Условия, способствующие схлестыванию лопастей с хвостовой балкой.
На установившихся режимах горизонтального полета лопасти НВ находятся выше плоскости вращения при всех центровках вертолета. В этом случае углы взмаха лопасти в Ψ= 0º составляет 1º- 7º, т.е. лопасть находится на значительном расстоянии от хвостовой балки. На переходных режимах, выполняемых плавно, лопасть НВ в Ψ= 0º от плоскости вращения не опускается ниже βл = 0…-3º. Но не всегда летчик плавно управляет вертолетом.
Маневрами, на которых наиболее вероятно сближение лопастей с хвостовой балкой при энергичном пилотировании является: ввод в пикирование и вывод из горки.
Основная причина опасного сближения лопастей с ХБ на этих режимах – чрезмерно большие отклонения РУ вперед, приводящие к уменьшению ny< nymin, а затем отклонение РУ назад, превышающее по темпу и величине, требуемые для маневра.
Рассмотрим сарпограмму полета, приведшего к схлестыванию лопастей НВ с хвостовой балкой.
Динамика развития ситуации:
Производился вывод вертолета из горки интенсивным отклонением РУ от себя:
-тарелка АП, конус и тяга НВ отклоняется вперед, лопасти в азимуте Ψ= 0º удаляются от ХБ;
-за конусом НВ, с отставанием, изменяется угол тангажа на пикирование, создается значительный момент Мz1, развивается большая угловая скорость вращения вертолета на пикирование, особенно при передней центровке;
-происходит уменьшение перегрузки ny< nymin.
Для парирования большой угловой скорости вращения вертолета на пикирование, летчик энергично отклоняет РУ на себя:
-тарелка АП, конус и тяга НВ отклоняется назад;
-создается момент на кабрирование, но из-за инертности фюзеляжа (большой момент инерции относительно оси ОZ1, особенно при G>Gнорм.) его пикирующее движение прекратится не сразу, а через некоторое время. В течение этого времени конус НВ и хвостовая балка движутся навстречу друг другу.
Углы взмаха лопасти в Ψ= 0º значительно уменьшаются и достигают -11º…-13º ниже плоскости вращения из-за малых значений ny и уменьшения оборотов НВ, что приводит к соударению лопастей НВ с хвостовой балкой.
Т.о, условия, способствующие схлестыванию лопастей НВ с хвостовой балкой следующие:
-двойное движение РУ от себя и на себя;
-наличие большой угловой скорости вращения на пикирование;
-уменьшение перегрузки ny<0,5;
-предельно-передняя центровка и увеличение момента инерции вертолета относительно оси ОZ1(увеличение взлетного веса).
Исследования показывают, что двойное, последовательное движение РУ впе-ред, а затем назад наиболее опасно при больших скоростях полета, близких к максимальным. В этом случае, после отклонения РУ на себя и увеличения угла атаки НВ, дополнительному отклонению конуса НВ назад способствует срыв потока с лопастей НВ в районе азимута 270º. Угол взмаха лопасти в Ψ= 0º будет составлять
-12º…-14º. При ударе лопасти о нижний упор она может дополнительно изо-гнуться по направлению к ХБ еще на –1,5º.
Рекомендации летчику по предупреждению опасной ситуации.
При маневрировании не допускать превышения темпа изменения угла тангажа. Если при отклонении РУ на себя с предельным темпом, по инструкции экипажу, отсутствует угловая скорость вращения по тангажу, то соударения лопастей с ХБ исключено (ввод в горку из ГП или вывод из пикирования).
Однако в этом случае не рекомендуется допускать длинных, двойных движений РУ в продольном отношении, особенно на больших скоростях полета.
При необходимости исправления угла тангажа на пикирование РУ отклоняется на себя плавно, до выхода вертолета на режим легкой тряски и на этом режиме ждать увеличение угла тангажа до -5º…-7º.
Затем, РУ сохранить полученный угол тангажа (выполнить горизонтальную площадку) и только после этого выполнить запланированный маневр.
2. Повреждения несущего винта вертолета.
