У несущих поверхностей с профилями достаточной толщины (более 5-6%) и закругленной передней кромкой в средней части рабочего диапазона углов атаки общая аэродинамическая сила R наклонена вперед и ее проекция R1 на хорде элемента профиля направлена к носку профиля. Возникает так называемая “подсасывающая сила”, которая имеет большое значение в образовании режима самовращения.
При планировании на РСНВ воздушный поток через винт проходит снизу вверх. Из-за большого угла обтекания общая аэродинамическая сила элемента лопасти R, в плоскости вращения НВ, отклонена вперед. Она раскладывается на подъемную силу У, и на лобовое сопротивление Х. Проекция подъемной силы У на плоскость вращения дает движущую силу У1, которая больше проекции силы сопротивления Х1. Совместно с “подсасывающей силой” R1 они придают элементу лопасти ускоренное самовращение.
Режим ускоренного самовращения У1 > X1
При увеличении ОШ полная аэродинамическая сила элемента лопасти отклоняется назад относительно плоскости вращения. Проекции подъемной силы У1 и сопротивления Х1 на плоскость вращения становятся равными по значению, и наступает режим установившегося самовращения.
Режим установившегося самовращения У1 = X1
При дальнейшем увеличении ОШ полная аэродинамическая сила относительно плоскости вращения еще больше отклоняется назад, проекция силы сопротивления Х1 становится больше проекции подъемной силы У1, и наступает режим замедленного самовращения.
Режим замедленного самовращения У1 < X1
При вращении лопасть имеет различные окружные скорости по длине от центра вращения, разные установочные углы за счет закрутки и разные углы атаки. Поэтому отдельные элементы лопасти в зависимости от расстояния до оси вращения будут иметь неодинаковые свойства самовращения. Элементы лопасти, расположенные от комля до 0,7 радиуса винта, работают на режиме ускоренного самовращения ввиду малых окружных скоростей. Элементы концевой части лопасти работают на режиме замедленного самовращения ввиду больших окружных скоростей. Поэтому на минимальном шаге невозможно раскрутить винт до бесконечности. Наступает некоторый баланс режимов самовращения, которым можно управлять изменением ОШ. Рекомендуемые обороты на РСНВ составляют 98 -100 %. При этом обеспечивается большой запас кинетической энергии вращающегося винта. Снижение оборотов ниже 89 % не обеспечивает достаточного запаса управления, ведет к незначительному уменьшению центробежных сил, как следствие, к увеличению маховых движений и снижению тяги НВ. Разрешается кратковременное увеличение оборотов НВ до 103 % на время не более 30 сек и до 105 % на время не более 5 сек. Это ограничивается из условий обеспечения прочности лопасти.
Признаки отказа двух двигателей:
- изменяется шум двигателей и трансмиссии;
- вертолет резко и энергично разворачивается вправо под действием несбалансированного момента тяги РВ при исчезновении реактивного момента НВ;
- вертолет резко и энергично снижается с опусканием носа вследствие уменьшения тяги НВ и соответственно индуктивного скоса потока от НВ на стабилизатор;
- быстро уменьшаются обороты турбокомпрессора и температуры газов;
- падают обороты НВ;
- возникает правый крен, при уменьшении тяги РВ уменьшение Zан происходит в меньшей степени, увеличивается естественный завал конуса вправо из-за возникшей вертикальной скорости и увеличения угла атаки НВ.
Отмеченные явления проявляются весьма резко, и чем больший режим работы двигателей был в момент отказа, тем интенсивнее происходит разбалансировка.
Действия пилота при отказе двух двигателей
Перевести вертолет на режим самовращения. Для этого необходимо:
- сбросить Ш-Г до минимума для поддержания оборотов НВ, так как в момент отказа ОШ установлен для моторного полета с подводом мощности. Затем в процессе снижения подобрать такую величину, чтобы обороты НВ находились в рекомендованных пределах;
- одновременно с уменьшением ОШ отклонить РУ “на себя” и “влево”, удержать вертолет от пикирования, разворота и кренения. В процессе снижения установить требуемую скорость полета;
- отклонить вперед левую педаль, так как у несущего винта пропадает реактивный момент, а из-за трений в трансмиссии и сопротивления на привод агрегатов возникает увлекающий момент НВ, направленный по ходу вращения НВ;
- закрыть пожарные краны и “стоп-краны” обоих двигателей.
