуха, вследствие чего несущий винт становится «легче», т. е. испытывает меньшее сопротивление, приводит к увеличению оборотов. Набор высоты на повышенных оборотах нежелателен, так как при этом повышается износ двигателя, сокращается срок его службы и значительно ухудшается коэффициент полезного действия несущего винта. Поддержание постоянных оборотов двигателя при наборе высоты загружает внимание летчика и отвлекает его от пилотирования. Для обеспечения пилотирования вертолета при наборе высоты и обеспечения нормальной скороподъемности мо- жет быть рекомендован следующий способ сохранения сред- них номинальных оборотов двигателя. Выполнив взлет и переведя вертолет в набор высоты, следует сразу же установить обороты двигателя на 30—50 в минуту менее номинальных при номинальном наддуве. Когда вертолет наберет высоту, на которой обороты двига- теля возрастут и превысят номинальные на 30—50 в минуту, следует, расстоперив рычаг «шаг-газ», поднять его вверх до получения оборотов на 30—50 в минуту менее номинальных 91
и зафиксировать его в этом положении. При повторном возрастании оборотов двигателя следует опять увеличить шаг и проделывать это до расчетной высоты двигателя. Перестановка рычага «шаг-газ» при этом производится при- мерно через 1000 м высоты. При наборе высоты выше гра- ницы высотности двигателя рычаг «шаг-газ» должен оста- ваться в неизменном положении, так как обороты двигателя Рис. 63. График изменения наддува и оборотов двигателя и ско- роподъемности при наборе высоты при дальнейшем наборе высоты возрастать уже не будут вследствие падения мощности. Высота, на которой начнется падению наддува, и будет границей высотности двигателя. Кривые изменения наддува двигателя и скороподъемности вертолета при этом способе показаны на рис. 63. Следует остановиться еще на одной особенности пило- тирования вертолета при наборе высоты. Наивыгоднейшая скорость набора высоты неодинакова для различных высот. На вертолете с высотным двигателем наивыгоднейшая приборная скорость должна сохраняться неизменной до границы высотности двигателя. При даль- нейшем наборе высоты ее следует уменьшать на 10 км/час на каждую 1000 м. Уменьшать скорость надо плавно в те- 92
чение всего времени набора высоты выше границы высот- ности. Истинная наивыгоднейшая скорость набора высоты не- сколько отличается от приборной, так как на вертолете установлен обычный указатель скорости, не дающий пока- Рис. 64. График изменения приборной и истинной скоростей набора высоты в зависимости от вы- соты полета заний истинной скорости. На рис. 64 приведен график изме- нения приборной и истинной наивыгоднейших скоростей набора высоты, из которого видно, что истинная наивыгод- нейшая скорость набора высоты все время плавно увеличи- вается, а выше границы высотности начинает понемногу уменьшаться. Точное выдерживание приборной наивыгоднейшей ско- рости по графику обеспечивает максимальную скороподъем- ность вертолета. Говоря о наборе высоты на вертолете, мы все время имели в виду набор высоты с поступательной скоростью, т. е. под углом к горизонту. Такой вид набора высоты яв- ляется основным для всех вертолетов, так как в случае 93
набора высоты с поступательной скоростью скороподъем- ность любого вертолета в 1,5—2 раза больше, чем при вер- тикальном наборе. Способность вертолета при необходимости производить набср высоты вертикально является важным преимуще- ством этого летательного аппарата. Необходимо лишь иметь в виду, что вертикальный набор высоты на вертолете можно производить от земли до 10 м и от 150 м до статического потолка. Следует избегать набора высоты по вертикали в диапа- зоне высот 10—150 м, так как в случае отказа двигателя в пределах этих высот не обеспечена безопасная посадка на режиме самовращения несущего винта. На этом вопросе подробнее остановимся в главе VI (раздел «Самовращение несущего винта. Опасная зона»). В обычных условиях набср высоты по вертикали, как правило, не производится вследствие худшей устойчивости вертолета на этом режиме полета и значительно меньшей скороподъемности-. Вертикальные взлеты с последующим набором высоты без поступательной скорости производятся лишь в особых случаях, например при взлете с площадки, ограниченной очень высокими препятствиями, из ущелья в горах; конечно, в этом случае опасная зона 10—150 м может быть пройдена только вертикально, что хотя и рискованно, но оправдано обстановкой. ПОНЯТИЕ О ПОТОЛКЕ Для всякого самолета понятие о потолке совершенно ясно и определенно — это максимальная высота, которую может набрать данный самолет. Для вертолета существуют три понятия о потолке. Первое понятие «статический потолок» — это наибольшая высота, которую может достигнуть вертолет при наборе высоты вертикально, без поступательной скорости. Более точно понятие «статический потолок» можно сформу- лировать так: это наибольшая высота, на которой вертолет может выполнять висение, т. е. полет без поступательной скорости. В чем же разница между первой и второй формули- ровками статического потолка? Вернемся опять к потолку самолета. 94
У самолета, набирающего высоту, по Мере приближения к потолку все время уменьшается скороподъемность, а пока она еще есть, самолет может набирать высоту. Высота, которую сможет набрать самолет к тому мо- менту, когда его скороподъемность станет равной нулю, бу- дет называться теоретическим потолком самолета, так как достигнуть его практически! невозможно. Практическим по- толком самолета принято называть высоту, которую может набрать самолет к тому времени, когда его вертикальная скороподъемность уменьшится до 0,5 м/сек. Если на вертолете начать набирать высоту по вертикали, то в этом случае, так же как и на самолете, можно будет достигнуть только практического статического потолка, так как теоретический статический потолок будет недося- гаем. Но в отличие от самолета на вертолете можно достиг- нуть статического потолка, подойдя к нему сверху — с по- ступательного полета, так как статический потолок в 2—3 раза меньше динамического потолка для данного вертолета. Таким образом, можно утверждать, что на вертолете всегда можно достигнуть теоретической величины статиче- ского потолка. Поэтому целесообразно оставить лишь одно понятие — «статический потолок», исключив термины «тео- ретический» и «практический». Вторым понятием о потолке для вертолета является «динамический потолок». Практическим динами- ческим потолком вертолета называется наибольшая высота, которую может набрать данный вертолет, совершая набор высоты по наклонной траектории, к тому времени, когда его скороподъемность упадет до 0,5 м/сек. Теоретического динамического потолка вертолет достигнуть не может (рис. 65). Набор высоты по наклонной траектории на вертолете следует выполнять на скорости, соответствующей макси- мальной скороподъемности. Для рассматриваемого типа вертолета эта скорость близка к экономической скорости, цри которой избыток мощности является наибольшим. Следует иметь в виду, что полет на высоте, большей ста- тического потолка для данного вертолета, может совершать- ся только с поступательной скоростью. На рис. 66 показано, как с увеличением высоты изме- няются кривые располагаемых и потребных мощностей для вертолета с высотным двигателем. 95
Рис. 65. График скоростей набора высоты вертикально и с поступательной скоростью <---- О Ветер попутный Ветер Встречный ^эк ^наиВ ^тах. ~ V км/час Рис. 66. График изменения располагаемой и потребной мощностей в зависимости от высоты полета
Из графика видно, что располагаемая мощность двига- теля до расчетной высоты слегка увеличивается, а затем начинает уменьшаться; потребная же мощность для гори- зонтального полета все время увеличивается. Поэтому с уве- личением высоты полета уменьшается не только разница между располагаемой и потребной мощностями, но и диа- пазон скоростей, на которых имеется избыток мощности. Рис. 67. График изменения минимальных и максимальных скоростей полета вертолета в зависимости от высоты полета: а — зимой; б — летом Следовательно, минимальная скорость горизонтального полета у вертолета с увеличением высоты до статического потолка будет равна нулю; далее она начнет все время уве- личиваться; максимальная скорость горизонтального полета до расчетной высоты двигателя будет все время возрастать, а затем начнет уменьшаться. На динамическом потолке, где нет избытка мощности, т. е. располагаемая и потребная мощности равны между собой, полет возможен только на экономической скорости (рис. 67). 7 Зак. 66 97
Совершая полет на динамический потолок, летчик легко может проверить, достиг ли он потолка, плавно изменяя скорость полета в сторону ее увеличения или уменьшения; на динамическом потолке в обоих случаях при изменении скорости вертолет начнет снижаться. Выполнение полета до потолка — один из наиболее на- пряженных режимов полета вертолета. Длительная работа двигателя на номинальной мощности требует от летчика тщательного и непрерывного контроля как за выдержива- нием этого режима, так и за сохранением нормальных тем- пературных режимов двигателя. Кроме того, с увеличением высоты полета усложняется и пилотирование вертолета. Так, например, при полете на статический потолок без поступательной скорости по мере подхода вертолета к потолку увеличивается отклонение правой педали вперед, так как реактивный момент несущего винта в это время имеет максимальную величину, а эффек- тивность рулевого винта заметно уменьшается вследствие уменьшения плотности воздуха на высоте. Это требует от летчика особо тщательно удерживать вертолет от разворота влево; если будет допущено вращение вертолета влево, удержать его от разворота уже не удастся. Следует также помнить, что плохая устойчивость верто- лета цри полете без поступательной скорости сильнее про- является вблизи статического потолка вследствие ухудше- ния управляемости на высоте. При полете на динамический потолок вследствие еще большего уменьшения плотности окружающего воздуха за- метно ухудшаются устойчивость и управляемость вертолета по всем трем осям. Пилотируя вертолет вблизи динамического потолка, лет- чик ощущает, что вертолет стал более неустойчивым и хуже реагирует на отклонения органов управления. Поэтому пи- лотирование вертолета вблизи потолка и на потолке требует от летчика особо внимательного контроля за его поведе- нием и своевременных действий органами управления при попытках вертолета изменить режим полета. Третьим понятием о потолке является «статический потолок с учетом влияния земли». Как изве- стно, вертолет не может выполнять висение на высоте, пре- вышающей статический потолок. Однако вертолет допу- скает вертикальные взлеты и посадки с горных площадок, находящихся на высоте большей, чем статический пото- лок, вследствие увеличения тяги несущего винта за счет 98
«воздушной подушки». Влияние земли расширяет техниче- ские возможности вертолета, позволяя ему производить висение вблизи земли выше статического потолка. Таким образом, статическим потолком с учетом влия- ния земли называется высота площадки над уровнем моря, над которой данный вертолет еще может производить ви- сение, используя эффект «воздушной подушки». о— т
ГЛАВА V ПЕРЕХОДНЫЕ РЕЖИМЫ. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ПОЛЕТ. УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ ПЕРЕХОДНЫЕ РЕЖИМЫ. ПИЛОТАЖ Переходными режимами мы будем называть все измене- ния полета, связанные с переходом от одного режима по- лета к другому. К переходным режимам следует также от- нести разгон после взлета и торможение перед посадкой, но их мы относим соответственно к взлету и посадке, поэтому в этом разделе будем рассматривать переходные режимы, выполняемые в полете. Наиболее часто встречающимися переходными режи- мами являются переходы от набора высоты к горизонталь- ному полету и от горизонтального полета к планированию. Кроме того, вертолет позволяет выполнять ряд переход- ных режимов, более сложных по пилотированию; к ним можно отнести торможение от большой поступательной ско- рости до зависания и» разгон от висения до максимальной скорости при неизменной высоте, переход от набдра высоты к планированию, от планирования к набору высоты и ряд других. Остановимся подробнее на особенностях пилотирования вертолета при выполнении переходных режимов. Переход от набора высоты к горизонтальному полету на заданной высоте необходимо начинать заранее, пока еще не достигнута нужная высота. Величина этого упреждения зависит от вертикальной скорости набора высоты и темпа выполнения переходного режима. Следует иметь в виду, что все переходные режимы необ- ходимо выполнять плавно, особенно при. малом опыте. 100
Переход производится обычно плавным опусканием ры- чага «шаг-газ» вниз из положения, соответствующего но- минальной мощности двигателя при наборе высоты, до по- ложения, соответствующего мощности двигателя, потребной для горизонтального полета. О мощности двигателя можно судить по величине над- дува, так как обороты несущего винта и двигателя остаются практически неизменными во всем полете, исключая плани- рование на режиме самовращения несущего винта, когда обороты несущего винта остаются номинальными, а обороты двигателя меньше номинальных. Для упрощения выполнения всех переходных режимов очень важно помнить величины наддува двигателя и шага несущего винта для основных режимов полета. При изменении мощности двигателя заметно изменяется балансировка по всем трем осям, поэтому после перехода вертолета в горизонтальный полет необходимо снять усилия на ручке управления при помощи триммеров. Резкое изме- нение режима работы двигателя вызывает резкое изменение балансировки вертолета, что значительно усложняет его пилотирование. При переходе от горизонтального полета к зависанию, так же как и при выполнении ряда других подобных манев- ров, следует стараться сохранить неизменной высоту полета. Выполнение торможения или разгона без этого условия в значительной степени проще, но вместе с тем это упрощение не способствует лучшему овладению вертолетом. Чтобы в совершенстве овладеть вертолетом, торможение и разгоны следует выполнять, стараясь точно выдерживать заданную высоту полета. Для перехода от горизонтального полета к зависанию следует плавным движением опустить вниз рычаг «шаг- газ», соответствующими отклонениями ручки и педалей удерживая вертолет в горизонтальном прямолинейном полете. По мере гашения скорости плавным движением ручки управления на себя следует сохранять заданную вы- соту полета. Медленное взятие ручки управления на себя приведет к потере высоты, более энергичное взятие ручки на себя, особенно в начале торможения, заставит вертолет набирать высоту. По мере уменьшения скорости придется начинать увеличивать газ двигателю плавным подниманием рычага «шаГ’Газ» вверх, так .как :в противном случае, даже несмотря на энергичное .взятие ручки на себя, вертолет нач- нет терять высоту. При увеличении газа надо особенно 101
тщательно выдерживать прямолинейность и горизонталь- ность полета, так как при этом опять начнет изменяться ба- лансировка вертолета. Темп увеличения газа должен воз- растать по мере уменьшения скорости полета. При достижении скорости 20—25 км/час по прибору сле- дует начать уменьшать темп торможения, так как вертолет при этом охотно переходит на кабрирование и его труднее будет удержать. Уменьшение темпа торможения осущест- вляется путем небольшого вначале отклонения ручки управ- ления от себя с увеличением его по мере уменьшения ско- рости. Гашение скорости следует производить так, чтобы она не упала менее 10—15 км/час, так как указатель ско- рости, установленный на вертолете, не обеспечивает пра- вильных показаний на меньших скоростях полета. Попытка получить на указателе скорости нулевое ее зна- чение может привести к тому, что вертолет после зависания перейдет к полету назад. Перемещение вертолета назад на высоте определить очень трудно; поэтому такой полет недо- пустим и опасен, особенно при малом опыте пилотирования вертолета. Разгон с висения выполняется в порядке, обратном тор- можению. Плавным движением ручки управления слегка опускается нос вертолета, и он без снижения за счет не- большого увеличения газа переводится в поступательный полет. По мере возрастания скорости придется уменьшать мощность (газ) двигателя плавным опусканием рычага «шаг-газ» вниз до значения наддува, необходимого для го- ризонтального полета на заданной скорости. Когда же ско- рость полета превысит наивыгоднейшую (экономическую), мощность двигателя придется снова увеличивать. Темп выполнения торможения и разгона при сохранении постоянной высоты полета зависит от темпа изменения мощности двигателя. Первые разгоны и торможения следует выполнять особенно плавно. Переход с горизонтального полета на планирование вы- полняется путем плавного опускания рычага «шаг-газ» вниз, в некоторых случаях—до упора. При опускании рычага «шаг-газ» уменьшается мощность двигателя и сильно изме- няется балансировка вертолета, поэтому при выполнении этого маневра необходимо, сохраняя заданную скорость, ко- торая должна быть близкой к наивыгоднейшей, удерживать вертолет от разворота вправо отклонением вперед левой педали. 102
Наиболее сложными по выполнению являются переходы от набора высоты к планированию и от планирования к на- 6qpy высоты. Подобные маневры могут часто встречаться в повседнев- ных полетах, например когда при наборе высоты надо бы- стро перейти в планирование или при заходе на посадку необходимо уйти на второй круг. Эти маневры выполняются аналогично предыдущим при сохранении неизменной ско- рости. Основная сложность при этом заключается в сильном изменении балансировки вертолета. В понятие «пилотаж» во всех учебниках по пилотирова- нию самолетов обычно включается выполнение различных эволюций в полете. Для самолетов пилотаж разделяется на простой, сложный, высший. Не перечисляя подробно, какие эволюции относятся к пилотажу, отметим только, что простой пилотаж может вы- полняться на самолетах всех типов, а сложный и высший пилотаж — только на спортивных самолетах и истребителях. Понятие «пилотаж» применительно к вертолету включает некоторые новые значения. Если исходить из классификации самолетного пилотажа, то вертолет следует отнести к группе летательных аппара- тов, допускающих только простой пилотаж. Обучаясь полетам на самолете, летчик вначале овладе- вает горизонтальным полетом, взлетом и посадкой и только после этого приступает к пилотажу сначала простому, а за- тем по мере овладения самолетом — к сложному и, нако- нец, к высшему пилотажу. При обучении полетам на вертолете наиболее простым и легко усваиваемым для летчика, ранее летавшего на само- лете, будет полет с поступательной скоростью, а затем взлет и посадка. После полного овладения этим наиболее простым видом полета на вертолете можно приступать к обучению различным маневрам у земли и на высоте. Применительно к вертолетам вследствие ряда специфи- ческих особенностей их полета понятие «пилотаж» следует рассматривать с иной точки зрения, чем для самолетов. По-видимому, целесообразнее понятие «пилотаж» на вер- толете разделить в зависимости от высоты полета на пило- таж у земли и пилотаж на высоте. В пилотаж у земли входят: — перемещение вперед; 103
