Эффект воздушной подушки

Эффектом воздушной подушки (ЭВП) называется самопроизвольное увеличение тяги НВ вблизи твердой поверхности.

ЭВП проявляется вследствие того, что воздушный поток, отбрасываемый несущим винтом вниз, тормозится о земную поверхность, часть его кинетической энергии идет на повышение давления воздуха под винтом. Образуется зона с повышенным давлением вплоть до плоскости вращения НВ. В результате этого увеличивается разность давлений под винтом и над винтом, что создает дополнительное увеличение тяги НВ.

Эффект воздушной подушки зависит от высоты висения над площадкой и ощутимо проявляется примерно с половины радиуса НВ (~10м). С уменьшением высоты эффект воздушной подушки увеличивается. Например, на высоте 2м Rнв увеличивается ~ на 15%. Чем меньше высота висения, тем большее влияние на НВ оказывает сжатый воздух, “опираясь” о земную поверхность. Увеличение барометрической высоты висения уменьшает влияние ЭВП. Так с подъемом на 500 м высота влияния ЭВП снижается на 1м. Это объясняется уменьшением плотности воздуха с подъемом на высоту. Встречный ветер увеличивает эффект воздушной подушки, так как НВ начинает работать в режиме косого обтекания.

Эффект воздушной подушки в большой степени зависит от рельефа подстилающей поверхности. При висении над холмом ЭВП уменьшается, так как струя воздуха под винтом деформируется в меньшей степени, что приводит к меньшему увеличению давления воздуха под винтом, нежели при висении над ровной поверхностью. При углах склона более 45^о и размере площадки менее диаметра НВ ЭВП практически отсутствует.

При висении над ямой ЭВП зависит от наклона стенки ямы и высоты висения от дна ямы. Если углы наклона стенок ямы до 15^о, ЭВП будет больше, чем при висении над равниной. Прирост тяги объясняется большей деформацией струи воздуха под винтом.

Если яма имеет наклон стенок более 15^о, то ЭВП ухудшается. Снижение ЭВП при висении над ямой с крутыми стенками объясняется тем, что от стенок ямы происходит заброс потока воздуха в область всасывания над винтом, образуется замкнутая линия тока воздуха – “вихревое кольцо” (стр.70). Скорость потока через винт увеличивается при прочих равных условиях, что приводит к уменьшению угла атаки лопастей, и тяги НВ.

При висении над склонами проявляется эффект как “ямы”, так и “холма”. Если склон до 15^о, то тяга не меняется. Снижение эффекта за счет “холма” компенсируется усилением за счет “ямы” с другой стороны диска НВ. При угле склона более 15^о тяга уменьшается за счет эффекта “глубокой ямы” части диска, расположенной к склону. Но при висении над склоном даже с малыми углами наклона на фюзеляж будет действовать сила, отталкивающая вертолет от склона. В этом случае необходимо отклонять РУ в сторону склона, и при взлете (посадке) в таких случаях может быть недостаток запаса управления.

При висении над травяным покровом, высота которого мала, ЭВП увеличивается за счет большого торможения потока в травяном слое. При висении над высоким кустарником и лесом ЭВП отсутствует. При висении над водной поверхностью ЭВП ниже, чем при висении над грунтом. Это объясняется тем, что торможение струи воздуха о воду значительно меньше, чем торможение о твердую поверхность. Воздух как бы “растекается” по поверхности воды, не создавая зоны повышенного давления под винтом.