зачем вертолеты взлетают по самолетному

Источник

ВЗЛЕТ ВЕРТОЛЕТА

В зависимости от запаса мощности на вертолете воз­можны следующие виды взлета:

— по-вертолетному, т. е. с отрывом по вертикали и по­следующим разгоном. Этот вид взлета может произво­диться с зависанием вне зоны воздушной подушки или в зоне ее влияния;

— по-самолетному, т. е. с разбегом до скорости, необ­ходимой для отрыва.

Способ взлета выбирается в зависимости от характера площадки и загрузки вертолета. Взлет производится, как правило, против ветра.

Взлет по-вертолетному (вертикальный взлет)

Вертикальный взлет состоит из отрыва вертолета и на­бора высоты по вертикали для преодоления препятствий с последующим разгоном. Выполняется он за счет избыт­ка мощности AN при работе несущих винтов в режиме осевой обдувки. Максимальная взлетная масса опреде­ляется по номограмме зависимости располагаемой тяги от атмосферных условий без учета влияния воздушной по­душки. Это особенно важно при взлете с корабля, когда эффект воздушной подушки исчезает сразу после прохода борта корабля. Поэтому при пробном зависании на высо­те 2—3 м необходимо убедиться, что вертолет нормально висит на режиме работы двигателей не выше номиналь­ного.

При взлете с ограниченных площадок вертикальный набор производится до высоты 5—10 м, превышающей вы­соту препятствий. Затем плавным отклонением ручки ПГТУ от себя и увеличением шага винтов вертолет переводится в разгон по горизонтали до скорости 50—60 км/ч с после­дующим переходом в набор высоты с одновременным уве­личением скорости до наивыгоднейшей скорости набора. Переход вертолета с режима висения на разгон осуществ­ляется наклоном тяги несущих винтов в сторону полета. Просадка вертолета на разгоне предотвращается увеличе­нием шага винтов и мощности силовой установки. Для разгона вертолета по восходящей траектории (рис. 3.4) необходимо, чтобы составляющая Тх была больше суммы сил QHp и G2 (Tx>Q„v+G2), а составляющая Ty>Gi.

Таким образом, в процессе разгона вертолета от ви­сения до установившегося набора высоты силы, действую­щие на него, не уравновешены. В процессе разгона верто­лета тяга несущих винтов увеличивается вследствие косой обдувки, в связи с чем вертолет стремится уйти по верти­кали, поэтому с увеличением скорости необходимо ручку ППУ плавно отдавать от себя для сохранения постоянного угла траектории.

При взлете с зависанием вне зоны воздушной подушки вертолет, как правило, некоторое время находится в зоне опасных скоростей и высот, определенной из условия обес­печения безопасной посадки в случае отказа одного из двигателей. Верхняя граница опасной зоны определяется запасом высоты, необходимым для вывода вертолета на полет с одним работающим двигателем, а нижняя грани­ца обусловлена способностью шасси воспринять ударную нагрузку. При отказе одного из двигателей в зоне опас­ных высот и скоростей нс гарантируется безопасная по­садка вертолета, поэтому в тех случаях, когда это не обу­словлено выполнением конкретного задания, следует избе­гать длительного пребывания в опасных зонах (рис. 3.5).

Наименьшая безопасная взлетная дистанция обеспечи­вается при выполнении взлета следующим образом: после зависания на высоте нижней границы опасной зоны (# = 5-И0 м), не превышая ее и используя максимально возможную мощность двигателей, производится энергич­ный разгон вертолета до скорости 30—35 км/ч. На этой скорости необходимо набрать высоту 15 м, после чего пе­ревести двигатели на номинальный режим работы и про­должать набор высоты с одновременным разгоном до наивыгоднейшей скорости набора.