перемещение в стороны; — перемещение назад; — развороты на месте. Пилотаж на высоте включает: — набор высоты под разными углами к горизонту; — мелкие и глубокие виражи и развороты; — боевые развороты; — висение на высоте; — моторное планирование под разными углами к гори- зонту, включая вертикальное; — планирование на режиме самовращения несущего винта. Остановимся подробнее на пилотаже у земли. Пилотаж у земли следует выполнять в начале обучения только в тихую погоду над ровным и достаточно твердым фунтом. Эти полеты необходимо выполнять вдалеке от раз- личных препятствий, лучше всего в районе взлетно-поса- дочного квадрата. Поле аэродрома или площадки должно быть тщательно осмотрено, чтобы на нем не было никаких посторонних предметов, которые могли бы быть подняты струей воздуха, отбрасываемого несущим винтом, и повре- дить его. Следует иметь в виду, что даже поленья длиной до 1 м и диаметром до 20 см могут быть подняты в воздух струей несущего винта, не говоря о более мелких и легких предметах. Кроме того, необходимо, чтобы эти полеты контролиро- вались руководителем полетов либо его помощником во из- бежание столкновения вертолета с внезапно появившимися препятствиями (автомашинами, людьми и т. п.). Первые полеты на маневрирование у земли должны обя- зательно выполняться с инструктором на вертолете с двой- ным управлением. Полет вперед выполняется в такой последовательности. Выполнив взлет и зависнув над взлетным квадратом, следует проверить показания приборов контроля работы двигателя и работу двигателя на слух. Пилотажно-навигационными приборами в этом полете пользоваться не придется, можно использовать лишь радио- высотомер на первом диапазоне. Плавно отдав ручку управления от себя примерно на четверть ее хода, следует сейчас же возвратить ее почти до прежнего положения, лишь слегка не доведя до него. Вертолет опустит нос и начнет медленно двигаться вперед (рис. 68). Рекомендуется рычаг «шаг-газ» при выполнении 104
всех маневров у земли не ставить на стопор, так как иногда при неожиданных ошибках в пилотировании или при поры- вах ветра может появиться необходимость либо быстро сбросить шаг, либо также быстро, увеличив его, отойти от земли. Для этого кнопку стопора следует держать все время нажатой большим пальцем левой руки. При плавном пере- Висение, ручка Висение, р учка Движение вперед, ручка нейтрально отдана „ от себя ’ возвращена почти к нейтральному положению Рис. 68. Схема управления вертолетом при движении вперед у земли мещении вертолета вперед, назад и в стороны необходи- мости в использовании рычага «шаг-газ» обычно нет. При энергичном разгоне, когда вертолет может начать резко снижаться, следует очень небольшим плавным движе- нием рычага «шаг-газ» вверх сохранять заданную высоту. Скррость перемещения вперед не должна превышать при этом скорости быстро идущего человека. Скорость полета определяется по набеганию поверхности земли. Для остановки вертолета почти таким же движением ручки управления, как и при трогании вперед, следует взять ее на себя. Вертолет несколько поднимет нос и начнет за- медлять свое движение. Как только он полностью остано- вится, ручку управления следует двойным движением пере- местить в нейтральное положение. Движение вертолета в стороны производится соответ- ствующими отклонениями ручки управления влево или вправо. Отклонения ручки должны иметь такой же двойной характер, как и при движении вертолета вперед (рис. 69). Характерной особенностью при движении рассматривае- мого одновинтового вертолета вбок является заметное из- менение эффективности ножного управления. Если при движении вертолета вперед эффективность ножного управления практически не изменяется, то при дви- 105
женин вправо он сразу же получает стремление начать раз- ворот в ту же сторону. Для парирования этого разворота приходится довольно заметно отклонить вперед левую педаль ножного управле- ния. Чем больше скорость перемещения вертолета вбок, тем большее отклонение педали потребуется для удержания его от разворота. Движение влево, ручка возвращена почти к нейтральному положению Висение, ручка нейтрально Висение, ручка откло- нена влево Рис. 69. Схема управления вертолетом при движении в сторону При перемещении вертолета вбок не следует превышать скорости медленно идущего человека. Перемещение верто- лета влево потребует дополнительного отклонения вперед правой педали ножного управления. При перемещении вертолета в стороны следует особенно тщательно выдерживать заданную высоту (2—3 м), так как если при перемещении вертолета вперед случайное касание колесами о землю ничем не грозит, хотя это и является ошибкой, то такое же касание при боковом перемещении может привести к опрокидыванию вертолета. Перемещение вертолета назад выполняется так же, как и вперед, таким же движением ручки управления на себя. Конечно, скорость перемещения назад должна быть меньше, чем вперед, вследствие значительно худшего обзора и необычности для летчика полета назад. Еще более необычным для летчика является необходи- мость смотреть в полете назад. Умение пилотировать верто- лет, глядя назад, требует, помимо хорошего овладения вер- толетом при обычном направлении взгляда, достаточно большой тренировки в таких полетах. 106
Выполнение разворотов при висении у земли» — наиболее сложный вид пилотажа. Необходимо иметь в виду, что раз- вороты при висении надо выполнять достаточно медленно. Угловая скорость при таком маневре не должна превы- шать 20° в секунду, т. е. вертолет должен совершать разво- рот на 360° не менее чем за 18 сек. Более быстрый разворот на висении может настолько усложнить пилотирование, что будет очень трудно сохра- нить при этом нормальное положение вертолета и необхо- димую высоту висения. Следует иметь в виду также и то, что при больших угловых скоростях разворотов на висении возникают повышенные напряжения на лопастях рулевого винта. Кроме того, необходимо помнить, что выполнять раз- вороты при висении можно только в тихую, спокойную погоду, особенно при первых тренировках. При сильном и порывистом ветре выполнять такие маневры у земли нельзя, так как пилотирование вертолета настолько усложняется, что трудно гарантировать благополучное окончание такого вида пилотажа. Осваивая этот вид пилотажа у земли, надо помнить, что наш вертолет охотнее разворачивается влево и несколько хуже вправо. Происходит это потому, что разворот влево производится за счет реактивного момента несущего винта путем уменьшения тяги рулевого винта, а разворот вправо— за счет увеличения тяги рулевого винта, преодолевающей реактивный момент несущего винта. По этой же причине цри левом развороте вертолет слегка набирает высоту за счет высвобождения мощности, затрачиваемой двигателем на рулевой винт. При правом развороте вертолет начинает терять высоту за счет загрузки двигателя возросшей мощ- ностью рулевого винта. Поэтому для точного выдерживания высоты разворота следует корректировать ее соответствую- щими отклонениями рычага «шаг-газ». Разберем выполнение пилотажа на высоте. Как правило, всякий набор высоты следует производить на номинальном режиме работы двигателя. В этом случае углы наклона траектории набора высоты будут зависеть лишь от поступательной скорости. Следовательно, установив рычагом «шаг-газ» номиналь- ный режим работы двигателя и сохраняя любую заданную скорость — от несколько меньшей, чем максимальная, до скорости 10—15 км!час по прибору, можно выполнять набор высоты под любым углом к горизонту (рис. 70). 107
Следует иметь в виду, что при. скоростях набора мень- ших чем 60 км/час несколько ухудшается устойчивость и заметно уменьшается скороподъемность вертолета. Выполнение мелких и глубоких виражей на вертолете незначительно отличается от их выполнения на самолете. Линия горизонта Рис. 70. Зависимость траектории набора высоты от поступатель- ной скорости вертолета и схема сил, действующих на вертолет при наборе высоты Так же как и на самолетах, перед вводом вертолета в ви- раж необСходимо установить заданную скорость и сбаланси- ровать вертолет триммерами. В процессе ввода в вираж, сохраняя заданную скорость, увеличить наддув двигателя до величины, обеспечивающей выполнение виража без набора высоты и снижения. Скорость, крен и высота на вираже выдерживаются так же, как и на самолете. Схема сил, действующих на вертолет в процессе виража, приведена на рис. 71. Боевые развороты выполняются на вертолетах так же, как и на самолетах, но вследствие незначительного набора высоты в процессе боевого разворота выполнение его на вертолете нецелесообразно. Пилотаж в вертикальной плоскости — петля, переворот и полупетля — на рассматриваемом одновинтовом вертолете запрещен, 108
Следует различать два вида висения вертолета: непод- вижное висение относительно поверхности земли и висение относительно воздушной среды. Рис. 71. Схема сил, действующих на вертолет при вираже Висение у земли выполняется только относительно зем- ной поверхности. Близость поверхности земли при таком висении исключает необходимость пользования пилотажно- навигационными приборами. Пилотировать вертолет в этом случае легче, ориентируясь только по поверхности земли. Вследствие того что безветренной погоды практически не бывает, то, повиснув против ветра неподвижно относи- тельно поверхности земли, вертолет как бы летит поступа- тельно, перемещаясь относительно набегающей на него массы воздуха. Особенно это заметно при висении в силь- ный ветер 7—12 м/сек, когда скорость по указателю до- стигает 45 км/час. На высоте выполняется висение двух видов: висение от- носительно воздушной среды и висение относительно по- верхности земли. Неподвижное висение относительно поверхности земли на значительной высоте выполнить на вертолете практически невозможно. Сложность такого вида висения объясняется, во-первых, значительным удалением поверхности земли, вследствие чего очень трудно уловить небольшие по вели- 109
чине перемещения вертолета, и, во-вторых, отсутствием дан- ных о скорости и направлении ветра на высоте/ Неподвижное висение относительно поверхности земли на значительной высоте (500 м и выше) может быть успешно выполнено только в том случае, если известно на- правление ветра на высоте висения и если вертолет обору- дован устройством, позволяющим летчику легко определять перемещение относительно земли. Поэтому на высоте преимущественно выполняется висе- ние относительно воздушной среды. В этом случае летчика совершенно не интересуют скорость и направление ветра, так как вертолет остается неподвижным относительно окру- жающего воздуха. Но для наблюдателя, находящегося на земле, вертолет в этом случае не будет неподвижным, так как он перемещается вместе с воздухом по ветру. Только несовершенство указателя скорости, установлен- ного на вертолете, не позволяет выполнять на нем висение со скоростью, равной нулю. По этой же причине при висе- нии на высоте недопустимы перемещения вертолета назад и в стороны, так как в этих случаях летчик не может опре- делить скорости перемещения вертолета. Следует помнить, что висение на высоте относительно воздушной среды—достаточно сложный вид полета вслед- ствие заметного ухудшения устойчивости вертолета на этом режиме, а также потому, что двигатель в этом случае рабо- тает на повышенной мощности. Наддув двигателя при висе- нии на высоте заметно больше, чем при висении у земли, из-за отсутствия эффекта «воздушной подушки». Планирование вертолета, как моторное, т. е. с использо- ванием мощности двигателя, так и на режиме самовраще- ния несущего винта, может выполняться под различными углами к горизонту — от вертикального снижения на малых скоростях до планирования на скоростях, близких к макси- мальной. Подробно пилотирование вертолета на этих режи- мах рассматривается в следующей главе. МАКСИМАЛЬНАЯ СКОРОСТЬ. ДАЛЬНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА Прежде чем разбирать особенности пилотирования вер- толета на больших скоростях полета, остановимся подроб- нее на особенностях работы несущего винта при этих ско- ростях. Как уже известно, лопасти несущего винта при поступа- тельном полете работают в совершенно различных условиях. ПО
В то время как наступающая лопасть, взмахивая вверх, уменьшает свой угол атаки, чтобы ограничить величину из- быточной подъемной силы, отступающая лопасть взмахи- вает вниз, сильно увеличивая угол атаки для сохранения подъемной силы. Темп взмаха лопастей и разность углов атаки у отступающей и наступающей лопастей пропорцио- нальны скорости полета и зависят также от окружной ско- рости конца лопасти несущего винта. Отношение скорости полета вертолета к окружной ско- рости конца лопасти несущего винта выражается величиной ,i=^nont Vobp Эта величина характеризует условия работы несущего винта вертолета. Если при висении р. = 0, то цри полете на максимальной скорости для современных вертолетов вели- чина рь колеблется в пределах 0,35—0,40. С ростом числа р, возрастают маховые движения лопа- стей несущего винта, при этом углы атаки у конца отсту- пающей лопасти не только достигают критической вели- чины, но иногда и превышают ее. В результате на конце отступающей лопасти развивается срыв потока. На рис. 72 Рис. 72. Развитие зоны срыва на несущем винте вертолета в зависи- мости от скорости полета показано, как развивается зона црыва потока на несущем винте вертолета по мере увеличения скорости его полета. Комлевая часть отступающей лопасти тоже не участвует в создании подъемной силы, так как в этой части профиль лопасти обтекается с хвостика. Комлевая зона обратного обтекания также увеличивается с ростом скорости полета вертолета. 111
Из приведенных схем видно, что с ростом скорости по- лета размеры этих зон все время увеличиваются и при некоторой скорости работа несущего винта настолько ухуд- шается, что дальнейший нормальный полет вертолета ста- новится невозможным. Вертолет начинает резко раскачи- ваться в продольном и поперечном направлениях, перестает реагировать на отклонения органов управления, т. е. стано- вится неуправляемым. Такое поведение вертолета сигнали- зирует о том, что значительно превышена максимально допустимая скорость полета. В подобном случае единствен- ным средством, обеспечивающим благополучное окончание полета, является немедленный перевод вертолета на режим самовращения несущего винта с последующим уменьше- нием скорости полета. Условимся в дальнейшем для больших скоростей полета вертолета применять следующую терминологию: 1. Максимальная скорость горизонталь- ного полета, т. е. наибольшая скорость горизонталь- ного полета вертолета на номинальной мощности двигателя. 2. Максимально допустимая скорость полета, т. е. скорость полета (не обязательно горизон- тального) , ограниченная уровнем вибраций, нарушением устойчивости или управляемости, а иногда и прочностью лопастей несущего винта. Для правильно спроектированных вертолетов, имеющих достаточные запасы прочности лопа- стей несущего винта, максимально допустимая скорость всегда больше максимальной скорости горизонтального по- лета. Однако встречаются вертолеты, у которых макси- мально допустимая скорость меньше максимальной скоро- сти горизонтального полета. 3. Критическая скорость, т. е. скорость полета, при которой заметно ухудшаются устойчивость и управляе- мость вертолета, а тряска становится неприятной. Даже небольшое превышение критической скорости приводит к срыву потока на несущем винте и к потере управляемости. Совершая полеты на больших скоростях, никогда не сле- дует превышать максимально допустимой скорости полета своего вертолета. Усиление тряски и ухудшение устойчивости сигнализи- руют летчику о том, что он достиг или превысил макси- мально допустимую скорость. Выполняя полеты на больших скоростях, всегда следует сохранять обороты двигателя и несущего винта не менее номинальных, так как с уменьшением оборотов несущего 112
винта увеличивается р. и уменьшается величина критической скорости. Кроме того, следует иметь в виду, что критическая ско- рость зависит также и от полетного веса: чем больше вес вертолета, тем меньше критическая скорость. Так же как и максимальная скорость, максимально до- пустимая и критическая скорости уменьшаются с увеличе- нием высоты полета вертолета. Происходит это потому, что по мере набора высоты приходится все время увеличивать установочные углы лопастей несущего винта для сохранения постоянства его оборотов, а при этом увеличиваются и углы атаки лопастей, в результате срыв на отступающей лопасти начинается на меньших скоростях. На нашем вертолете установлен обычный указатель ско- рости, который не имеет стрелки истинной скорости. У земли приборная и истинная (фактическая) ckqpocth одинаковы. С ростом же высоты полета разница между показаниями прибора скорости и фактической скоростью полета все время увеличивается. С достаточной точностью можно счи- тать, что фактическая скорость полета рассматриваемого вертолета больше приборной на столько десятков километ- ров в час, сколько километров составляет высота его полета. Например, если на высоте 3000 м скорость по прибору 170 км/час, то фактическая скорость полета будет 200 км/час. Следует отметить, что вредное сопротивление вертолета, возрастающее с ростом скорости полета, требует все боль- шего наклона диска несущего винта вперед для увеличе- ния горизонтальной составляющей его тяги. Наклон диска несущего винта вперед вызывает наклон вперед всего верто- лета. А так как ось главного редуктора на нашем вертолете перпендикулярна к продольной оси фюзеляжа, то при по- лете с поступательной скоростью фюзеляж вертолета все время наклонен вперед и чем больше скорость, тем больше угол наклона. На больших скоростях полета этот угол достигает довольно большой величины и вызывает некоторые неудоб- ства для летчика. Для устранения этого недостатка на совре- менных вертолетах ось главного редуктора заранее накло- няют вперед на некоторый угол, подбирая его таким обра- зом, чтобы на режиме наибольшей дальности продольная ось вертолета была горизонтальна (рис. 73). Остановимся теперь на вопросе дальности и продолжи- тельности полета вертолета. 8 Зак. 66 113
Наибольшая дальность полета вертолета, так же как и самолета, при определенном запасе топлива достигается на том режиме полета, которому соответствует минимальный километровый расход топлива. Наибольшая продолжитель- Рис. 73. Наклон продольной оси фюзеляжа вертолета в горизон- тальном полете с одинаковой скоростью: 1 — для вертолета с вертикальной осью главного редуктора; 2 — для верто- лета, у которого ось редуктора наклонена вперед ность полета соответствует режиму полета с минимальным часовым расходом топлива. На рис. 74 приведен график дальности и продолжитель- ности полета. Такой график составляется с учетом расхода Рис. 74. График дальности (L) и продолжительности (т) полета. Определение скоростей наибольшей дальности и продолжительности полета вертолета топлива на взлет и набор высоты, на выполнение полета по кругу перед посадкой и резервного запаса топлива. Резерв- ный запас топлива составляет 10—15% общего запаса топ- 114