При ведении боевых действий чаще всего подвергаются повреждениям несу-щий и рулевой винты вертолета.
На НВ возможны следующие повреждения:
-деформации и разрушения (отрыв) хвостовых отсеков лопастей;
-отрыв нагревательной прокладки ПОС, отслоение резинового покрытия лопасти;
— деформации поводка осевого шарнира, разрушение демпфера ВШ;
-разрушение лонжерона лопасти, сопровождаемое отрывом части лопасти в полете;
В первых трех случаях нарушается соконусность НВ, появляется тряска вертолета, увеличиваются нагрузки в системе управления.
Уровень вибраций не представляет угрозы для экипажа даже при отстреле двух хвостовых отсеков. Мощности ГУ достаточно для сохранения управляемости вертолетом. Необходимо помнить, что при отрыве хвостовых отсеков уровень возникающих дополнительных вибраций пропорционален числу оторванных отсеков и квадрату радиуса их центров от оси вращения.
Самая тяжелая ситуация создается при наличии повреждения лонжерона лопасти, приводящего к отрыву части лопасти.
Закономерности опасной ситуации при отрыве части лопасти:
-возмущенное движение вертолета с фиксированным управлением представляет собой вынужденные гармонические колебания корпуса с частотой вращения НВ и амплитудой 2-4º по крену и тангажу от среднего значения, которая нарастает по экспоненте;
-опрокидывание вертолета по крену возможно только при отрыве более половины лопасти НВ;
-низкочастотная тряска конструкции вертолета вызывает нарушение работоспособности, а при отрыве более 30 % лонжерона происходит полное вибрационное поражение экипажа;
-возрастание усилий в забустерной части управления или возникновение обратимости управления ( вождение РУ), потеря управляемости вертоле-том.
Т.о. вынужденная посадка вертолета является реальной только при отрыве концевой части лопасти меньше 0,1 R. Решение на покидание вертолета нужно принимать сразу, как только замечено клинение или вождение РУ.
3.Посадка вертолета с заклиненным общим шагом НВ.
При заклинении ОШ сохраняется возможность продолжать полет с той скоростью, которой соответствует балансировочное положение заклиненного ОШ. При этом значение ОШ будет соответствовать двум скоростям ГП — первого и второго режимов установившегося ГП. Переход со скорости одного режима на скорость другого не представляет сложности и не требует большого запаса высоты. В данной ситуации продолжать полет следует на скорости первого режима.
Основную сложность при заклинении ОШ представляет процесс предпосадочного снижения с одновременным гашением скорости и выполнение самой посадки. Уменьшение вертикальной и поступательной скоростей только ручкой управления крайне затруднительно. Уменьшение поступательной скорости на скоростях второго режима РУ приводит к увеличению недостатка мощности и росту вертикальной скорости снижения.
Как правило, при заклинении ОШ предпочтительно выполнять посадку на скоростях первого режима, близких к Vэк, то есть по-самолетному.
Посадка на повышенной скорости требует значительно более точного расчета и нестандартной техники пилотирования. При раннем опускании носового колеса на пробеге могут развиться автоколебания передней стойки шасси типа «шимми», приводящие к ее разрушению.
В процессе обычной посадки летчик изменяет величину тяги с помощью изменения ОШ НВ. При заклинении ОШ изменять величину тяги НВ возможно только изменением оборотов несущего винта путем изменения мощности двигателей с помощью РРУД, то есть переходом на ручное управление мощностью двигателей.
Рассмотрим особенности посадки вертолета с заклиненным общим шагом:
1.С увеличением угла, при котором заклинен общий шаг НВ, расширяется диапазон возможных скоростей установившегося ГП и, следовательно, улучшаются условия по посадке. При заклинении общего шага на 10 возможно зависание вертолета с оборотами НВ 90% с последующим вертикальным приземлением.
2.При уменьшении угла заклинения ОШ условия посадки ухудшаются. При малом шаге расширить диапазон скоростей полета можно увеличением оборотов НВ с помощью их перенастройки до максимального значения.