При взлете с корабля после контрольного зависания на высоте 1—1,5 м необходимо переходить в разгон. Про-

Рис. 3.5. Опасные зоны «высота — скорость»

ход борта корабля рекомендуется выполнять с превышени­ем на 3—5 м. Просадку вертолета при сходе с ВППл пред­отвращать плавным увеличением общего шага, не допуская падения оборотов винтов менее 87 %•

Для взлета по-вертолетному с разгоном в зоне влияния воздушной подушки (рис. 3.6) необходимо плавным уве­личением общего шага отделить вертолет от земли и вы­полнить контрольное висение на //=2-4-3 м. Плавным от­клонением ручки ППУ от себя перевести вертолет в раз­гон с одновременным плавным увеличением общего шага. Разгон в зоне воздушной подушки с постепенным набором высоты необходимо выполнять с таким расчетом, чтобы на Н= 15 м скорость по прибору составляла 90—100 км/ч. Дальнейший разгон до наивыгоднейшей скорости набора рекомендуется выполнять с небольшим набором высоты.

Взлет по-самолетному (рис. 3.7)

Взлет по-самолетному производится в том случае, ког­да контрольное висение показало, что при работе двига­телей на взлетном режиме вертолет не может висеть на высоте более 2 м над землей. Этот вид взлета выполняет­ся с площадок, обеспечивающих безопасный разбег длиной 50—100 м. Взлет вертолета по-самолетному состоит из следующих элементов: разбега, отрыва от земли, выдер­живания в зоне воздушной подушки и набора высоты.

Рис. 3.7. Схема сил и траектории взлета по-самолетному

Для взлета по-самолетному необходимо обеспечить сле­дующее взаимодействие сил.

При переходе на подъем с разгоном:

Первое неравенство обеспечивает рост поступательной скорости, второе — рост вертикальной скорости за счет избытка подъемной силы над составляющей массы.

Взлет вертолета по-самолетному считается закончен­ным при достижении экономической скорости полета.

Источник

Не менее любопытно выяснить, какой путь в своем развитии прошел этот, один из первых по идее, летательный аппарат тяжелее воздуха.

Сам собой напрашивается вопрос:

Почему же понадобились века для того, чтобы идея вертолета была претворена в жизнь и появился современный летательный аппарат, пригодный для практических нужд?

Может ли вертолет быть реактивным?

А разве не интересно познакомиться с конструкциями и существующими схемами вертолетов?

По вертолету можно задать тысячу вопросов, один интереснее другого.

Но самым интересным является вопрос о летных возможностях вертолета, которые определяют его практическую ценность для созидательной деятельности человека.

Когда требуется использовать самолет с посадкой на каком-либо месте, то прежде всего выясняют, есть ли там аэродром, на который бы самолет мог совершить посадку и с которого мог бы затем взлететь. Если поблизости от намеченного пункта нет аэродрома или хотя бы ровной площадки, пригодной для посадки самолета, то как бы ни была нужда в самолете, вопрос о его использовании отпадает.

Самолет приземляется с большой поступательной скоростью и совершает по посадочной полосе длинный пробег до полной остановы. Оторваться от земли самолет может

только тогда, когда, предварительно разбежавшись по взлетной дорожке, разовьет большую скорость, а для этого самолету надо совершить довольно длинный разбег. Скоростные самолеты для отрыва от земли развивают скорость более 200 км/час, а чтобы такую скорость развить, самолету необходим разбег около одного километра.

Свойство крыла самолета состоит в том, что оно создает достаточную для взлета подъемную силу только в том случае, если обтекается потоком воздуха с большой скоростью. Если скорость мала, то и подъемная сила мала. Если скорость равна нулю (т. е. самолет стоит на месте), то подъемной силы нет. В обоих случаях самолет не может подняться в воздух.

В авиационных кругах многих стран уже сейчас говорят о так называемой аэродромной проблеме. В самом деле, есть над чем задуматься, если развитие авиации идет бурными темпами, а каждый новый аэродром — это сотни гектаров превосходной земной поверхности, отнимаемой от сельского хозяйства, от лугов и пашен. Это особенно касается стран с гористым рельефом, территория которых невелика.