лива и зависит от количества вертолетов, летящих одновре- менно, от условий полета и т. д. Дальность и продолжи- тельность полета вертолета зависят от оборотов двигателя и высоты полета. Минимальные километровые и часовые расходы топлива, так же как и на самолете, могут быть достигнуты только при пониженных оборотах двигателя. Высота, соответствующая наибольшей дальности и про- должительности полета, для вертолета с высотным двигате- лем будет близка к границе высотности двигателя. Для вертолета с невысотным двигателем наибольшие дальность и продолжительность могут быть получены при полете у земли. Последовательность действий летчика при полете на дальность примерно следующая. После набора высоты на режиме максимальной скороподъемности метров за пять- десят до заданной высоты следует начать перевод вертолета в горизонтальный полет. Так как скорость полета на дальность больше скорости набора высоты, переводить вертолет в щризонтальный по- лет в этом случае следует иначе, чем обычно. Уменьшать вертикальную скорость при подходе к задан- ной высоте сначала необходимо не убавлением газа двига- теля, а увеличением скорости полета. Достигнув заданной скорости полета, плавным поворо- том рукоятки коррекции в сторону уменьшения газа уба- вить наддув и обороты двигателя. Когда рукоятка коррек- ции будет повернута до упора, обороты двигателя должны соответствовать заданным, но не быть ниже мини- мально допустимых. Однако наддув двигателя в этом слу- чае не будет соответствовать потребному для полета на дальность, поэтому соответствующим перемещением рычага «шаг-газ» следует установить требуемый наддув и после этого сбалансировать вертолет, сняв нагрузку с ручки управления триммерами. Установлению заданного режима полета может помочь указатель шага несущего винта; но цри этом необходимо помнить величину шага для данной высоты полета. При не- котором навыке установление заданного режима полета производится очень легко путем одновременного поворота рукоятки коррекции газа и соответствующего перемещения рычага «шаг-газ». При ознакомлении с режимом работы двигателя для по- лета вертолета на дальность летчику, ранее летавшему на я* 115
самолетах, бросается в глаза одна особенность — довольно большие обороты двигателя. Дело в том, что при полете на дальность самолета с поршневым двигателем обороты двигателя устанавливаются минимально возможные, исходя только из условий устой- чивой его работы. При полете вертолета на дальность ми- нимально допустимые обороты двигателя зависят от мини- мально допустимых оборотов несущего винта, так как передаточное число редуктора постоянно. Минимум оборо- тов несущего винта выбирается из двух условий: во-первых, из условий сохранения необходимого р., т. е. недопущения Срыва потока на несущем винте, и, во-вторых, из условий надежного перевода вертолета на режим самовращения несущего винта в случае отказа двигателя. Конечно, повышенные обороты двигателя заметно умень- шают дальность полета вертолета, поэтому для увеличения дальности полета целесообразно было бы устанавливать на нем двухскоростной главный редуктор. При полете на дальность следует точно выдерживать за- данный режим работы двигателя. Колебания высоты полета необходимо исправлять не изменением режима работы дви- гателя, а изменением сксфости полета. В первой половине полета, когда горючее еще не выра- ботано и полетный вес больше среднего полетного веса, скорость полета будет несколько меньше наивыгоднейшей. Во второй половине полета, когда полетный вес вертолета станет меньше среднего веса, скорость увеличится и превы- сит наивыгоднейшую. При необходимости продержаться в воздухе наибольшее время полет следует выполнять на режиме наибольшей продолжительности. Скорости, соответствующие режимам наибольшей даль- ности и продолжительности полета, могут быть определены с достаточной точностью из графика располагаемых и по- требных мощностей для данного вертолета. Скорость, со- ответствующая наибольшей дальности,—наивыгоднейшая— может быть определена путем проведения касательной из начала координат к кривой потребных мощностей горизон- тального полета (см. рис. 66). Скорость, соответствующая наибольшей продолжитель- ности полета, — экономическая — определяется путем цроведения касательной, параллельной оси скоростей, к кривой потребных мощностей горизонтального полета (см. рис. 66). 116
Все полеты по маршрутам -и перелеты следует выпол- нять только на режиме максимальной дальности полета. В случае встречного ветра на маршруте скорость полета следует держать несколько большей, чем наивыгоднейшая, при попутном ветре — несколько меньшей. Величину ско- рости при попутном или при встречном ветре можно опре- делить по графику потребной мощности горизонтального полета (см. рис. 66) путем проведения касательных из то- чек, соответствующих скорости ветра. Измененные скорости в этих случаях все же не должны отличаться от наивыгод- нейшей белее чем на ±20—25 км/час в зависимости от на- правления ветра и его скорости. Уместно напомнить, что если при перелетах современ- ных реактивных самолетов, скорость которых превышает 800 км/час. влиянием ветра на маршруте можно прене- бречь, то при перелетах на вертолетах, скорость которых обычно не превышает 200 км/час,. влияние ветра необхо- димо строго учитывать. В визуальном полете следует вести ориентировку, свое- временно внося нужные поправки в курс. При полете в об- лаках или за облаками для определения своего местополо- жения следует использовать радиосредства. При окончании перелета переход с крейсерского режима выполняется в обратном порядке. Одновременно с увеличе- нием газа поворотом рукоятки коррекции в нейтральное положение следует уменьшить шаг несущего винта опуска- нием рычага «шаг-газ» до получения номинальных оборотов двигателя. Попытка перевода вертолета на планирование только опусканием рычага «шаг-газ» вниз без поворота рукоятки коррекции в нейтральное положение может привести к временному падению оборотов несущего винта ниже мини- мально допустимых. Наиболее часто встречаются следующие ошибки при переходе от набора высоты к полету по маршруту и на- оборот: — некоординированные движения рукояткой коррекции и рычагом «шаг-газ», в результате чего не сразу удается установить необходимый режим; это усложняет пилотиро- вание, так как отвлекается внимание летчика; — изменения режима работы двигателя в процессе по- лета для сохранения заданных высоты и скорости, что при- водит к повышенному расходу топлива и уменьшению даль- ности полета. 117
При полетах по маршруту и перелетах следует периоди- чески проверять показания приборов контроля работы дви- гателя и постоянно контролировать остаток топлива по бен- зиномеру. УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ Вертолет, как и все летательные аппараты, должен обла- дать некоторой устойчивостью и управляемостью. Под устойчивостью летательного аппарата принято по- нимать его способность без вмешательства со стороны лет- чика восстанавливать равновесие, нарушенное какой-либо внешней причиной, иными словами, способность летатель- ного аппарата самостоятельно сохранять заданный режим полета. Те летательные аппараты, у которых без вмешательства летчика с ростом скорости полета появляются моменты, стремящиеся перевести аппарат на кабрирование, являются устойчивыми. Летательные аппараты, у которых при этих же усло- виях возникают моменты, стремящиеся перевести аппарат в пикирование, являются неустойчивыми. Для удобства анализа устойчивости летательных аппа- ратов условно различают статическую и динамическую устойчивость. Статической устойчивостью принято назы- вать стремление летательного аппарата вернуться к нару- шенному режиму полета после исчезновения возмущения благодаря наличию восстанавливающих сил и моментов. Под динамической устойчивостью принято понимать весь процесс возмущенного движения летатель- ного аппарата относительно положения равновесия после его нарушения. Повторяем, что это разделение устойчивости условное, так как на практике трудно разделить устойчивость на ста- тическую и динамическую, особенно для вертолетов. Управляемость — способность летательного аппарата реагировать на действия летчика, т. е. на отклонения орга- нов управления. Между устойчивостью и управляемостью существует тес- ная зависимость. Совершенно естественно, что более устойчивый летатель- ный аппарат, т. е. такой, для нарушения режима полета ко- торого потребуются более мощные внешние импульсы, по- 118
требует и больших отклонений органов управления для •изменения режима полета. Следовательно, более устойчивый аппарат при прочих равных условиях будет обладать худшей управляемостью. Становится ясным, что попытки создания чрезмерно устойчивого летательного аппарата приведут к тому, что этот аппарат будет обладать плохой управляемостью, а по- этому будет сложным в пилотировании. Необходимое соответствие между устойчивостью и управляемостью летательных аппаратов должно выби- раться из условий их назначения и особенностей эксплуа- тации. Так, например, нельзя требовать одинаковой устой- чивости или одинаковой управляемости транспортного и спортивного самолетов. Дальний бомбардировщик, совер- шающий длительные полеты, должен обладать достаточно большой устойчивостью и не нуждается в высокой манев- ренности — управляемости. Фронтовой истребитель, в задачи которого входит бой с истребителями, естественно, не дол- жен быть излишне устойчивым, так как это ухудшит его маневренность, зато он должен обладать прекрасной управ- ляемостью. По степени устойчивости все летательные аппараты можно разделить на устойчивые, нейтральные и неустой- чивые. Устойчивыми аппаратами называются такие, которые без участия летчика восстанавливают нарушенный режим полета после прекращения действия возмущения. Нейтральными называются такие аппараты, которые после исчезновения причин, нарушивших исходный режим полета, сохраняют новый режим. Неустойчивыми называются летательные аппараты, ко- торые после исчезновения причин, вызвавших нарушение режима полета, все больше уходят в одну или в другую сторону от исходного режима полета. Все эти рассуждения чисто теоретического характера. Как правило, не существует летательных аппаратов, кото- рые могли бы быть целиком отнесены к одному из видов устойчивости. Устойчивость большинства летательных аппаратов зави- сит от их центровки, скорости и режима полета. Многие ле- тательные аппараты обладают всеми видами устойчивости при различных центровках, режимах и скоростях полета; при одних условиях они устойчивы, при других — ней- тральны, а при некоторых могут быть и неустойчивыми. 119
Управляемость, так же как и устойчивость, может изме- няться в широких пределах в зависимости от условий по- лета. Следует оговориться, что если у самолета изменение цен- тровки — положения центра тяжести самолета относительно САХ (средней аэродинамической хсрды) — является очень эффективным средством, влияющим на характеристики его устойчивости, то на одновинтовом вертолете изменение его центровки влияет на устойчивость в значительно меньшей степени. При изменении центровки вертолета, т. е. изменении по- ложения его центра тяжести относительно оси несущего винта, вследствие различной его загрузки или выгорания топлива в полете изменится лишь наклон оси фюзеляжа, а также положение автомата-перекоса и ручки уцравления. Так, например, при отсутствии пассажиров в кабине верто- лета его центровка станет более задней и он будет летать с опущенным хвостом так, чтобы тяга несущего винта про- ходила через центр тяжести; ручка управления при этом будет отклонена вперед. Наоборот, при наличии пассажи- ров и выгорании большей части горючего центровка верто- лета станет более передней и для обеспечения равновесия моментов он должен летать с опущенным носом; в этом случае ручка уцравления уйдет на себя (рис. 75). Рис. 75. Полет вертолета при задней (/) и передней (2) центровке Допустимые эксплуатационные центровки вертолета по- лучаются из условия необходимых отклонений ручки управ- ления, обеспечивающих управление им при предельных центровках. Из сказанного ясно, что изменения центровки у одновин- тового вертолета не должны быть очень большими, так как 120
при предельных центровках значительно усложняется его пилотирование. Остановимся несколько подробнее на понятии «центровка вертолета». Под центровкой вертолета принято понимать положение его центра тяжести относительно оси и плоскости вращения несущего винта, выраженное в миллиметрах. Рис. 76. Центр тяжести вертолета Центром тяжести (ЦТ) вертолета (самолета) назы- вается точка приложения равнодействующей всех сил веса деталей и грузов вертолета (рис. 76). Напомним, что у вертолетов, как и у самолетов, разли- чают устойчивость и управляемость по трем осям: продоль- ную, поперечную и путевую. Чтобы вертолет (самолет) был простым в пилотирова- нии, он должен быть достаточно устойчивым и управляемым по всем трем осям. Кроме того, очень важно, чтобы устой- чивость и управляемость по всем трем осям имели опреде- ленное соотношение. Так, например, большая поперечная устойчивость при малой путевой или малая поперечная устойчивость при большой путевой может сделать полег на летательном аппарате не только неприятным, но в некото- рых случаях и очень сложным. То же самое можно сказать и об управляемости). Вследствие взаимной зависимости между поперечной и путевой устойчивостью и управляемостью их часто объеди- няют под общим понятием боковой устойчивости и управ- ляемости. Между продольной и боковой устойчивостью и управ- ляемостью также необходимо соблюдать определенное, вы- работанное практикой соотношение. 121
Наиболее современные модели вертолетов обладают не- которыми запасами устойчивости и достаточно хорошей управляемостью на основных режимах полета. Рассматриваемый одновинтовой вертолет по устойчиво- сти на основных режимах полета можно отнести к маши- нам нейтральным, так как запас устойчивости у него очень мал. Кроме того, его управляемость характерна заметным запаздыванием. Причина запаздывания управления кроется в самом принципе управления вертолетом. Если на самолете моменты, необходимые для управле- ния им, создаются сравнительно небольшими рулевыми по- верхностями, находящимися на больших плечах относи- тельно центра тяжести самолета, то на вертолете такие же моменты создаются при малых плечах большой силой — тягой несущего винта (рис. 77). Рис. 77. Силы и моменты, используемые для управления самолетом и вертолетом Естественно, что, отклоняя любую рулевую поверхность на самолете, очень легко изменить направление движения небольшой массы воздушного потока, которая почти сразу меняет свое направление, а следовательно, эффект управ- ления проявляется немедленно после отклонения ручки управления самолетом. Отклонение ручки управления на вертолете вызывает со- ответствующий наклон автомата-перекоса, который, изме- няя установочные углы лопастей несущего винта, застав- ляет наклониться в нужную сторону его плоскость враще- 122
ния. В результате изменяется направление движения боль- шой массы воздуха, отбрасываемой несущим винтом. Для изменения положения в пространстве лопастей не- сущего винта, имеющих большие размеры и вес, и измене- ния направления потока воздуха необходимо некоторое время, которое и обусловливает эффект запаздывания управления. Летчик, выполняющий свой первый полет на вертолете, с удивлением замечает, что, несмотря на все его старания удержать вертолет от раскачивания, ему это не удается, особенно в поперечном направлении. Покачивания вертолета в этом случае не принимают угрожающего характера, но неприятны вследствие ощу- щения беспомощности, так как первое время их не удается парировать. Любой самолет реагирует на отклонения органов управ- ления практически без запаздывания, и у летчика, ранее ле- тавшего на самолетах, выработалась привычка к управле- нию такого типа. Выполняя же полет на вертолете, управление которым обладает заметным запаздыванием, летчик первое время пытается управлять им плавными движениями ручки управ- ления, характерными для самолета, что и является причи- ной раскачивания. Устойчивость вертолета зависит от моментных характе- ристик несущего винта, фюзеляжа, рулевого винта и осталь- ных частей вертолета. Как известно, с ростом скорости поступательного полета вертолета маховые движения лопастей несущего винта уве- личиваются, следовательно, увеличивается «завал» несу- щего винта назад. Плоскость, или, как иногда говорят, «тюльпан», несущего винта как бы сдувается назад встреч- ным потоком воздуха (рис. 78). В результате несущий винт с ростом скорости полета вертолета создает кабрирующий момент. Таким образом, несущий винт устойчив по ско- рости. Фюзеляж одновинтового вертолета с ростом скорое™ полета создает пикирующий момент, следовательно, он неустойчив по скорости. Направление вращения рулевого винта выбрано таким, что он создает кабрирующий момент, несколько улучшая устойчивость вертолета. Однако устойчивость рассматриваемого одновинтового вертолета в результате суммирования моментов всех его частей очень близка к нейтральной. 123
Рис. 78. Завал «тюльпана» несущего винта при полете с поступатель- ной скоростью Если проследить, как изменяется устойчивость одновин- тового вертолета в зависимости от скорости полета, то по его балансировочной кривой видно, что на малых скоро- стях он нейтрален, так как усилие на ручке с изменением скорости почти не меняется; на средних скоростях вертолет устойчив, так как увеличение скорости требует увеличения усилия на ручке управления от себя; на больших скоростях он опять становится нейтральным и даже неустойчивым, так как усилия на ручке управления с ростом скорости полета уменьшаются. Для увеличения продольной устойчивости вертолета на нем устанавливают стабилизатор. Создавая кабрирующий момент, стабилизатор улучшает характеристики устойчиво- сти вертолета. Естественно, что при висении стабилизатор не улучшает устойчивость вертолета. Балансировочная кривая для рассматриваемого одно- винтового вертолета со стабилизатором показывает, что его устойчивость с ростом скорости остается все время поло- жительной. Выполняя полеты на различных вертолетах, можно су- дить об их устойчивости и управляемости, сравнивая их между собой. Кроме того, об устойчивости некоторых вертолетов (самолетов) можно судить по отклонению, или, как гово- рят, по расходу, ручки управления в зависимости от ско- рости полета. Если с увеличением скорости полета ручку все время приходится отклонять от себя, это значит, что вертолет устойчив. Такими характеристиками обладают вертолеты со стабилизаторами. В этих случаях и градиент 124
Рис. 79. Балансировочные кривые вертолета: 1 — без стабилизатора; 2 — со стабилизатором, 3 — неустойчивого вер- толета Рис. 80. Положение фюзеляжа вертолета при полете с по- ступательной скоростью: 1 — скольжение; 2 — крен 125
усилий на ручке управления по скорости полета также гово- рит об устойчивости вертолета. Если же при увеличении скорости полета для баланси- ровки вертолета ручку управления приходится брать на себя даже незначительно, это сигнализирует о том, что вер- толет неустойчив (рис. 79). Об управляемости вертолета можно судить по чувстви- тельности управления. Чувствительностью управления на- зывается угловая скорость вращения вертолета относи- тельно какой-либо его оси при отклонении на 1° автомата- перекоса или при изменении шага рулевого винта. Следует также помнить еще об одной особенности устойчивости и управляемости вертолета одновинтовой схемы. Боковая сила несущего винта, появляющаяся при по- лете с поступательной скоростью вследствие его «завала» вбок, которая не может быть уравновешена тягой рулевого винта на всех режимах полета, заставляет выполнять пря- молинейный полет либо с соответствующим креном, либо со скольжением (рис. 80). Эту особенность пилотирования одновинтового вертолета особенно следует учитывать при полетах по приборам. о