3.Самой опасной по возможным последствиям ситуацией является заклинение ОШ при выполнении снижения на РСНВ, когда углы установки лопастей НВ близки к минимальным. В такой ситуации, при наличии запаса высоты, необходимо покинуть вертолет.
4.При заклинении рычага «шаг-газ» на планировании возможно уменьшение Vy , увеличив тягу НВ перенастройкой оборотов несущего винта до максимального значения. Глиссада захода на посадку должна быть более пологой, чем при обычной посадке.
5.При заклинении рычага «шаг-газ» во время полета всложных метеоусловиях снижение под облака следует выполнять только на скоростях первого режима.
6.Все действия, связанные с управлением оборотами НВ следует предпринимать только в визуальном полете, желательно — в непосредственной видимости посадочной площадки.
Рекомендации по выполнению посадки:
-определить минимальную скорость ГП второго режима при максимально допустимых оборотах НВ и не допускать ее уменьшения при заходе на посадку. ( V= 80…100 км/ ч, в любом случае скорость не должна быть ниже минимально допустимой скорости установившегося ГП для данного значения шага НВ; чем меньше шаг, тем больше минимально- допустимая скорость);
— РРУДами плавно установить вертикальную скорость снижения 1-2 м/с;
-с Н=50м выпустить шасси и плавным отклонением РУ на себя приступить к уменьшению скорости вертолета с таким расчетом, чтобы на Н=15…20 м истинная скорость была Vмин. гп. +10 км/ч;
-с высоты 15…20 м зафиксировать Vмин гп +10 км/ч, плавным взятием РРУД вверх уменьшить вертикальную скорость снижения до 0,2…0,5 м/c;
-приземлить вертолет на основные колеса, применить тормоза колес (при скорости приземления не более 80 км/ч) и после остановки опустить РРУДы вниз.
Рассмотренный порядок действий при заклинении управления общим шагом НВ применим и для других вертолетов, на которых предусмотрено ручное управление мощностью двигателей.
4. Действия летчика при различных повреждениях рулевого винта.
Признаки отказа:
-вертолет не реагирует на отклонение педалей, энергично разворачивается влево и накреняется вправо;
-при повреждении РВ возникает повышенная тряска вертолета.
На висении и малых поступательных скоростях полета вертолет входит в не-управляемое вращение или штопор. В поступательном полете по маршруту вертолет переходит в правое скольжение с углом 15 или 30 град с угловой скоростью разворота влево 2…4 град/c.
При заклинивании педалей изменение скорости полета сопровождается скольжением вертолета влево или вправо.
Рекомендации летчику:
1.При отказе путевого управления на вертикальном взлете или посадке плавно уменьшить fош НВ и перевести вертолет на снижение с Vy не более 0,5 м/c.
РУ удерживать вертолет от смещений и парировать изменения крена и тангажа. В момент касания колесами земли уменьшить ОШ до минимального значения, РУ парировать стремление вертолета к опрокидыванию, применить тормоза колес и выключить двигатели.
2.В поступательном полете на V>70км/ч сбалансировать вертолет скольжением путем создания правого крена. Продолжить полет на V=120…200 км/ч. На высоте провести имитацию посадки для отработки действий по приданию вертолету посадочного положения. При разрушении забустерной части проводки управления вертолет заходит на посадку с правым скольжением, при заклинивании педалей – с левым. Вывод вертолета из скольжения и придание посадочного положения по крену выполнять непосредственно перед приземлением. Возмущенное, частично неуправляемое движение вертолета после приземления с работающими двигателями, определяется уменьшением скорости пробега, разворотом и смещением влево под действием Мр несущего винта. При развороте возникает Fцб, под действием которой вертолет накреняется вправо.
3.Наиболее эффективным управляющим действием по предотвращению опрокидывания вертолета вправо вперед является немедленное уменьшение ОШ после приземления с последующим быстрым выключением двигателей.
4.При отрыве РВ с элементами хвостовой балки немедленно выключить двигатели и произвести посадку на РСНВ, либо покинуть вертолет.