Однако если непременным условием создания подъемной силы на крыле является обтекание его воздухом с большой скоростью, то нельзя ли сделать так, чтобы самолет стоял на месте, а крыло двигалось относительно воздуха и создавало подъемную силу?

Достаточно сформулировать задачу, как явится и простейшее решение: крылья должны вращаться в горизонтальной плоскости, при этом они будут описывать окружность. Вращение крыльев заставит воздух обтекать их с достаточной скоростью даже тогда, когда поступательной скорости всего аппарата нет, т. е. когда аппарат стоит или висит на месте. Крылья становятся как бы лопастями воздушного винта, вращающегося не в вертикальной плоскости, как у самолета с поршневым двигателем, а в горизонтальной. Таково принципиальное решение аэродромной проблемы.

У вертолета крылья вращаются, как лопасти винта. Отсюда и происходит название этого класса летательных аппаратов тяжелее воздуха — винтокрылые аппараты.

Таким образом можно без труда ответить на следующие вопросы.

— Чему равна взлетная скорость вертолета? — Нулю. Вертолет может взлетать с места.

— Чему равна длина разбега вертолета? — Нулю. Вертолету разбег не нужен.

— Велики ли посадочная скорость и длина пробега вертолета? — Посадочная скорость и длина пробега также равны нулю, так как вертолет может опускаться отвесно вниз.

Стало быть, необходимость в обширных аэродромах отпадает.

Огромнейшее преимущество вертолета в том и состоит, что его можно использовать всюду. Он может «приземляться» на крышу высотного здания, на палубу морского корабля или речного парохода, на плот, на железнодорожную платформу, на горное плато, на полянку в лесу, на автомобиль.

Для вертолета поверхность посадочной площадки может быть неровной, немного наклонной, холмистой или бугристой, с пнями или со строениями, подвижной или неподвижной,— ничто не помешает вертолету произвести посадку и снова взлететь.

Итак, первым решающим фактором, обеспечивающим вертолету широкое распространение, является возможность вертикально, без разбега взлетать и отвесно, без пробега приземляться, что не исключает возможности взлета и посадки вертолета подобно самолету, т. е. «по-самолётному».

Вторым решающим фактором является возможность вертолета неподвижно висеть в воздухе как над самой поверхностью земли или воды, так на высоте нескольких километров.

Диапазон скоростей каждого самолета для каждой высоты полета ограничен, с одной стороны, максимальной скоростью, а с другой — минимально допустимой скоростью. Ввиду того, что лобовое сопротивление самолета увеличивается с увеличением скорости полета, а двигатель не может развивать мощность, большую его максимальной мощности, существует некоторая максимальная скорость установившегося горизонтального полета. Дальнейшее увеличение максимальной скорости полета в данном случае может произойти только за счет снижения самолета (потеря высоты). Максимальная скорость полета современных самолетов достигает 1000 и более км/час.

Минимально допустимая скорость реактивных самолетов, т. е. наименьшая скорость, на которой самолет способен совершать горизонтальный и криволинейный полет, 200—300 км в час. Если скорость будет еще меньше, то самолет начнет терять устойчивость и свалится на крыло с последующим переходом в штопор.

Легкие связные самолеты могут летать со скоростью не меньше чем 50—70 км/час, у вертолета минимальная скорость толста равна нулю, а максимальная горизонтальная скорость полета— 150—200 км/ч. Более того, вертолет может останавливаться в воздухе, поворачиваться на месте, совершать полет в стороны и даже назад.

Естественно, что такие возможности вертолета открывают широкие перспективы его использования в самых различных областях народного хозяйства, подчас там, где, казалось бы, летательный аппарат не может быть использован.

Все эти положительные стороны вертолета не должны, однако, заслонять собой его отрицательных качеств.

Источник