ГЛАВА VI ПЛАНИРОВАНИЕ МОТОРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ. ВИХРЕВОЕ КОЛЬЦО Моторным планированием мы будем называть плани- рование вертолета с частичным использованием мощности двигателя для регулирования вертикальной скорости сни- жения. Как уже известно из предыдущей главы, моторное пла- нирование может производиться под различными углами к горизонту — от очень пологого до отвесного, в диапазоне скоростей от максимальной до 10—15 км/час. При моторном планировании на больших скоростях не следует превышать максимально допустимую скорость полета. Не следует также превышать вертикальную скорость снижения 4—5 м/сек по вариометру при отвесном моторном планировании. Схемы сил при моторном планировании с поступательной скоростью и при отвесном планировании показаны на рис. 81. Устойчивость вертолета на режиме моторного планиро- вания изменяется почти так же, как и в горизонтальном полете. Обороты несущего винта цри моторном планирова- нии следует сохранять в диапазоне от номинальных до ми- нимально допустимых. Производя моторное планирование с больших высот или в холодное время года, необходимо особенно внимательно следить за температурными режимами двигателя во избежа- ние его переохлаждения. Остановимся подробнее на режиме вихревого кольца. 127
При висении вертолета масса воздуха, проходящая че- рез диск несущего винта, отбрасывается вниз с достаточно большой скоростью, вследствие чего тяга несущего винта равна весу вертолета. Некоторые потери имеют место в этом случае из-за перетекания небольшого количества воз- духа у концов лопастей снизу, из зоны с повышенным дав- лением в зону пониженного давления. Подходя к винту Рис. 81. Моторное планирование с поступательной ско- ростью (/) и отвесное (2) сверху с достаточно большой скоростью, эта часть воздуш- ного потока практически не участвует в создании подъемной силы. При отвесном снижении вертолета с вертикальной ско- ростью 3—5 м/сек спектр обтекания несущего впита несколько изменяется. Снижаясь с работающим двигателем, вертолет увлекает с собЬй и массу воздуха, протекающую через несущий винт, Причем над винтом разрежение увеличивается, а отбрасы- ваемый вниз воздух, встречая лежащие ниже невозмущен- ные слои воздуха, выполняющего роль своеобразного клина, изменяет направление своего движения, и уже большая его часть начинает участвовать в создании кольцевого вихря вокруг несущего винта. Потери на винте резко возрастают, и скорость снижения увеличивается. 128
Возросшая скорость снижения (6—10 м)сек) приводит к тому, что резко возрастает разрежение над несущим вин- том и еще большее количество воздуха начинает прини- мать участие в вихревом кольце вокруг несущего винта. Увеличение мощности двигателя в этом случае не увели- чивает подъемной силы несущего винта, и вертолет, окру- женный вихревым кольцом, опускается в невозмущенные слои воздуха, раздвигая их подобно своеобразному клину. 2 Рис. 82. Вихревое кольцо: 1 — висение вертолета; 2 — малая скорость снижения; 3 — большая скорость сни- жения В результате окружающая масса воздуха вообще пере- стает участвовать в создании подъемной силы, а скорость снижения возрастает, несмотря на полную мощность дви- гателя (рис. 82). При снижении вертолета в режиме вихревого кольца ухудшаются его устойчивость и управляемость и возникает интенсивная тряска всего вертолета. Режим вихревого кольца до настоящего времени еще недостаточно исследован, однако для вывода вертолета из этого опасного режима достаточно перевести его на режим самовращения несущего винта. В этом случае вихревое кольцо исчезает и вертолет начинает устойчиво снижаться на режиме самовращения. Вертикальное снижение на ре- жиме самовращения не обеспечивает безопасного призем- ления из-за большой скорости снижения. Поэтому, переведя Va-9 Зак. 66 129
вертолет на режим самовращения опусканием рычага «шаг- газ» вниз до получения устойчивых оборотов несущего винта, равных номинальным, следует плавным отклонением ручки управления от себя перевести вертолет в поступатель- ный полет. САМОВРАЩЕНИЕ НЕСУЩЕГО ВИНТА. ОПАСНАЯ ЗОНА Режим самовращения несущего винта (авторотация) — самый интересный режим его работы. На этом режиме не- сущий винт вертолета, не потребляя мощность двигателя, не только вращается, сохраняя необходимые обороты, но и создает тягу, обеспечивающую безопасное планирование и управляемость. Необходимым условием самовращения несущего винта является прохождение воздушного потока снизу вверх через диск несущего винта, поэтому этот режим возможен только при снижении вертолета и напоминает режим планирования самолета с задросселированным двигателем. Планировать на режиме самовращения несущего винта можно на всех скоростях — от максимальной до отвесного планирования. Вертикальная скорость снижения вертолета зависит от скорости планирования. Кривая, показывающая зависи- мость вертикальной скорости снижения от поступательной скорости полета на режиме самовращения несущего винта, называется указательницей глиссад планиро- вания (рис. 83). Поступательную скорость, соответствующую наимень- шей скорости снижения, можно найти, проведя касательную к кривой, параллельную оси поступательной скорости. Ско- рость, соответствующую наибольшему качеству вертолета, т. е. скорость, при которой вертолет пролетит наибольшее расстояние, планируя с данной высоты, можно определить, проведя касательную из начала координат. Режим самовращения несущего винта имеет опромное значение для вертолета, так как он обеспечивает выполне- ние посадки в случае отказа двигателя. На этом режиме полета вертолет как бы превращается в автожир, и подъемная сила несущего винта при этом воз- никает за счет скоса потока, протекающего через диск не- сущего винта снизу вверх (рис. 84). Какая же причина заставляет вращаться несущий винт вертолета на этом режиме? 130
Рис. 84. Схема сил, действующих на вертолет при планирова- нии на режиме самовращения несущего винта Многие считают, что несущий винт в этом случае дол- жен вращаться в сторону, обратную первоначальному вра- щению, т. е. хвостиком вперед, так как его лопасти имеют положительный установочный угол. Однако, как увидим дальше, это мнение справедливо только при двух условиях: 1) если вертолет начнет снижение с остановленным винтом, что невозможно, и 2) если лопасти несущего винта верто- лета будут иметь установочные углы, превышающие крити- ческие углы профиля лопастей. V2-9* 131
Следует сказать, что для обеспечения устойчивого ре- жима самовращения несущего винта необходимо умень- шить установочные углы его лопастей до некоторой малой величины путем опускания рычага «шаг-газ» вниз. Этот процесс очень похож на перевод самолета в режим плани- рования. Рассмотрим схему сил, действующих на элемент лопасти несущего винта (рис. 85). Ф ® Рис. 85. Схема сил, действующих на элемент лопасти несущего винта при работе его на режиме самовращения: / — установившийся режим; 2 — рост оборотов; 3 — падение оборотов Как известно, подъемная сила профиля Y всегда пер- пендикулярна к потоку, а лобовое сопротивление профиля X направлено по потоку. Полная аэродинамическая сила эле- мента лопасти будет равна геометрической сумме сил Y и X. Когда полная аэродинамическая сила элемента лопасти 7?вп перпендикулярна к плоскости вращения несу- щего винта, то этот случай соответствует установившемуся режиму самовращения несущего винта. В случае уменьшения оборотов несущего винта по ка- кой-либо причине окружная скорость шг элемента лопасти уменьши гея, при этом увеличится угол атаки а, а следова- тельно, 7?вя наклонится вперед. Появившаяся горизонталь- ная составляющая, направленная в сторону вращения несу- щего винта, начнет разгонять лопасть. Как только окруж- ная скорость элемента лопасти достигнет исходной величины, полная аэродинамическая сила Я»я снова станет перпендикулярной к плоскости вращения несущего винта. 132
При случайном увеличении оборотов несущего винта угол атаки элемента лопасти уменьшится, R3„ наклонится назад, появится горизонтальная составляющая, тормозящая вращение лопасти, и обороты вновь упадут до равновесных. Следовательно, необходимым условием установившихся оборотов режима самовращения для элемента лопасти яв- ляется равенство <р = а— 6. График изменения (а — 9) по а носит название графика запаса самовращения профиля (рис. 86). Проводя прямую, параллельную оси а, для угла <ро, со- ответствующего нашему установочному углу, получим две точки Ai и А2. Тогда заштрихованная часть графика будет представлять область, в которой возможно самовращение для нашего профиля при <р0. Однако практически может быть использована только левая часть кривой от точки А\ до точки Б, соответствую- щая устойчивому, установившемуся самовращению, в нашем случае — точка соответствующая углу атаки аь В самом деле, если по какой-либо причине несущий винт замедлит вращение, то угол а увеличится и появятся силы, ускоряющие вращение винта, так как а — О в этом ♦В Зак. 66 133‘
случае станет больше, чем фо- Ускорение вращения будет протекать до тех пор, пока а — 0 не станет равной фо. Если же несущий винт увеличит обороты, то угол а уменьшится, а — 0 станет меньше фо и замедление будет продолжаться до тех пор, пока не наступит равенство а — 0 = фо. Для правой части кривой от точки Б до Лг режим само- вращения не будет устойчивым, например, при случайном замедлении вращения несущего винта в точке А2, соответ- ствующей углу атаки а2, а увеличится, но так как при этом я — 0 уменьшится, то будет продолжаться замедление вра- щения и несущий винт выпадет из режима самовращения. Следует остановиться еще на одной особенности само- вращения несущего винта. Вследствие различных окружных скоростей элементов лопасти, расположенных на разных радиусах, углы атаки их будут различными. Угол атаки кон- цевого элемента лопасти, где окружная скорость наиболь- шая, будет малым; у комлевого элемента, где окружная скорость мала, угол атаки будет большим, а для промежу- точного элемента лопасти угол атаки будет средним. Таким образом, промежуточный элемент лопасти несущего винта, расположенный примерно на 0,7 г, будет работать в режиме установившегося самовращения. Концевой элемент лопасти будет иметь полную аэродинамическую силу Язл > наклонен- ную назад, против вращения, т. е. будет ведомым, а кор- невой, у которого R3n наклонена вперед, будет ведущим, т. е. создающим крутящий момент, необходимый для вра- щения всего несущего винта в режиме самовращения (рис. 87). Остановимся теперь на понятии «опасная зона». Как известно, вертикальная скорость снижения вертолета на ре- жиме самовращения несущего винта в сильной степени за- висит от поступательной скорости полета на этом режиме. При вертикальном снижении на режиме самовращения несущего винта у многих вертолетов, в том числе и у рас- сматриваемого одновинтового вертолета, вертикальная ско- рость снижения очень велика, вследствие чего не гаранти- рована благополучная посадка на этом режиме даже при использовании общего шага несущего винта. Практикой установлено, что для обеспечения благопо- лучной посадки вертолета, выполняющего висение, в случае отказа двигателя могут быть приняты две безопасные вы- соты —10 м и 150 м. 134
В случае отказа двигателя на вертолете, висящем на высоте до 10 jw, летчик практически не в силах что-либо предпринять, поэтому вертолет просто упадет на землю. Вместе с тем вследствие большой массы и инерции несу- щего винта последний будет убавлять обороты не мгновен- но, поэтому и подъемная сила несущего винта исчезнет не сразу, а будет убывать постепенно в течение нескольких се- кунд. В случае отказа двигателя при висении вертолета на предельной высоте 10 м ему в худшем случае грозит не- Рис. 87. Наклон векторов полной аэродинамической силы в различных сечениях лопасти несущего винта на режиме самовращения большая поломка, так как вертикальная скорость приземле- ния не превысит при этом расчетной скорости для шасси. При отказе двигателя вертолета, висящего на высоте 150 м, летчик имеет возможность, переведя вертолет на ре- жим самовращения несущего винта, успеть за время потери высоты разогнать вертолет до наивыгоднейшей скорости, при которой гарантируется безопасное приземление. Отказ двигателя на вертолете, висящем в диапазоне вы- сот от 10 до 150 jw, чреват неприятными последствиями, по- этому этот диапазон высот носит название опасная вона. Совершенно естественно, что, чем больше скорость по- лета вертолета отличается от скорости висения, тем меньше ♦В* 135
потребуется времени, чтобы набрать наивыгоднейшую ско- рость в случае отказа двигателя, а следовательно, умень- шатся размеры опасной зоны (рис. 88). ВЫПОЛНЕНИЕ РЕЖИМА САМОВРАЩЕНИЯ НЕСУЩЕГО ВИНТА В ТРЕНИРОВОЧНЫХ ЦЕЛЯХ Самовращение несущего винта является очень важным режимом, так как в случае отказа двигателя он обеспечи- вает не только безопасное снижение вертолета, но и выпол- нение посадки. Как известно, планирование на режиме самовращения несущего винта — самый спокойный и простой с точки зре- ния пилотирования режим полета. Вследствие того что дви- гатель или не работает, или задросселирован и работает на малых оборотах, вибрации вертолета несколько меньше, чем при работающем двигателе, так как в этом случае нет виб- раций, создаваемых двигателем. Вместе с тем этот режим полета имеет ряд особенностей, к которым необходимо привыкнуть, для чего следует пройти специальную тренировку. Для овладения этим режимом по- лета приходится преднамеренно выполнять планирование на режиме самовращения несущего винта. 136
Вследствие того что ввод в режим самовращения и вы- вод из него требуют некоторой потери высоты, а само пла- нирование должно быть достаточно продолжительным, пер- вые полеты для обучения и тренировки планированию на режиме самовращения несущего винта следует выполнять только в зоне. Ввод в режим самовращения следует начи- нать не ниже 1000 м, а вывод — не ниже 500 м. Потери вы- соты в 500 м вполне достаточно для обучения вводу, пла- нированию и выводу из него. После того как летчик усвоит все элементы планирова- ния на режиме самовращения в зоне, можно перейти «пла- нированию на меньших высотах с выводом из него на вы- соте не ниже 100 м. Только после овладения этими полетами можно переходить к обучению посадкам на режиме само- вращения несущего винта. Выполнение посадок будет разо- брано в главе VII. Остановимся подробнее на выполнении ввода в режим самовращения несущего винта, планирования на этом ре- жиме и вывода из него. Набрав заданную высоту и установив необходимую ско- рость, следует плавным движением рычага «шаг-газ» на- чать уменьшение шага несущего винта при неизменном положении рукоятки коррекции газа. Обороты двигателя и несущего винта при этом останутся неизменными, а наддув двигателя уменьшится до наддува, соответствующего ма- лым оборотам двигателя при работе его на земле. Обе стрелки указателя оборотов останутся вместе и будут ука- зывать номинальные обороты. После того как рычаг «шаг-газ» дойдет до своего ниж- него положения (до упора), необходимо плавным поворо- том рукоятки коррекции убрать газ полностью. В этом случае двигатель перейдет на малые обороты и стрелка оборотов двигателя на указателе оборотов отстанет от стрелки оборотов несущего винта. Вертолет переведен на режим самовращения несущего винта. Необходимо иметь в виду, что при переводе верто- лета на этот режим сильно изменяется его балансировка по всем трем осям, поэтому в процессе ввода необходимо со- хранять заданную скорость планирования и прямолинейное направление. По окончании перевода вертолета на режим самовращения несущего винта следует снять нагрузку с ручки управления триммерами. 137
При первых тренировочных полетах перевод вертолета на режим самовращения следует выполнять особенно плавно, чтобы уменьшить резкость изменения балансировки вертолета. Переводя вертолет на режим самовращения на высоте более 1000 м, рычаг «шаг-газ» не следует опускать вниз до упора, так как в этом случае обороты несущего винта пре- высят номинальные. Рычаг «шаг-газ» следует опускать вниз до тех пор, пока обороты несущего винта не превысят но- минальные на 30—50 в минуту; оставив его в этом поло- жении, необходимо следить за оборотами несущего винта. По мере снижения обороты несущего винта будут умень- шаться, и когда они упадут на 30—50 об/мин ниже номи- нальных, дальнейшим опусканием рычага «шаг-газ» увели- чить их до прежнего значения. Это необходимо проделы- вать до тех пор, пока рычаг «шаг-газ» не станет на нижний упор. В холодное время года или при планировании с боль- ших высот перед переводом вертолета на режим самовра- щения следует закрыть заслонки охлаждения двигателя. При переводе вертолета на режим самовращения неко- торые летчики допускают следующие ошибки: 1) резкий перевод на режим самовращения; при этом сильно усложняется пилотирование и затрудняется сохране- ние заданной скорости, что особенно нежелательно при первых полетах; 2) убирание коррекции газа одновременно с опусканием рычага «шаг-газ»; эта ошибка может привести к уменьше- нию оборотов несущего винта ниже минимально допусти- мых; 3) длительное планирование на режиме самовращения без балансировки вертолета триммерами; повторение этой ошибки создает у летчика неуверенность в этом режиме по- лета. Следует помнить, что наиболее сложным вследствие очень резкого изменения балансировки вертолета является энергичный переход на режим самовращения с набора вы- соты на номинальном и особенно на форсированном режи- мах работы двигателя. Планирование на режиме самовращения несущего винта можно выполнять от пологого планирования на наивыгод- нейшей скорости до крутого планирования на больших и 138
малых скоростях. При наивыгоднейшей скорости планиро- вания качество рассматриваемого одновинтового вертолета равно примерно 4—4,5, т. е. с высоты 1000 м он может про- лететь на режиме самовращения около 4—4,5 км. При скоростях больших или меньших, чем наивыгодней- шая, качество вертолета и дальность планирования умень- шаются (см. рис. 83). Необходимо помнить, что при планировании на режиме самовращения с очень малыми скоростями поступательного полета скорости вертикального снижения получаются боль- шими, что может сильно усложнить посадку. Устойчивость и управляемость вертолета при планирова- нии на режиме самовращения несущего винта по всем осям хорошие. Особенностью управляемости рассматриваемого одновин- тового вертолета на планировании является очень большой расход (отклонение) левой педали ножного уцравления, в результате чего на этом режиме несколько труднее выпол- нять левый разворот. Если при продолжительном планировании на режиме самовращения двигатель интенсивно охлаждается, несмотря на закрытые заслонки, следует по достижении минимально допустимой температуры головок цилиндров прекратить планирование и перейти в горизонтальный моторный полет для подогрева двигателя. Следует помнить, что для вывода вертолета из режима самовращения несущего винта требуется некоторое время, в результате чего при выводе вертолет теряет высоту. При неумелом выводе вертолет может потерять до 200 м высоты и даже более, при правильном выводе потеря высоты мо- жет составить всего 30—50 м. Так же как и при переходе на режим самовращения, при выводе из него сильно изменяется балансировка верто- лета по всем трем осям. Однако вывод вертолета из ре- жима самовращения существенно отличается от ввода. Если при соответствующей тренировке перевести вертолет на ре- жим самовращения можно очень быстро (рычаг «шаг-газ» можно опустить вниз за 0,1 сек), то при выводе из режима самовращения резкая дача газа совершенно недопустима, так как она может привести к резкому удару в момент включения муфты свободного хода с последующим повреж- дением несущего винта и трансмиссии вертолета. Для обеспечения плавного безударного включения муфты свободного хода увеличивать газ двигателя для вы- 139