Развороты на снижении на РСНВ следует выполнять координированным отклонением РУ и педалей в сторону разворота. Ввод в разворот сопровождается увеличением вертикальной скорости, отчего углы атаки элементов лопасти увеличиваются, и НВ переходит в режим ускоренного самовращения. Чем больше величина крена на развороте, тем больше Vу, и тем больше возрастают обороты НВ. Поэтому для упрощения техники пилотирования на разворотах крен следует сохранять не более 20о.
При левом развороте левая педаль перемещается вперед, тем самым увеличивая отрицательные углы установки лопастей РВ. Увеличивается сопротивление вращению и для поддержания оборотов НВ необходимо уменьшить ОШ, что ведет к увеличению Vу.
При правом развороте тягу РВ, направленную вправо, необходимо уменьшить. Уменьшается сопротивление вращению РВ и обороты НВ сохраняются на большем значении ОШ. Вертикальная скорость не увеличивается. Поэтому при снижении на РСНВ желательно выполнять развороты с правым креном. Потеря высоты зависит от Vу и времени разворота. Минимальная потеря высоты при развороте на 180о с креном 20о составляет около 250 м.
Опасные зоны высоты и скорости при отказе 2-х двигателей
Переход от моторного полета к полету на РСНВ занимает определенное время, необходимое для перехода набегающего потока с отрицательных углов атаки НВ на положительные. Существуют такие режимы полета, на которых конструктивные характеристики вертолета не обеспечивают безопасного приземления. Это зоны опасных высот и скоростей, в которых полет либо запрещен, либо ограничен случаями крайней необходимости (например вертикальные режимы на Н 10-200 м).
В опасной зоне высоты-скорости самым неблагоприятным является отказ двигателей на висении. Гашение Vу увеличением ОШ приводит к сильному падению оборотов НВ и беспорядочному падению. Верхней границей этой зоны является высота 200 м, с которой возможно перейти с режима висения на режим планирования на РСНВ. На высотах от 10 м до 200 м в случае отказа 2-х двигателей на малой скорости (менее 40 км/ч) конструкция Ми-8 не обеспечивает безопасного приземления.
Зона больших скоростей опасна тем, что на малой высоте отсутствует резерв времени для гашения поступательной скорости, устранения разбалансировки и потери высоты.
Балансировка, устойчивость и управляемость на планировании на РСНВ
Балансировка вертолета на РСНВ определяется направлением увлекающего момента НВ, который стремится развернуть вертолет вправо. Для устранения его тягой РВ должен быть создан момент, уравновешивающий Мувл. Поэтому левая педаль перемещается вперед.
Изменение условий путевой балансировки сопровождается изменением поперечной балансировки. Для уравновешивания Ррв, направленной вправо, необходимо отклонить конус НВ влево. Мупр сбалансирует вертолет с левым креном. Балансировка может быть без скольжения с левым креном или без крена со скольжением.
Ввиду уменьшения индуктивного потока от НВ, уменьшения Мр РВ и увеличения угла атаки стабилизатора начинают преобладать пикирующие моменты, для уравновешивания которых необходимо конус НВ отклонить назад. Перемещение РУ “на себя” тем больше, чем больше скорость полета и величина передней продольной центровки (примерно половина хода РУ).
При переходе с режима моторного полета на РСНВ отклонение РУ “на себя” тем больше, чем выше режим работы двигателей, больше барометрическая высота и скорость в момент отказа.
Вертолет устойчив в продольном отношении, если для увеличения скорости необходимо отклонить РУ вперед от балансирного положения. Однако на РСНВ положение РУ на большей скорости оказывается сзади от балансирного положения. Поэтому на РСНВ вертолет в продольном отношении статически неустойчив. При случайном увеличении скорости увеличивается пикирующий момент, что ведет к дальнейшему увеличению скорости. Необходимо удерживать его, выполняя двойные движения РУ.
О поперечной статической устойчивости можно судить по отклонению тарелки автомата перекоса от угла крена. При скольжениях с углами крена + - 10о вертолет обладает поперечной статической устойчивостью.
Путевая устойчивость может быть оценена по потребному шагу РВ при координированных скольжениях. Для ввода вертолета в левое скольжение необходимо значительно увеличить шаг НВ (правая педаль вперед) чтобы преодолеть стабилизирующий момент, возникающий при появлении скольжения. Однако при больших углах крена (около 20о) вертолет становится нейтральным в путевом отношении.
Запас хода рычагов управления на РСНВ обеспечивает управление вертолета при всех вариантах загрузки и сохранения продольной центровки в допустимых пределах. Поведение вертолета нормальное во всем диапазоне высот и скоростей.