вода вертолета из планирования следует в такой последо- вательности. Вначале плавным поворотом рукоятки коррек- ции газа увеличить обороты двигателя до такой величины, чтобы стрелка оборотов двигателя на указателе оборотов плавно подошла к стрелке оборотов несущего винта. При этом не должен ощущаться удар при включении муфты свободного хода. После того как стрелки совместились, можно плавным подъемом рычага «шаг-газ» вверх увели- чить наддув двигателя до необходимой величины. Появив- шийся при этом реактивный момент следует парировать от- клонением вперед правой педали ножного управления, а затем снять усилия на ручке управления триммерами и от- крыть заслонки охлаждения двигателя. РЕЖИМ САМОВРАЩЕНИЯ В ОСОБЫХ СЛУЧАЯХ Под особыми случаями следует понимать различные от- казы материальной части вертолета и другие обстоятель- ства, вынуждающие летчика использовать режим самовра- щения несущего винта. К отказам материальной части можно отнести: полный отказ двигателя; неустойчивую работу двигателя — колеба- ния его оборотов, приводящие к ударам в трансмиссии, сильному усложнению пилотирования и не гарантирующие целость несущего винта; ненормальности поведения верто- лета в полете, когда летчику еще не ясны их причины. Летчик может воспользоваться режимом самовращения несущего винта также при следующих обстоятельствах: при нападении воздушного противника, когда необходимо в кратчайшее время потерять высоту; при вынужденном вы- ключении двигателя вследствие возникновения на нем по- жара и т. п. Из перечисленных случаев наиболее тяжелым и слож- ным для летчика является внезапная резкая остановка двигателя. При этом летчик, как правило, осознает, что произошел отказ двигателя не столько в результате слухо- вых ощущений, сколько по резкому изменению поведения вертолета. Вследствие мгновенного исчезновения реактив- ного момента несущего винта вертолет начинает энергично разворачиваться вправо с одновременным сильным наруше- нием балансировки в продольном и поперечном отношениях. Летчик, имеющий малый опыт полетов на вертолете и, конечно, не ожидавший отказа двигателя, в этом случае, инстинктивно стараясь сохранить нормальное положение 140
вертолета в пространстве и прямолинейность полета, мо- жет просто забыть опустить вниз до упора рычаг «шаг-газ» для перевода вертолета на режим самовращения несущего винта. Ненормальности в поведении вертолета в момент отказа двигателя протекают тем резче, чем больше мощность, на которой работал двигатель перед отказом. Следовательно, наиболее сложен и опасен случай отказа двигателя при на- боре высоты, когда он работает на номинальной и особенно на форсированной мощности. В этих случаях, помимо того, что реактивный момент несущего винта имеет наибольшую величину, а следовательно, и наиболее резко будут проте- кать все явления, сопутствующие отказу двигателя, несущий винт вертолета, имея большие установочные углы лопастей, очень быстро будет терять обороты, что при некотором за- паздывании летчика с уменьшением общего шага может привести к потере управления вертолетом и к невозможно- сти перевода винта на режим самовращения. Опыт полетов показывает, что цри отказе двигателя на высоте полета около 1000 м, если он перед отказом рабо- тал на режиме 0,8—0,9 номинальной мощности, запазды- вание в сбросе шага до 3 сек обеспечивает нормальный пе- реход вертолета на режим самовращения. Естественно, что при отказе двигателя на номинальной или на форсирован- ной мощности перевод вертолета на режим самовращения надо выполнять за меньшее время. Перевод вертолета , на режим самовращения в случае отказа двигателя выполняется так же, как и при трениро- вочных полетах. Перемещение рычага «шаг-газ» вниз в этом случае может быть быстрым (до 0,1 сек); при этом, чем раньше после отказа двигателя будет произведен сброс шага несущего винта, тем меньшие возмущения появятся в поведении' вертолета, тем проще будет его пилотирование. При переводе вертолета на режим самовращения в слу- чае отказа двигателя летчик, сбрасывая общий шаг, должен стараться удержать вертолет в нормальном положении. Планирование на режиме самовращения с неработаю- щим двигателем ничем не отличается от планирования на этом режиме с задросселированным двигателем. После перевода вертолета на режим самовращения при отказе двигателя, если позволяет высота полета, надо сба- лансировать вертолет триммерами, сняв усилия на ручке управления, выключить зажигание, муфту включения и за- крыть пожарный кран. 141
В случае неустойчивой работы двигателя в полете, когда он резко меняет обороты, что приводит к толчкам и ударам в трансмиссии, могущим ее повредить, перевод вертолета на режим самовращения надо производить так же, как при тренировочных планированиях. Если все попытки выяснить причины неустойчивой ра- боты двигателя и наладить его работу после перехода на режим самовращения не дали положительных результатов, следует остановить двигатель, выключить муфту включения и закрыть пожарный кран. Попытка использовать неустой- чиво работающий двигатель при вынужденной посадке мо- жет привести к аварии вертолета. Следует, конечно, помнить, что после перевода вертолета на режим самовращения в случае отказа двигателя необхо- димо, установив наивыгоднейшую скорость планирования и используя имеющуюся высоту полета, подыскать наиболее подходящее место для посадки. Летчику, летающему на вертолетах, всегда следует иметь в виду, что наиболее спокойным режимом полета яв- ляется планирование на режиме самовращения несущего винта. Поэтому, если в любом полете он заметит какие- либо ненормальности в поведении вертолета (повышенную тряску, толчки и удары, резкое ухудшение устойчивости или управляемости и т. п.), причины которых еще не ясны, сле- дует, не раздумывая, перевести вертолет на режим само- вращения, если, конечно, позволяет высота полета. Ненормальности в поведении вертолета могут быть ре- зультатом нарушения регулировки несущего винта, неис- правности трансмиссии или нарушения работы двигателя. Переводя вертолет на режим самовращения, летчик тем самым исключает влияние двигателя и частично трансмис- сии, что позволит быстрее выяснить причину ненормального поведения вертолета. Кроме того, многие ненормальности в работе несущего винта сильнее проявляются при его ра- боте на больших установочных углах, поэтому перевод несу- щего винта на режим самовращения во многих случаях мо- жет дать положительные результаты. В случае пожара на двигателе следует немедленно пере- вести вертолет на режим самовращения, выключить двига- тель, закрыть пожарный кран и привести в действие про- тивопожарное устройство. Планирование на посадку произ- водить так же, как и в случае отказа двигателя. В тех случаях, когда необходимо потерять высоту в кратчайшее время по тактическим или по другим причинам, 142
снижение следует выполнять только на режиме самовраще- ния. Перевод вертолета на режим самовращения следует производить так же, как и при тренировочных полетах. Вы- ключать двигатель при этом не следует. В холодное время года после перехода на планирование необходимо сохранять температурный режим двигателя во избежание переохлаж- дения его. Если после планирования летчик намерен произвести по- садку с использованием двигателя, то вывод из планирова- ния следует начинать на высоте не ниже 100 м. Следует помнить, что перевод вертолета на режим самовращения в зависимости от обстановки можно производить и очень плавно и очень энергично; перевод же вертолета из режима самовращения в моторный полет во всех случаях требует достаточно плавных движений рукояткой коррекции и рыча- гом «шаг-газ».
ГЛАВА VII ПОСАДКА В отличие от самолетов посадку на вертолетах можно выполнять несколькими способами. На самолетах старых типов с хвостовым колесом по- садку можно было производить на три точки или на ко- леса. На современных самолетах с носовым колесом посадка выполняется только одним способом — на главные колеса с последующим опусканием на носовое колесо. Во всех этих случаях после приземления самолет вы- полняет пробег для гашения скорости. В зависимости от типа самолета и величины его посадочной скорости пробег может достигать очень большой величины; для некоторых самолетов он превышает 2 км. На вертолетах посадку можно выполнять не только с пробегом, как на самолете, но и без пробега — по-вертолет- ному. Хотя пробег вертолета при посадке по-самолетному очень мал (50—100 м) и обычно почти не зависит от типа вертолета, основным видом посадки вертолета является по- садка по-вертолетному. При такой посадке вертолет призем- ляется без поступательной скорости — вертикально и про- бег его равен нулю. Следует отметить еще одну особенность вертолета: оба вида посадки, как с пробегом, так и без него, можно вы- полнять с использованием двигателя или после планирова- ния на режиме самовращения несущего винта. Способность вертолета выполнять посадку без пробега делает этот вид летательного аппарата независимым от аэродромов, вследствие чего он находит самое широкое при- менение. 144
ПОСАДКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВИГАТЕЛЯ При нормальной эксплуатации посадка на любом верто- лете, как правило, выполняется без поступательной скоро- сти по-вертолетному даже при наличии хорошего аэро- дрома. Такая посадка всегда производится с использова- нием двигателя для зависания вертолета перед приземле- нием. Разберем, как выполняется эта посадка на одновинтовом вертолете. Подойдя к пункту посадки на заданной высоте и наме- тив точку приземления, следует перевести вертолет на ре- жим планирования. В зависимости от обстановки и задания планирование может производиться либо по пологой траектории со значи- тельной поступательной и малой вертикальной скоростями, либо по крутой траектории, когда поступательная скорость мала, а вертикальная близка к максимально допустимой величине. В обоих случаях снижение может производиться как с использованием двигателя, так и на режиме самовра- щения. Перевод вертолета в планирование и само планирование выполняются так, как это описано в предыдущей главе. Следует отметить лишь некоторые особенности планирова- ния перед посадкой. Если снижение для посадки произво- дится с небольшой высоты, то можно не закрывать заслонки охлаждения двигателя и не балансировать вертолет на планировании. Если же снижение производится со значи- тельной высоты, то заслонки следует закрыть (особенно зи- мой), а вертолет сбалансировать триммерами. Если подходы к месту посадки открытые, то планирова- ние производится на наивыгоднейшей скорости, чтобы в случае отказа двигателя иметь наилучшие условия для пе- ревода вертолета на режим самовращения. Прежде чем переводить вертолет в планирование, необ- ходимо, так же как и на самолете, выполнить так называе- мый расчет на посадку, т. е. нужно так построить маршрут захода на посадку, чтобы приземление было выполнено в намеченной точке. Расчет в большинстве случаев выпол- няется разворотом на 90° с предварительным полетом по кругу, как и на всех самолетах. Следует отметить, что выполнение расчета на вертолете гораздо проще, чем на любом самолете. Так, нацример, на 145
самолете очень легко исправить недолет, произведя подтя- гивание на двигателе, т. е. увеличив его мощность. Ошибку в расчете «перелет» исправить на самолете гораздо труд- нее, особенно если перелет очень велик или обнаружен на малой высоте. Между тем на вертолете оба вида ошибок в расчете исправляются очень просто: недолет, так же как и на самолете, — увеличением мощности двигателя, а пере- лет — убавлением поступательной скорости вплоть до вер- тикального снижения. Разберем последовательность действий на посадке при нормальном расчете. Выполняя планирование после четвертого разворота на скорости, близкой к наивыгоднейшей, необходимо до вы- соты 50 м, если вертолет был сбалансирован на режиме планирования, установить триммеры в положение, соответ- ствующее висению (по указателям). Если этого не сделать на планировании, то при зависании перед посадкой, когда мощность двигателя будет увеличена, сильно изменится балансировка вертолета, при этом пилотирование его усложнится. Следует иметь в виду, что при достаточной тре- нировке, когда летчик полностью овладеет посадкой, это условие необязательно. На высоте 20—15 м плавным небольшим взятием на себя ручки управления следует начать гашение поступа- тельной скорости. Вертикальная скорость снижения при этом также уменьшится. Если ручку управления взять на себя энергично, то вертолет может не только прекратить снижение, но даже и взмыть, т. е. временно перейти в набор. При правильном темпе гашения скорости полета верто- лет, постепенно снижаясь, начнет подходить к поверхности земли. На высоте 7—5 м плавным поднятием рычага «шаг-газ» вверх следует увеличить мощность двигателя в таком темпе, чтобы вертолет завис на высоте 1—2 м. Жела- тельно, чтобы точка зависания была в 2—4 м от площадки приземления. Это позволит хорошо осмотреть место при- земления вертолета (рис. 89). При переходе от планирования к зависанию в момент увеличения наддува двигателя вибрация вертолета может возрасти и летчик будет ощущать стремление вертолета к кабрированию, которое надо парировать. После зависания тряска исчезнет и ручку управления придется отклонить слегка от себя, так как в противном случае вертолет начнет двигаться назад. 146
Внимательно осмотрев при висении место приземления, необходимо небольшим отклонением ручки управления от себя, как это указывалось ранее, подать вертолет к сере- дине площадки. Надо всегда иметь в виду, что заход на посадку и, самое главное, приземление следует производить строго против ветра. Это условие особенно важно при первых полетах. Рис. 89. Посадка вертолета без пробега с использованием двигателя О Ручка Шаг Скорость Обороты Выполнив зависание над серединой площадки и удер- живая вертолет от перемещений, очень плавным движением рычага «шаг-газ» нужно дать вертолету возможность на- чать снижение. Перед самым приземлением таким же не- большим движением рычага «шаг-газ» вверх следует слегка поддержать вертолет. Приземление при этом про- изойдет очень мягко. Как только летчик почувствует, что вертолет призем- лился, особенно не задерживаясь, довольно энергичным дви- жением следует опустить рычаг «шаг-газ» вниз до упора, чтобы вертолет надежно стал на колеса. Для определения расстояния до земли при выполнении посадки по-вертолетному целесообразно смотреть на землю в такой последовательности. На планировании и при гаше- нии скорости, так же как и на самолете, взгляд должен быть направлен вперед прямо или вперед слегка влево. По мере гашения скорости взгляд на землю следует пере- носить ближе к вертолету. После зависания, так же как и 147
при висении после взлета, смотреть на землю следует в не- посредственной близости к вертолету, изредка бросая взгляд вперед на горизонт и ориентир для удержания вертолета строго против ветра. Последовательность действий при заруливании после посадки такая же, как и при выруливании. Посадка по-самолетному, т. е. с поступательной скоро- стью и с пробегом после приземления, выполняется на вер- толете обычно только в тренировочных целях. Однако такая посадка может быть единственно возможной цри некото- рых неисправностях вертолета, нацример при отказе в по- лете управления рулевым винтом. В этом случае обычная посадка по-вертолетному невозможна, а посадку с поступа- тельной скоростью выполнить можно. Необходимость выполнить посадку по-самолетному мо- жет возникнуть также при эксплуатации вертолета на высо- когорных площадках или цри полетах с перегрузочным полетным весом в условиях высокой температуры окру- жающего воздуха, когда мощности двигателя для зависа- ния вертолета перед посадкой может оказаться недоста- точно. Посадка по-самолетному в целях тренировки выпол- няется в следующем порядке. Планирование на посадку производится на наивыгоднейшей скорости. Расчет выпол- няется разворотом на 90°. Двигатель вертолета следует за- дросселировать так, чтобы скорость снижения по варио- метру не превышала 3—4 м/сек. При выполнении такой посадки рычаг «шаг-газ» остает- ся неподвижным в процессе всей посадки. Приземление производится, как и на самолете, с использованием ручки управления. Выравнивание следует начинать на высоте 6—8 jh плав- ным движением ручки управления на себя. Темп взятия ручки управления должен быть таким, чтобы вертолет без взмываний, с постепенно уменьшающейся скоростью сни- зился до высоты 0,5—0,25 м. На этой высоте его следует выдержать. Перед самым приземлением полезно ручку еще слепка подобрать на себя, это позволит выполнить призем- ление очень мягко. Для уменьшения длины пробега ручку управления сле- дует удерживать в том же положении, при котором прои- зошло приземление. При этом условии вертолет совершит пробег на основных колесах шасси и после уменьшения скорости опустит нос (рис. 90). 148
Следует иметь в виду, что резко переваливать вертолет на хвост опасно, так как это может привести к поломке хвостовой опоры и повреждению рулевого винта. Легкое касание хвостовой опорой земли допустимо и ничем не грозит. Рис. 90. Посадка вертолета с пробегом При выполнении посадки с поступательной скоростью смотреть на землю надо так же, как при посадке на само^ лете, т. е. вперед прямо или вперед влево. Посадку такого типа желательно производить против ветра. ПОСАДКА НА РЕЖИМЕ САМОВРАЩЕНИЯ Посадка на режиме самовращения несущего винта вы- полняется при отказе двигателя и в тренировочных целях. Такая посадка может выполняться как с поступательной скоростью по-самолетному, так и без пробега. Посадка на режиме самовращения по-самолетному без использования общего шага несущего винта сложна по вы- полнению, вследствие чего при такой посадке возможны значительные п^релрузки, которые могут привести к поломке вертолета. Поэтому такая посадка, как правило, не произ- водится. Посадка на режиме самовращения б1ез пробега выпол- няется только в аварийных случаях, при посадке вне аэро- дрома. В тренировочных целях такая посадка обычно не производится из-за сравнительно большой сложности ее выполнения. Посадка на режиме самовращения для тренировки лет- ного состава производится только с использованием общего шага несущего винта, однако при этом не ставится цель 149
произвести приземление без пробега, так как это условие значительно усложняет выполнение самой посадки. Разберем подробнее порядок выполнения посадки тре- нировочного типа на режиме самовращения несущего винта. Такие посадки следует выполнять только на аэродроме или на посадочной площадке, имеющей ровную поверхность, плотный грунт, открытые подходы и достаточные размеры. Старт в этом случае должен быть разбит строго против Ветра. Перед первой посадкой, которая должна производиться обязательно с инструктором, необходимо выполнить конт- рольное планирование на режиме самовращения без при- земления для уточнения расчета. Иногда приходится выпол- нить несколько таких планирований подряд, если после пер- вого или после второго контрольного планирования летчику не удалось уточнить расчет на посадку. Точный расчет необходим потому, что при посадке на режиме самовращения выполнение расчета резко отли- чается от обычного расчета при моторном планировании, а самое главное, потому, что ошибка в расчете, допущенная при планировании на режиме самовращения, не может быть исправлена, так как двигатель при этом обязательно дол- жен быть выключен. Полеты для контрольных планирований и посадок на режиме самовращения должны выполняться по кругу на строго одинаковой высоте, в противном случае контроль- ные планирования перед посадкой просто потеряют смысл. Высота полета по кругу в этих случаях должна б>ыть 200— 400 м. Большие высоты полетов по кругу при выполнении тренировочных посадок на режиме самовращения невы- годны, так как более продолжительное планирование для обучающегося посадкам ничего не дает, а время, необходи- мое на один полет, с увеличением высоты резко возрастает, кроме того, сильно увеличивается расход топлива. Контрольные планирования для уточнения расчета на посадку производятся в такой последовательности. Выпол- нив взлет и набрав заданную высоту, следует установить скорость горизонтального полета, равную наивыгоднейшей скорости планирования на режиме самовращения. Совершая полет от второго разворота к третьему с кур- сом, обратным посадочному, следует все внимание уделять определению места выполнения третьего разворота. Для облегчения расчета на посадку могут быть рекомендованы два способа расчета. 150
Расчет первым способом выполняется следующим образом: если при обычном расчете третий разворот выпол- няется при таком удалении от посадочного «Т», когда оно визируется под углом около 45° от продольной оси верто- лета (риСл 91), то при рекомендуемом расчете этот угол дол- жен быть не менее 65—70°. Выполнив третий разворот без потери высоты, перевод вертолета на режим самовращения следует начать, пролетев несколько больше половины рас- стояния между третьим и четвертым разворотами. Рис. 91. Схема расчета при тренировочных посадках на режиме самовращения несущего винта При таком расчете создается впечатление, что расчет выполнен неправильно — с большим перелетом, но бояться этого не следует, так как обычно все первые расчеты такого типа бывают с недолетом. Перевод вертолета на режим самовращения выполняется обычным путем: удерживая вертолет в прямолинейном по- лете на заданной скорости, плавным движением опустить рычаг «шаг-газ» вниз до упора, после этого рукояткой кор- рекции убрать газ двигателя до расхождения стрелок ука- зателя оборотов, т. е. до того момента, когда стрелка оборо- тов двигателя начнет отставать. Как только будет замечено отставание оборотов двигателя, вращением рукоятки кор- рекции следует увеличить газ до схождения стрелок; де- лается это для того, чтобы планирование производилось на режиме самовращения, но двигатель цри этом не отставал от несущего винта; это необходимо для обеспечения бы- строго ухода на второй круг. 151
При соблюдении этих условий к моменту схождения стрелок указателя оборотов высота планирования будет 250—220 м (при высоте полета по кругу 300 м), а вертолет будет находиться на четвертом развороте. После выполнения четвертого разворота вертолет дол- жен быть на высоте 170—150 м. Планируя по прямой на заданной скорости, до высоты 100—70 м уже следует уточ- нить расчет и на высоте не ниже 50 м плавным подъемом рычага «шаг-газ» перевести вертолет в набор высоты. Темп взятия рычага «шаг-газ» должен быть таким, чтобы при уходе на второй круг вертолет не опустился ниже высоты 20—30 м до поверхности земли. Пользоваться 77/77/ V7/7/77/7777 77/7/777///7777, 777777777777777/ 77/7/7777/ Ручка * Шал Скорость Обороты Рис. 92. Планирование и уход на второй круг при контрольном расчете на посадку триммерами для балансировки вертолета после перевода его на планирование и после ухода на второй круг не имеет смысла, так как все это протекает довольно быстро, а уси- лия на ручке управления не так уж велики (рис. 92); Описанный способ расчета на посадку имеет один недо- статок, который несколько усложняет пилотирование вер- толета. Как известно, особенностями пилотирования рассматри- ваемого одновинтового вертолета на режиме самовращения являются несколько худшие характеристики при развороте влево по сравнению с разворотом вправо, а полеты по кругу 152
обычно выполняются с левым кругом, т. е. С левыми разво- ротами. Следовательно, четвертый разворот придется вы- полнять влево, планируя на режиме самовращения. Второй способ расчета, который можно рекомендовать, свободен от этого недостатка, однако выполнение самого расчета более сложно. При втором способе расчета третий разворот выпол- няется на том же месте, что и цри обычных полетах по кру- гу, т. е. при угле визирования на «Т» 45°. Но в отличие от обычного полета и описанного расчета перевод вертолета на режим самовращения производится лишь после четвер- того разворота, который должен быть выполнен без потери высоты (300 м). На режим самовращения вертолет пере- водится после вывода из четвертого разворота так же, как и при первом способе расчета. После того как контрольным планированием уточнен рас- чет при данных условиях, выполняется полет по кругу для захода на посадку одним из рекомендованных способов, но обязательно тем, которым выполнялось контрольное плани- рование. Выполнение расчета и перевода вертолета на режим са- мовращения такое же, как и при контрольном планирова- нии, с той лишь разницей, что посте отставания моторной стрелки на указателе оборотов рукоятка коррекции уби- рается полностью, а двигатель выключается.. Выполняя все эти действия, следует точно выдерживать скорость планирования и нормальное положение вертолета в пространстве. Подходя к земле, на высоте 20—15 м необходимо не- большим (на треть хода) плавным движением ручки управ- ления на себя начать гасить скорость планирования верто- лета, при этом слегка уменьшится и вертикальная скорость снижения. На высоте 10—8 м очень плавным и медленным движе- нием следует начать подъем рычага «шаг-газ» вверх, при этом заметно уменьшится вертикальная скцрость снижения. Темп подъема рычага «шаг-газ» должен быть таким, чтобы вертолет, плавно снизившись до высоты 1—0,5 м, летел .на этой высоте, медленно приближаясь к земле. Поступатель- ная скорость вертолета при этом тоже очень мала. Полезно перед самым моментом приземления еще более увеличить шаг несущего винта путем дальнейшего подъема рычага «шаг-газ». Для создания посадочного угла тангажа 10 Зак. 66 153
й во избежание касания хвостовой опорой о землю необ- ходимо на высоте 1—0,5 м несколько отдать ручку управле- ния от себя. Приземление при этом произойдет очень мягко, а пробег не превысит 10—15 м (рис. 93). Следует иметь в виду, что эффективность действия ры- чага «шаг-газ» сильно уменьшается по мере его подъема. Так, например, эффективность первой четверти его хода Рис. 93. Тренировочная (комбинированная) посадка на режиме само- вращения несущего винта равна эффективности оставшейся части хода. Происходит это потому, что в начале движения рычага «шаг-газ» вверх обороты несущего винта велики, следовательно, прирост подъемной силы большой. По мере увеличения шага обо- роты несущего винта быстро уменьшаются, резко умень- шается и его подъемная сила. Вследствие этого темп дви- жения рычага «шаг-газ», очень медленный в первой части своего хода, в процессе посадки все время плавно увеличи- вается. Следует отметить, что в технической ‘ литературе о вер- толетах при описании посадки такого типа нередко приме- няется термин «посадка с подрывом», а многие даже реко- мендуют при таких посадках резко увеличивать шаг несу- щего винта. Это может привести только к аварии вертолета. Мы считаем, что такую посадку следует именовать посад- кой с использованием общего шага, что гораздо точнее и более соответствует действительности. 154
Наиболее характерными ошибками, часто встречающи- мися при обучении посадке на режиме самовращения, являются: — слишком резкое и большое по величине взятие ручки управления на себя, в результате чего вертолет не только перестает снижаться, а иногда даже может взмыть; — слишком раннее (на большой высоте) и резкое дви- жение рычагом «шаг-газ» вверх, что может привести к ава- рии вертолета; — большой задир вертолета и неотдача ручки от себя перед приземлением, в результате чего может быть сло- мана хвостовая опора и поврежден рулевой винт. ПОСАДКА В ОСОБЫХ СЛУЧАЯХ К посадкам в особых случаях можно отнести: — посадку на вязкий грунт — пахоту, глубокий снег, бо- лото и высокую траву; — посадку на пыльный грунт или на свежий снежный покров; — посадку на площадку, ограниченную высокими пре- пятствиями (деревьями, домами и пр.); — посадку вне аэродрома вследствие отказа двигателя в полете. Посадка на вязкий грунт отличается от посадки на плот- ный грунт только приземлением. Заход *на посадку, планирование, торможение и зависа- ние выполняются так же, как и при обычной посадке. В этом случае необходимо особенно строго соблюдать условия по- садки точно против ветра. Приземление должно быть строго вертикальным, без каких-либо перемещений вертолета, осо- бенно в стороны. Приземление должно быть более энергич- ным, т. е. должно производиться с большей вертикальной скоростью, чем обычно. Перед приземлением на вязкий грунт необходимо осо- бенно тщательно осмотреть поверхность площадки в месте приземления, чтобы исключить возможность попадания од- ного из колес шасси в яму или в борозду, что может при- вести к опрокидыванию вертолета. При посадке на незнакомую площадку, когда неровности почвы скрыты, например высокой травой, приземление реко- мендуется выполнять плавно, не уменьшая сразу оборотов двигателя, чтобы при кренении вертолета иметь возмож- ность оторвать его от земли и произвести посадку в друг гом месте. ю* 155
Руление после посадки на вязкий грунт недопустимо, так как попытки руления неизбежно приведут к опрокиды- ванию вертолета. В случае необходимости перемещение вер- толета следует производить подлетом на высоте 2—5 м. При посадке на пыльный грунт или на свежевыпавший снег необходимо иметь в виду, что при обычном подходе на посадку с зависанием вертолета на высоте 1—2 м пыль или снег, поднятые струей несущего винта, окружают вертолет сплошным облаком. В результате резко ухудшается види- мость вблизи вертолета и летчик может потерять представ- ление о его пространственном положении. Рис. 94. Посадка на площадку, покрытую пылью или свежевыпавшим снегом Шаа Скорость Обороты Подход к месту посадки в этом случае следует выпол- нять выше, чем обычно, и строго против ветра, а первое зависание производить на высоте 5—7 м. Удерживая вер- толет на этой высоте, следует небольшими перемещениями его вперед, назад и в стороны развеять пыль или снег на большей площади. Если поднявшаяся пыль сильно мешает наблюдать за горизонтом и поверхностью земли, надо не- сколько увеличить высоту висения и маневра. По мере улучшения видимости можно начать снижение вплоть до посадки (рис. 94). Следует иметь в виду, что поверхность 156
земли лучше просматривается ближе к вертикали; поэтому взгляд необходимо переносить б*лиже к вертолету. При выполнении посадок на незнакомые площадки, по- крытые глубоким снегом, для обеспечения благополучного приземления рекомендуется, зависнув на малой высоте, вы- садить одного из членов экипажа, который, убедившись, что под снегом нет ям или больших неровностей, даст сигнал о возможности посадки. Проверять поверхность площадки в этом случае удобно с помощью рейки длиной 1—1,5 м. Рис. 95. Посадка на площадку, ограниченную высокими npe< пятствиями Посадка на площадку, ограниченную высокими дере- вьями или сооружениями, наиболее сложна по выполнению. Подходить к такой площадке надо против ветра на высоте, превышающей окружающие площадку препятствия не менее чем на 10 м. Снижение и посадка на такую площадку 157
усложняются при ветре. Чем сильнее ветер, тем сложнее выполнение снижения и посадки из-за изменения скорости ветра по высоте и наличия нисходящих потоков над пло- щадкой (рис. 95). Нисходящие потоки, и необходимость зависания вертолета на высоте, где эффект «воздушной подушки» отсутствует, сильно усложняют выполнение посадки на площадку, огра- ниченную высокими препятствиями, поэтому посадку в этих случаях необходимо выполнять особенно внимательно и осторожно. В жаркое время года посадку на такую площадку сле- дует выполнять при полетном весе вертолета менее макси- мального, что особенно важно для грузовых вертолетов. Размеры площадок, обеспечивающие безопасную посад- ку рассматриваемого одновинтового вертолета, в зависимо- сти от высоты препятствий могут быть определены по графику (рис. 96). Чем больше высота препятствий, тем больших размеров должна быть площадка. Сплошная кри- вая дает размеры площадки при ветре до 5 м/сек, пунктир- ная— при ветре до 10 м/сек. Рис. 96. График для определения размеров площадок, ограничен- ных высокими препятствиями, в зависимости от их высоты и скорости ветра 168
Размеры площадок с препятствиями, полученные из при- веденного графика, обеспечивают безопасную посадку вер- толета при пилотировании его летчиком средней квалифи- кации. Летчики, имеющие большой опыт полетов на вертолетах, могут выполнять посадки на площадки несколько меньших размеров, но это требует особого внимания. Следует иметь в виду, что в тех случаях, когда площадка ограничена высокими деревьями, особенно с развесистыми кронами, ее размеры должны определяться по расстоянию между кронами, а не между стволами. Перед полетом с посадкой на площадку с высокими пре- пятствиями очень важно знать ее размеры и высоту препят- ствий. Лучше всего, если летчик, которому предстоит вы- полнять посадку, перед вылетом побывает на этой пло- щадке лично. Рассмотрим порядок выполнения посадки на площадку, окруженную высокими домами, при скорости ветра 10 м/сек\ в этих условиях выполнение посадки усложняется наличием завихрений. Как уже упоминалось ранее, подходить к площадке сле- дует против ветра. Очень важно п^ред выполнением посадки хорошо осмотреть площадку и окружающие ее препятствия. Для этого на высоте 75—100 м от земли, но не ниже чем 25—30 м над препятствиями, следует пролететь над пло- щадкой. Полет над площадкой рекомендуется выполнять на скорости 60—70 км/час по прибору, пролетая над правой стороной площадки. При этом следует определить размеры и состояние поверхности площадки. Если при первом про- лете не удалось хорошо все осмотреть, следует произвести второй полет над площадкой. После осмотра площадки лет- чик, выполнив полет по малому кругу, должен с небольшим снижением подойти к середине площадки. Заход для посадки надо выполнять с плавным гашением поступательной скорости таким образом, чтобы зависание вертолета было точно над серединой площадки. В процессе торможения необходимо своевременно увеличивать мощность двигателя в таком темпе, чтобы вертолет прошел над пре- пятствиями, окружающими площадку, с превышением над ними около 10 м. После зависания над площадкой плавным движением рычага «шаг-газ» вниз нужно перевести вертолет на сниже- ние со скоростью около 0,5 м/сек. При снижении основное внимание следует обращать на строгое выдерживание верти- 159
дальности снижения, немедленно парируя все попытки вер- толета сместиться в какую-либо сторону. Наиболее трудно удерживать вертолет при переходе из воздушного потока над препятствиями в зону затенения, так как в этом месте резко меняется скорость перемещения вер- толета относительно воздушной среды. Для сохранения неизменного положения относительно середины площадки могут потребоваться довольно энергичные движения ручкой управления. Дальнейшее снижение вертолета будет более спокойным. Приземление не отличается от приземления в обычных условиях. Дать какой-либо рецепт для выполнения вынужденной посадки вне аэродрома в случае отказа двигателя, конечно, невозможно. Тем не менее можно дать некоторые рекомен- дации по выполнению посадки такого типа. Как уже говорилось ранее, отказ двигателя вертолета можно обнаружить не только по звуку, но и по резкому изменению поведения вертолета. В этом случае необходимо, не задерживаясь, опусканиехМ рычага «шаг-газ» вниз пере- вести вертолет на режим самовращения, одновременно удер- живая его в нормальном положении. После перевода вертолета на режим самовращения необ- ходимо немедленно установить наивыгоднейшую скорость планирования и направить вертолет к ближайшей площад- ке, которая может обеспечить безопасную посадку. При этом предпочтение следует отдать той площадке, подход к которой и посадка будут выполняться против ветра. Если позволяет высота полета, следует попытаться выяс- нить причину отказа двигателя, а если удастся — то и запу- стить его. При невозможности запустить двигатель необхо- димо выключить зажигание, закрыть пожарный кран и от- ключить муфту включения. Подходить к земле следует на наивыгоднейшей скорости. На высоте 25—20 м достаточно большим и энергичным движением ручки управления на себя начать гасить посту- пательную скорость полета. Темп взятия ручки должен быть таким, чтобы вертолет уменьшил скорость снижения и завис на высоте 7—5 м только от взятия ручки управления. При таком задирании вертолета угол между продольной осью фюзеляжа и горизонтом будет около 25—30°. Обороты не- сущего винта при этом заметно возрастут. Как только после кратковременного зависания вертолет начнет продолжать снижение, одновременно с плавным под- 160
нятием вверх рычага «шаг-газ» следует отклонить от себя ручку уцравления, чтобы вертолет занял горизонтальное по- ложение для обеспечения нормального приземления и сохра- нения рулевого винта от поломки (рис. 97). Следует помнить, что при посадке на вязкий и неровный грунт очень важно выполнить посадку бёз пробега даже це- ной поломки рулевого винта, так как это менее опасно, чем Скорость Обороты Рис. 97. Посадка вне аэродрома при отказе двигателя опрокидывание вертолета вперед вследствие поломки носо- вой ноги шасси при посадке на такой грунт с поступатель- ной скоростью. Если размеры площадки, на котцрую производится вы- нужденная посадка, очень малы, то планирование на ре- жиме самовращения следует выполнять с малой поступа- тельной скоростью. Однако при этом усложняется выполне- ние посадки из-за большой вертикальной скорости снижения. Кроме того, летчик должен помнить, что при заходе на посадку на режиме самовращения с поступательной ско- ростью запас энергии, которым он располагает для выпол- нения посадки, слагается из живой силы вертолета и энер- гии вращения несущего винта. Живую силу вертолета лет- 161
чик использует, гася скорость до нуля и зависая, взятием на себя ручки управления вертолетом; энергию несущего винта — подъемом вверх рычага «шаг-газ». В случае вертикального снижения на режиме самовраще- ния остается только энергия несущего винта. Поэтому темп взятия рычага «шаг-газ» вверх при такой посадке должен быть значительно большим. В случае отказа двигателя над местностью, на которой нет подходящих для посадки площадок, планирование сле- дует выполнять против ветра для уменьшения поступатель- ной скорости. При посадке на лес зависание следует выполнять, прини- мая вершины деревьев за поверхность земли. Если приземление придется выполнять в населенном пункте или на местности с препятствиями, лучше садиться без пробега, избегая лобового удара о препятствия. В этом случае выгоднее отворачивать вертолет вправо вследствие лучшей его управляемости в эту сторону на режиме само- вращения. Следует всегда помнить, что для повышения безопас- ности полета не рекомендуется без особой необходимости производить полеты на малых высотах. Наиболее выгодной высотой при обычных полетах и перелетах на большие рас- стояния следует считать высоту 500 м. При дальних полетах И перелетах высоту полета следует выбирать из условия получения максимальной дальности. —о—
--------------------------- ft----------------------------- ГЛАВА VIII ПОЛЕТЫ ПО ПРИБОРАМ И НОЧЬЮ ПОЛЕТЫ ПО ПРИБОРАМ В тех случаях, когда полет совершается при хорошей видимости земли и естественного горизонта, летчик, пило- тируя самолет или вертолет, сохраняет его нормальное по- ложение, ориентируясь по естественному горизонту. При полете в сильную дымку, дождь или в снегопад, когда естественный горизонт не просматривается, летатель- ный аппарат можно пилотировать, определяя его простран- ственное положение по поверхности земли. Для этого, ко- нечно, необходим достаточно хороший обзор из кабины лет- чика. При полетах в облаках или ночью за облаками, когда не видны ни естественный горизонт, ни поверхность земли, по- ложение летательного аппарата в пространстве можно опре- делить только при помощи приборов. Полеты, при которых пространственное положение лета- тельного аппарата определяется по приборам, называют полетами по приборам. Остановимся на понятии «пространственное положение летательного аппарата». При выполнении визуального полета летчик, видя гори- зонт и поверхность земли, определяет не только простран- ственное положение летательного аппарата, но и его поло- жение относительно земных ориентиров и магнитного мери- диана. Под пространственным положением летательного аппа- рата следует понимать положение его продольной и попе- речной осей относительно плоскости, параллельной поверх- ности земли. Чтобы охарактеризовать, помимо пространственного по- ложения, положение летательного аппарата относительно 163
Земных ориентиров и магнитного меридиана, целесообразно Применить термин «полное пространственное положение». Определение только пространственного положения лета- тельного аппарата обеспечивает лишь выполнение полета, но так как всякий полет совершается с определенной целью и должен закончиться посадкой в назначенном месте, то, следовательно, в каждом полете необходимо непрерывно иметь представление о полном пространственном положении своего летательного аппарата. При визуальном полете летчик определяет и сохраняет пространственное положение своего аппарата (самолета, вертолета) рефлекторно. Кроме того, располагая показа- ниями приборов и сличая карту с местностью, он легко опре- деляет свое местонахождение. В результате определяется полное пространственное положение летательного аппарата. При полете по приборам полное пространственное поло- жение летательного аппарата приходится определять только по приборам. Если для определения пространственного по- ложения самолета или вертолета необходим целый ком- плекс приборов, называемых пилотажными, то для опреде- ления своего местонахождения приходится пользоваться группой навигационных приборов. Совершенно естественно, что для пилотирования лета- тельного аппарата по приборам летчику приходится затра- чивать гораздо больше сил и внимания, чем в визуальном полете. Конечно, выполнять полеты по приборам могут лишь летчики, имеющие значительный опыт и соответствующую тренировку. Современные самолеты, обладающие хорошей устойчи- востью и прекрасной управляемостью и оборудованные всеми пилотажно-навигационными приборами, будучи исключительно, надежными в эксплуатации, позволяют про- изводить длительные полеты в сложных метеорологических условиях днем и ночью. Кроме того, почти все самолеты, исключая лишь спортивные и легкие истребители, обору- дованы автопилотами. В условиях полета по приборам ав- топилот является незаменимым помощником летчика, облег- чающим его тяжелый труд. По сравнению с самолетами современные вертолеты обладают худшей устойчивостью и управляемостью, имеют зачастую меньший объем спецоборудования, и на большин- стве вертолетов нет автопилотов; это приводит к тому, что пилотирование их оказывается значительно сложнее пило- тирования самолетов, особенно при полетах по приборам. 164
ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ Не так давно существовало мнение, что большинство пи- лотажно-навигационных самолетных приборов обычного типа непригодно для выполнения полетов по этим прибо- рам на вертолетах. Конечно, обычные самолетные указатели скорости, име- ющие небольшую чувствительность и оцифровку с 40—50 км/час, хотя и могут быть использованы на вертоле- Рис 98. Положение продольной оси самолета относительно горизонта в зависимости от скорости полета: 1 — малая скорость; 2 — большая скорость тах, но заметно усложнят их пилотирование, практически исключив висение на высоте. Для вертолетов должны быть созданы специальные ука- затели скорости, обладающие высокой чувствительностью и позволяющие замерять очень малые скорости поступатель- ного полета вплоть до висения. Значительно расширила бы возможности вертолетов установка на них указателей скорости, позволяющих опре- делять скорость перемещения вертолета в любую сторону. Для определения пространственного положения самолета в полете при отсутствии видимости земли и естественного горизонта применяется авиагоризонт. Как показал опыт по- летов, обычный самолетный авиагоризонт может быть также успешно использован при полетах по приборам на верто- летах. Разберем подробнее отличия в поведении самолета и вертолета при различных режимах полета. Как известно, на всех современных самолетах крыло жестко прикреплено к фюзеляжу. Вследствие этого цри по- лете самолета на малых скоростях, когда углы атаки крыла должны быть достаточно велики, продольная ось самолета имеет довольно большой положительный угол с горизонтом. При больших скоростях полета продольная ось самолета практически горизонтальна (рис. 98). 165
Рис. 99. Показания авиагоризонта, / — в горизонтальном полете; 2 — при наборе высоты;
установленного на самолете: 3 — при планировании; 4 — при вираже
В авиагоризонте использована способность гироскопа оставаться в неизменном положении при изменении поло- жения продольной и поперечной осей самолета в полете. Показания авиагоризонта, установленного на самолете, будут следующими: если самолет выполняет горизонтальный полет на большой скорости, то силуэт самолетика на шкале авиагоризонта совпадает с линией горизонта; при наборе высоты на этой же скорости силуэт самолетика находится значительно выше линии горизонта на величину угла на- бора; при планировании на такой же скорости силуэт само- летика находится значительно ниже линии горизонта. Все приведенные показания авиагоризонта соответствуют полету без крена. В случае полета с дреном, например цри вираже, авиагоризонт показывает и крен (рис. 99). Таким образом, видно, что показания авиагоризонта не только соответствуют положению самолета в пространстве, но и дают некоторое представление о режиме его полета. Проследим теперь, как изменяются положение продоль- ной оси вертолета и показания авиагоризонта в зависимо- сти от режима полета. Как известно, перемещение вертолета вперед осуществ- ляется за счет наклона в эту же сторону тяги несущего винта. А так как цри этом создается пикирующий момент, Рис. 100. Положение продольной оси вертолета относительно горизонта в зависимости от скорости полета: 1 — при висении; 2 — при максимальной скорости то при полете с поступательной скоростью продольная ось вертолета всегда составляет отрицательный угол с горизон- том. При этом, чем больше скорость полета вертолета, тем больше этот угол. Так, например, если при висении рассмат- риваемого одновинтового вертолета этот угол близок к ну- лю, то при полете на дальность он равен 5—6°, а при мак- симальной скорости он близок к 9° (рис. 100). Следова- тельно, этот угол зависит от скорости полета. Поэтому, выполняя горизонтальный полет, набор высоты и планирова-
ние на одной и той же скорости за счет изменения мощно- сти двигателя и шага несущего винта, на шкале авиагори- зонта мы получим практически одинаковые показания на всех указанных режимах полета. Практически одинаковые показания авиагоризонта, уста- новленного на вертолете, при различных режимах полета не только не усложняют выполнения полета по приборам, как это представлялось ранее, но даже несколько упрощают его. В самом деле, выполняя полет по приборам на вертолете, достаточно удерживать силуэт самолетика в неизменном положении относительно линии горизонта независимо от режима полета. Однако если на самолете, как говорилось выше, авиа- горизонт помогает определять и режим полета, то на верто- лете при неизменных показаниях авиагоризонта режим по- лета определяется при помощи вариометра, указателя над- дува двигателя, указателя шага несущего винта и положе- ния рычага «шаг-газ». Следует иметь в виду, что полет по приборам как на самолете, так и на вертолете возможен только цри исполь- зовании целого комплекса приборов, в который, помимо авиагоризонта, входят: указатель скорости, вариометр, ука- затель поворота, высотомер, указатели оборотов и наддува двигателя, компас, радиокомпас, радиовысотомер и часы. Ряд особенностей устойчивости, управляемости и тех- ники пилотирования вертолета по сравнению с самолетом обусловливает некоторые отличия в визуальном полете и тем более в полете по приборам. Хорошая устойчивость, управляемость и аэродинамиче- ская симметрия современных самолетов позволяют произ- водить на них полеты по приборам даже в случае отказа авиагоризонта, используя для этой цели указатель поворо- та и скольжения. Худшая, чем у самолетов, устойчивость, заметное запаз- дывание реагирования вертолета на отклонения органов управления и несимметричность одновинтового вертолета в путевом отношении делают пилотирование вертолета более сложным, чем пилотирование самолета. Особенно услож- няется пилотирование вертолета при полетах по приборам. Поэтому очень важно, чтобы при полете по приборам на вертолете все приборы давали показания без запазды- вания. Авиагоризонт, указатель поворота и компас дают свои показания без запаздывания. Остальные же приборы: указатель скорости, вариометр, высотомер — дают свои по- II Зак. W 169
казания с заметным запаздыванием как на вертолете, так и на самолете. По этой причине основными приборами, обеспечиваю- щими пилотирование вертолетов вслепую, являются авиаго- ризонт, указатель поворота и скольжения и гирокомпас. Дополнительными приборами в этом случае будут указа- тель скорости, вариометр, высотомер и радиокомпас. Следует отметить, что вследствие аэродинамической не- симметричности одновинтового вертолета в путевом отно- шении в значительной степени возрастает роль указателя скольжения, тем более что положение педалей ножного управления сильно изменяется не только при изменении ре- жима полета, но даже при изменении его скорости. Расположение приборов на приборной доске вертолета может быть в основном таким же, как и на самолетах; в отличие от самолетов на вертолетах указатели оборотов и наддува двигателя необходимо располагать вблизи пило- тажно-навигационных приборов. Кроме того, на вертолетах, на которых производятся по- леты в сложных метеорологических условиях, целесообразно для повышения безопасности устанавливать по два авиа- горизонта с независимым питанием их, так как при отказе авиагоризонта пилотировать вертолет по указателям пово- ротов и скольжения практически очень трудно. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВЕРТОЛЕТОВ ПРИ ПОЛЕТАХ ПО ПРИБОРАМ Подготовка к полету по приборам на вертолете и выпол- нение такого полета имеют некоторые особенности. Прежде всего следует отметить, что если летчику, имею- щему большой опыт полетов на самолетах, при переучива- нии на вертолетах до самостоятельного вылета требуется не более 3—5 часов налета, то для перехода к обучению на нем полетам по приборам потребуется не менее 25—30 ча- сов налета при условии, что летчик имеет большой опыт полетов по приборам на самолетах. В противном случае на- лет должен быть значительно увеличен. Такой налет необходим для того, чтобы летчик твердо усвоил и овладел особенностями полета на вертолете и от- вык от многих «самолетных» привычек, которые могут при- чинить неприятности при полетах на вертолете. Приступая к обучению полетам по приборам на верто- лете,. необходимо еще при визуальных полетах внимательно 170
изучить показания всех приборов. При выполнении этих полетов очень важно заметить и запомнить характер запаз- дываний вертолета и показаний приборов при отклонении ручки управления. Особое внимание следует обратить на выдерживание пря- молинейности полета при различных режимах полета и при разных положениях педалей ножного управления, ориенти- руясь по показаниям указателя скольжения. У летчиков, много летавших на самолетах по приборам, вырабатывается привычка держать педали ножного управ- ления в нейтральном положении. При пилотировании само- лета по приборам этот навык очень полезен, особенно в слу- чае выполнения полета по указателю поворота. Между тем при полете по приборам на одновинтовом вертолете такая привычка может сильно усложнить его пи- лотирование. Поэтому, выполняя полет по приборам на вертолете, необходимо особенно внимательно следить за указателем скольжения, так как обычно вследствие услож- нения обстановки в полете летчик перестает следить за собой и устанавливает педали в нейтральнее положение, полет начинает выполняться со значительным скольжением и соответствующим усложнением пилотирования. Овладевая полетами по приборам на вертолете, необхо- димо отклонения рычагов управления вертолетом произво- дить очень плавно. В наибольшей степени это относится к перемещениям рычага «шаг-газ», так как при этом изменя- ются реактивный момент несущего винта и балансировка вертолета по всем трем осям. Первые полеты по приборам следует производить под колпаком на вертолете с двойным управлением под наблю- • дением инструктора. Только овладев всеми режимами полета под колпаком и особенно выполнением переходных режимов, можно при- ступать к полетам в облаках. Полет в облаках почти ничем не отличается от полета под колпаком, за исключением несколько большей «бол- танки» в отдельных видах облачности и возможного обледе- нения. Для приобретения навыков пилотирования верто- лета в условиях «болтанки» полезно последние полеты под колпаком выполнять под кучевыми облаками, где уровень «болтанки» иногда бывает больше, чем в облаках. Следует отметить, что вследствие шарнирной подвески лопастей несущего винта вертолет менее подвержен воздей- ствию «болтанки» по сравнению с самолетом. Однако мень- 11* 171
шая устойчивость вертолета по всем прем осям практически сводит на нет это преимущество. При полете на вертолете в неспокойном воздухе как в визуальном полете, так и особенно при полете по приборам все время приходится вмешиваться в управление для вы- держивания заданного режима полета. Перед входом в облака необходимо внимательно прове- рить температурный режим двигателя; заранее подобрать такое положение створок охлаждения двигателя и масла, чтобы при полете по приборам не приходилось отвлекаться для регулировки температур двигателя и масла; проверить количество топлива; отметить время и место входа в облака. Полезно для упрощения сохранения режима полета сов- местить линию горизонта на шкале авиагоризонта с силуэ- том самолетика, опустив ее вниз. Если в облаках ожидается слабое обледенение, необхо- димо перед входом в облака включить на одну минуту про- тивообледенительную систему, а затем выключить ее. Про- тивообледенительная жидкость, покрывшая при этом лопа- сти, значительно замедлит начало их обледенения. Если при полете в облаках все же началось обледенение, то противообледенительную систему следует включать и вы- ключать периодически. Противообледенительная система включается при загорании лампочки «Лед» и выключается после того, как она погаснет. Дополнительным признаком начавшегося обледенения несущего винта является усиле- ние тряски вертолета с одновременным подергиванием ручки управления. Через 1—2 мин после включения про- тивообледенительной системы тряска вертолета и подерги- вание ручки должны прекратиться. Если через 2—3 мин после включения противообледе- нительной системы тряска и подергивание ручки управления не прекращаются, а даже усиливаются, полет в облаках следует прекратить, так как эти признаки сигнализируют о том, что началось обледенение лопастей несущего винта вследствие израсходования антифриза либо отказа проти- вообледенительной системы. Полет в зоне обледенения с неработающей противообледенительной системой недопу- стим, так как сильное обледенение лопастей несущего винта, кроме ухудшения их аэродинамического качества, вызывает значительную разбалансировку несущего винта, сильную тряску всего вертолета и невозможность управлять им вследствие значительных подергиваний ручки управления. 172
Если в облаках ожидается интенсивное обледенение, то противообледенительную систему следует включать перед входом в облака и не выключать в течение всего времени нахождения вертолета в зоне обледенения. При полете в облаках необходимо тщательно выдержи- вать заданный режим полета и использовать все имеющиеся радиосредства для контроля своего местонахождения. Первые полеты в облаках, так же как и первые полеты под колпаком, следует выполнять только с инструктором. Дальнейшие непродолжительные тренировочные полеты в облаках можно выполнять одиночно. Длительные полеты и перелеты в сложных метеорологи- ческих условиях при наличии на вертолете двойного управ- ления лучше выполнять двум летчикам. Если же вертолет имеет одинарное управление, то такие полеты следует вы- полнять обязательно со штурманом. Пилотирование вертолета в облаках должно быть плав- ным. Особенно внимательно следует выполнять переходные режимы, сопровождающиеся значительным изменением ба- лансировки вертолета. Необходимо помнить, что если при пилотировании вертолета под колпаком вследствие допу- щенной ошибки летчик начинает терять представление о пространственном положении вертолета и для исправления ошибки ему достаточно открыть колпак, то при полете в облаках этой возможности летчик лишен. Завершающим этапом всякого полета является посадка. Заход на посадку в сложных метеорологических условиях вне видимости земли и. горизонта на вертолете можно вы- полнять при помощи тех же средств и по тем же посадоч- ным системам, что и на самолете. Порядок выполнения захода на посадку по этим системам точно такой же, как и на самолетах. Выполняя заход на посадку по системе ОСП, целесооб- разно строить маршрут не по дальней приводной радиостан- ции, а по ближней, так как при этом время, потребное на выполнение захода, будет значительно меньше, чем при вы- полнении такого же захода по дальней приводной станции. Вследствие того что объем специального оборудования на современных вертолетах почти такой же, как на самоле- тах, а маневр по скорости у них больший, то при полетах в сложных метеорологических условиях минимум погоды для вертолетов может быть установлен более жесткий, чем для самолетов. 173
ПОЛЕТЫ НОЧЬЮ К полетам на вертолете ночью можно приступать лишь после окончания тренировки под колпаком, а еще лучше после овладения полетами в облаках. Полеты на вертолете в светлую, ясную ночь мало отли- чаются от дневных полетов; они выполняются визуально и, конечно, гораздо проще, чем полеты в темную ночь или ночью в сложных метеорологических условиях. Главной особенностью любого ночного полета является затрудненное наблюдение за приборами и агрегатами верто- лета, расположенными в кабине. Поэтому, приступая к полетам ночью, необходимо в со- вершенстве знать кабину своего вертолета, иными словами, точно помнить расположение всех включателей и агрегатов, которыми придется пользоваться в полете. Это необходимо хотя бы для того, чтобы в случае полного отказа освещения кабины вертолета иметь возможность благополучно закон- чить полет. Умение пилотировать вертолет по приборам при выпол- нении полета ночью необходимо летчику потому, что даже в ясную, но темную ночь при отсутствии в районе полетов наземных световых ориентиров полет ночью практически не отличается от полета в сложных метеорологических усло- виях. Следует отметить еще одну особенность полетов ночью— это выполнение взлета и посадки. Если все самолеты, как правило, производят взлет и по- садку как днем, так и особенно ночью на аэродромах, взлетно-посадочные полосы которых имеют специальное светотехническое оборудование для обеспечения ночных по- летов, то вертолетам очень часто приходится выполнять взлет и посадку на площадках, не имеющих специального освещения. Если взлет на вертолете ночью производится со взлетной полосы аэродрома, то благодаря хорошей видимости по- верхности земли и наличию впереди световых ориентиров такой взлет независимо от метеорологических условий не отличается от дневного и выполняется так же, как и днем. При взлете вертолета ночью с площадки, не имеющей светового оборудования, особенно в темную ночь, необхо- димо впереди вертолета в направлении взлета установить световой ориентир (фонарь, костер и т. п.), который обеспе- чит выдерживание прямолинейности взлета. 174
Кроме того, для обеспечения видимости земли при раз- гоне над землей необходимо перед взлетом включить поса- дочную фару. В случае неисправности посадочной фары для этой цели может быть использована и рулежная фара. Взлет ночью с такой площадки производится несколько иначе, чем днем: вертикальный набор высоты после отрыва выполняется до 3—5 м с последующим плавным разгоном. Взлет должен производиться против ветра. Следует помнить, что высота начала разгона и темп его должны обеспечивать выполнение нормального взлета без касания колесами земли. Разгон после отрыва надо выпол- нять более плавно, чем днем. По достижении наивыгодней- шей скорости набора следует перевести вертолет в набор высоты, затем перейти на пилотирование по приборам, и только после этого выключить фару. Смотреть на землю при таком взлете надо так же, как при взлете днем. Взлет ночью с площадок, окруженных высокими препят- ствиями, сложнее, чем днем. Следует иметь в виду, что раз- меры таких площадок для ночного взлета должны быть в 1,5—2 раза больше, чем для взлетов днем. Взлет необходимо выполнять точно против ветра. Взлет, отрыв и набор высоты выполняются так же, как и при взлете днем с таких же площадок. Разгон производится более плавно, чем днем. Фару следует держать включенной до пролета вертолета над препятствием. Вершины препятствий в направлении взлета желательно обозначить световыми ориентирами. Полеты на вертолете в темную ночь под облаками, в об- лаках и за облаками выполняются только по приборам. При этом освещение кабины вертолета необходимо отрегулиро- вать на минимальную освещенность, обеспечивающую нор- мальную видимость всех приборов и рычагов агрегатов. Слишком яркий свет в кабине затруднит ведение детальной ориентировки в случае видимости земли, что может услож- нить выполнение взлета и посадки. Маршрутные полеты на вертолете ночью выполняются так же, как и полеты днем в сложных метеорологических условиях. Посадка на вертолете ночью имеет ряд отличий от по- садки днем. Если посадка выполняется на аэродроме, оборудованном специальными светотехническими средствами, то такая по- садка мало чем отличается от посадки днем; несколько усложняется при этом лишь расчет на посадку. 175
Выполнение посадки на вертолете ночью вне аэродрома несколько сложнее, чем днем. Место приземления в этих случаях должно быть ограничено световыми» ориентирами. Кроме того, необходимо хорошо знать подходы к площадке. На обычную площадку с открытыми подходами заход выполняется так же, как и днем. Некоторым отличием яв- ляется несколько большая высота торможения и зависания. Если обстановка не препятствует, то включать посадоч- ную фару перед посадкой следует на высоте не ниже 50 м, а выключать — после сброса шага при приземлении. Наиболее сложна посадка ночью на площадку, ограни- ченную высокими» препятствиями. Так же как и для взлета ночью с подобной площадки, по размерам она должна быть в 1,5—2 раза больше, чем площадка для посадки днем. Очень важно, чтобы летчик хорошо знал размеры пло- щадки, высоту и характер окружающих препятствий. Жела- тельно, чтобы препятствия были обозначены световыми ориентирами. Заход на посадку следует выполнять строго против ветра. В сильный порывистый ветер взлет с подоб- ных площадок и посадка на них ночью запрещаются. Поса- дочная фара включается на высоте 30—50 м над препят- ствиями» и выключается по окончании посадки. Заход на посадку ночью в сложных метеорологических условиях на аэродроме, оборудованном средствами, обеспе- чивающими такую посадку, не отличается по выполнению от захода на посадку днем в сложных метеорологических условиях. При заходе на посадку днем и ночью в сложных метео- рологических условиях летчик должен переключать радио- высотомер на первый диапазон. НАДЕЖНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТА Современные вертолеты при полете испытывают большие вибрации по сравнению с любыми самолетами, даже имею- щими винтомоторную группу (ВМГ). Повышенная вибрация вертолета не только морально воздействует на экипаж и пассажиров, повышает их утом- ляемость, но и создает дополнительные напряжения кон- струкции вертолета, сокращающие срок его службы. На самолетах с ВМГ источником вибрации являются двигатель и винт. Как известно, современные поршневые двигатели, не говоря уже о ТВД, достаточно хорошо уравно- вешены, поэтому вибрации, создаваемые ими, очень малы 176
rto амплитуде (величине) и имеют частоту, не совпадаю- щую, как правило, с частотой конструкции самолета. Винты самолетов, работая в осевом симметричном потоке и имея сравнительно небольшие размеры (диаметр их редко превы- шает 5 jw), также не создают заметно больших вибраций. Вследствие этого на самолетах с винтами, не говоря уже о реактивных самолетах, вибрации очень малы и полет на них достаточно спокоен и комфортабелен. Совершенно иначе обстоит дело на вертолетах. Двига- тель вертолета создает незначительные вибрации. Основным же источником вибраций' вертолета в полете является его несущий винт. В отличие от винта самолета несущий винт вертолета ра- ботает в несимметричном косом потоке, вследствие чего ле- вая и правая половины винта работают в совершенно раз- личных условиях. Скорость обтекания каждой лопасти несущего винта за один его обсфот меняется от минимума до максимума; поэтому, несмотря на наличие регулятора взмаха, положение лопасти за один ее оборот меняется в значительных пределах. Будучи нагруженной резко меняющимися силами, ло- пасть несущего винта вертолета за один оборот совершает очень большие и резкие колебания относительно всех шар- ниров. Кроме того, имея большие размеры и массу и обладая определенной жесткостью, лопасть несущего винта, несмотря на шарнирную подвеску, передает эти колебания всей кон- струкции вертолета. Наибольшие вибрации создают двухлопастные несущие винты вследствие наибольшей пульсации подъемной силы. Винты с большим числом лопастей создают меньшие виб- рации. Следует также иметь в виду, что диаметры несущих вин- тов вертолетов колеблются в пределах 10—25 м, а их вес достигает 100 кг и более. Конечно, очень трудно создать несущий винт, у которого все лопасти были бы совершенно одинаковы в весовом и геометрическом отношении. Кроме того, вследствие изменения влажности древесины несущие винты деревянной или смешанной конструкции мо- гут менять свою балансировку в процессе эксплуатации, что в свою очередь может быть источником повышенной вибра- ции вертолетов. Дополнительным источником вибрации может явиться трансмиссия вертолета. Если на самолете винт непосред- 177
Ственно крепится на валу двигателя, то на большинстве вертолетов несущий винт закреплен на главном редукторе, отстоящем достаточно далеко от двигателя и связанном с ним длинным валом. У одновинтового вертолета с рулевым винтом длина хвостового вала обычно превышает радиус несущего винта. У двухвинтовых вертолетов продольной и поперечной схем длина синхронного вала практически равна диаметру винта. При неудачной конструкции трансмиссии последняя вследствие наличия длинных валов может создавать не только повышенные вибрации, но. и повышенные напряже- ния в конструкции вертолета. У вертолетов с двумя несущими винтами уровень вибра- ций может быть выше, чем у вертолетов с одним несущим винтом. Для предотвращения больших вибраций вертолета в по- лете предъявляются повышенные требования к точности изготовления несущих винтов и деталей трансмиссии. В этих же целях очень часто двигатель вертолета, его трансмиссию, включая и главные редукторы, устанавливают на резиновых амортизаторах. Вследствие того что конструкция вертолета подвергается значительным вибрациям, а наиболее ответственные детали вертолета — лопасти несущего винта — работают в условиях знакопеременных нагрузок, вызывающих усталостные на- пряжения и почти не поддающиеся точному учету, каждый новый тип вертолета проходит испытания на ресурс. Такие испытания позволяют достаточно точно оценить надежность конструкции всех частей вертолета. Обычно испытания вертолета на ресурс проводятся в бо- лее тяжелых условиях, чем те, которые могут быть в полете; кроме того, продолжительность ресурсных испытаний пре- вышает разрешенный срок службы вертолета. Совокупность этих мероприятий позволяет обеспечить надежность и безопасность эксплуатации вертолета. Безопасность полета вертолета зависит не только от на- дежности и прочности его конструкции, но и еще от ряда конструктивных и эксплуатационных особенностей его. Так, например, для обеспечения работы несущего винта верто- лета на режиме самовращения при отказе двигателя в транс- миссии всякого вертолета имеется муфта свободного хода. Следует, однако, отметить, что почти на всех вертолетах муфта свободного хода обычно расположена на выходном валу двигателя либо на входном валу главного редуктора. 178
Такое расположение муфты свободного хода обеспечи- вает режим самовращения несущего винта в случае отказа двигателя. Между тем в случае разрушения или заклинения главного редуктора при таком расположении муфты сво- бодного хода не гарантируется надежное самовращение не- сущего винта. Для обеспечения самовращения несущего винта в случае разрушения главного редуктора необходимо, чтобы муфта свободного хода была расположена непосредственно у не- сущего винта, т. е. на выходном валу главного редуктора. Но это условие очень трудно обеспечить технически, так как крутящий момент на выходном валу главного редуктора примерно в 10 раз больше, чем крутящий момент на его входном валу. Следовательно, муфта свободного хода в этом случае будет гораздо большей по размерам и весу и менее надежной в работе. Кроме того, для одновинтового вертолета с муфтой сво- бодного хода на выходном валу редуктора привод для руле- вого винта пришлось бы осуществлять непосредственно от несущего винта, т. е. за муфтой свободного хода, для обес- печения путевой управляемости вертолета при планировании его на режиме самовращения несущего винта (рис. 101). Рис. 101. Схема трансмиссии одновинтового вертолета при располо- жении муфты свободного хода между несущим винтом и главным редуктором: 1 — главный редуктор; 2 — муфта свободного хода; 3 — несущий винт; 4 — при- вод хвостового винта На вертолетах с двумя несущими винтами цри таком рас- положении муфт свободного хода синхронный вал также должен был бы иметь привод непосредственно от несущих винтов, что привело бы к усложнению и утяжелению транс- миссии вертолета (рис. 102). 179
Рис. 102. Схема трансмиссии двухвинтового вертолета в случае распо- ложения муфт свободного хода между несущими винтами и главными редукторами: / — главные редукторы; 2 — муфты свободного хода; 3 — несущие винты; 4 — син- хронный вал Более рациональным способом решения данного вопроса может быть установка ограничителя крутящего момента между несущим винтом и главным редуктором, который конструктивно проще и легче муфты свободного хода. В этом случае муфта свободного хода может быть установ- лена на обычном ее месте, однако привод хвостового винта или синхронного вала придется осуществлять непосред- ственно от несущих винтов. Создание такой конструкции трансмиссии вертолета, ко- торая обеспечивала бы безопасное планирование на режиме самовращения в случае разрушения или заклинения глав- ного редуктора, является совершенно необходимым. Этот вопрос можно также решить, создав исключительно надеж- ную и долговечную трансмиссию. Самый, пожалуй, простой и верный способ повышения безопасности полета вертолета — это применение реактив- ного привода несущего винта с расположением двигателей непосредственно на лопастях несущего винта, т. е. полная ликвидация 'трансмиссии. Упрощение техники пилотирования вертолета также по- вышает безопасность полета на нем. С этой точки зрения целесообразно было бы ввести в управление одновинтового вертолета специальное устройство, которое при изменении шага несущего винта и мощности двигателя одновременно изменяло бы установочные углы рулевого винта таким об- разом, чтобы момент рулевого винта всегда был равен реак- тивному моменту несущего винта, обеспечивая балансировку вертолета в путевом отношении. 180
Установка автопилота значительно упростит пилотирова- ние вертолета, а следовательно, повысит безопасность по- лета. В настоящее время уже созданы специальные авто- пилоты для вертолетов. Для повышения безопасности» полета особое значение имеет упрощение пилотирования вертолета в аварийных случаях. Как известно, в случае отказа двигателя на вертолете следует, не теряя времени, перевести несущий винт на режим самовращения. Резервное время в этом случае не превы- шает 3—5 сек в зависимости от режима полета. Для повы- шения безопасности полета целесообразно установить на вертолете автомат оборотов несущего винта. Этот автомат, помимо упрощения пилотирования вертолета в обычных условиях, обеспечит автоматический перевод винта на ре- жим самовращения в случае отказа двигателя. Задающий механизм автомата оборотов позволит применить увеличе- ние шага несущего винта для обеспечения посадки на режиме самовращения. Необходимо также продолжать работы по усовершен- ствованию пилотажно-навигационных приборов для верто- летов. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВЕРТОЛЕТОВ Вертолет — исключительно интересный летательный аппарат, обладающий качествами, недоступными для других летательных аппаратов. Способность вертолета взлетать и садиться без- разбега и пробега, неподвижно висеть в воздухе и перемещаться в любом направлении делает его незаменимым во многих об- ластях применения. Некоторым недостатком вертолетов является сравни- тельно небольшая скорость полета, которая меньше скоро- сти полета современных транспортных самолетов. По грузоподъемности и номенклатуре перевозимых гру- зов современные вертолеты не уступают транспортным са- молетам, обеспечивая в отдельных случаях более удобную погрузку и выгрузку грузов по сравнению с самолетами. Вследствие того что вертолетам не нужны аэродромы, они являются более удобным и выгодным транспортным средством, чем самолеты, при перевозке грузов, почты »и пассажиров на расстояние 300—400 км. 181
Рис. 103. Вертолет на станции «Северный полюс» Рис. 104. Вертолет обеспечивает проход каравана судов по Север* ному морскому пути 182
В болотистых и лесных местностях, таких, как все север- ные районы нашей страны, вертолет будет единственно удобным и выгодным транспортным средством. В горных районах, где порой невозможно построить аэродромы достаточных размеров, вертолет найдет широкое применение для перевозки пассажиров и грузов. Например, доставку пассажиров и почты из Симферополя на южный берег Крыма или из Адлера по всему Черноморскому побе- режью Кавказа удобнее всего производить на вертолетах. Вертолет с исключительным успехом может приме- няться в сельском хозяйстве. Вертолеты могут быть также использованы для раз- ведки полезных ископаемых и для борьбы с лесными по- жарами, для оказания срочной медицинской помощи и для целей картографии, для перевозки почты, охоты на волков и т. д. Вертолеты нашли широкое применение в различных научных экспедициях, например в наших арктических и ан- тарктических (рис. 103 и 104). Очень широко могут быть использованы вертолеты для обороны нашей Родины. Трудно даже перечислить все возможные области при- менения вертолетов. Можно лишь сказать, что это летатель- ный аппарат будущего. ЛИТЕРАТУРА 1. Б. Н. Юрьев и В. Е. Касторский. Геликоптеры. Изд. ВВИА им. Н. Е. Жуковского, 1951. 2. И. П. Братухин. Проектирование и конструкции вертоле- тов. Оборонгиз, 1955. 3. Н. И. Камо в. Винтовые летательные аппараты. Оборонгиз, 1948. 4. В.Ф. Болотников. Элементарный курс аэродинамики. Оборонгиз, 1944. 5. А. М. 3 а г о р д а н. Элементарная теория вертолета. Воен- издат, 1955. 6. В. Б. Баршевский. Вертолет в полете. Изд. ДОСААФ, 1954. 7. А. М. Изаксон. Геликоптеры. Оборонгиз, 1947. 8. А. Гессоу и Г. Мейерс. Аэродинамика вертолета. Оборон- гиз, 1954. 1 9. Раймонд А. Янг. Теория и расчет геликоптера. Оборонгиз, 10. А Е. Татарченко. Вертолет. Воениздат, 1955. —о----------
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Введение................................................. . 3 Глава I. Винтокрылые летательные аппараты ........ 5 Особенности винтокрылых летательных аппаратов......... — Различные схемы вертолетов.............................. 9 Устройство и принцип полета вертолета.................. 26 Несущий и рулевой винты................................ 27 Управление ............................................ 40 Силовая установка и трансмиссия........................ 46 Глава II. Запуск двигателя и руление........................ 50 Кабина вертолета........................................ — Запуск двигателя и включение трансмиссии............... 55 Руление и его особенности.............................. 60 Глава III. Взлет и висение у земли.......................... 68 Взлет и висение у земли. „Воздушная подушка“............ — Взлет.................................................. 73 Взлеты в особых случаях................................ 79 Глава IV. Набор высоты и потолок............................ 86 Набор высоты............................................ — Понятие о потолке...................................... 94 Глава V. Переходные режимы. Горизонтальный полет. Устой- чивость и управляемость.....................................100 Максимальная скорость. Дальность и продолжительность полета...............................................ПО Устойчивость и управляемость.........................118 Глава YI. Планирование....................................127 Моторное планирование. Вихревое кольцо............... — Самовращение несущего винта. Опасная зона...........130 Выполнение режима самовращения несущего винта в трени- ровочных целях......................................136 Режим самовращения в особых случаях.................140 Глава VII. Посадка.......................................144 Посадка с использованием двигателя..................145 Посадка на режиме самовращения . . *.................149 Посадка в особых случаях............................155 Глава VIII. Полеты по приборам и ночью....................ЮЗ Полеты по приборам................................... — Пилотажно-навигационные приборы......................165 Особенности эксплуатации вертолетов при полетах по при- борам ..............................................170 Полеты ночью........................................174 Надежность конструкции и безопасность полета.........176 Области применения вертолетов........................181 Литература............................................ЮЗ