Вертолёт

DjVu

      В ПОЛЕТЕ
      Прежде чем осуществить полет на вертолете, нужно тщательно осмотреть и подготовить его к полету. Первое, что нужно проделать, это взять за конец лопасти и убедиться в том, что все лопасти несущего винта «поставлены» на передний упор, т. е. повернуты вокруг вертикального шарнира по ходу до упора. В противном случае при неправильном пользовании муфтой сцепления, при раскрутке несущего винта возможна поломка лопастей.
      Для опробования двигателя на самолете достаточно затормозить колеса или подложить под них специальные колодки, препятствующие перемещению самолета вперед. Чтобы при проверке двигателя удержать вертолет у земли, его крепят к специальным кольцам, вделанным в бетон, покрывающий взлетно-посадочную площадку, или к металлическим штопорам, ввернутым в грунт. «Вертолетчики» говорят, что в это время вертолет находится у них «на привязи». На рис. 42 показано опробование двигателей перед вылетом на самолете и вертолете.
      Итак, проверим «привязь» вертолета. Осмотрим лопасти несущего и хвостового винтов, обращая внимание на то, чтобы лакокрасочное покрытие лопастей было в полной сохранности. Убедимся, что вокруг вертолета на расстоянии полутора — двух диаметров несущего винта отсутствуют какие-либо легкие предметы, которые могут быть подняты струе$ воздуха от несущего винта и повредить его лопасти. После этого экипаж может занять свои места в кабине вертолета.
      Включим аккумулятор и проверим запас топлива в баке. Стрелка бензиномера, установленного на приборной доске, показывает 200 л. Это вполне достаточно на весь наш сегодняшний полет.
      Установим на нуль стрелку высотомера, иначе мы не будем знать истинную высоту полета над нашим аэродромом. Сделать это просто: специальным штырьком с гофрированной головкой (кремальерой), выступающим из корпуса высотомера, стрелку установим на нуль так же, как обычно переводим стрелку карманных часов.
      Наденем шлем с наушниками (шлемофон). На небольшом ремешке к шлемофону прикреплены небольшие круглые пластмассовые коробочки — ларингофоны. Когда застегивают ремешок ларингофона, пластмассовые коробочки должны расположиться на горле возле голосовых связок. Шлемофон вместе с ларингофоном дадут возможность в полете вести беседу.
      Перед запуском двигателя муфта сцепления должна быть обязательно выключена. Рычаг общего шага необходимо установить в крайнее нижнее положение. По шкале прибора — указателя общего шага — этому положение рычага соответствует угол установки лопастей 2°.
      На первый взгляд может показаться странным: двигатель от винтов отключен, винты не вращаются, какую же роль в этом случае может играть положение рычага общего шага? Разве не все равно, в каком положении он находится?
      Оказывается, не все равно. Как уже было сказано, рычаг общего шага механически связан особым устройством с сектором газа двигателя. От положения сектора газа, как мы знаем, зависит мощность двигателя. Таким образом, перемещая рычаг общего шага, мы одновременно с изменением угла установки лопастей изменяем мощность двигателя.
      На самолете с поршневым двигателем запуск двигателя производится под нагрузкой. Воздушный винт самолета закреплен прямо на валу двигателя либо на валу редуктора. Муфта сцепления между винтом и двигателем отсутствует. Поэтому винт загружает двигатель все время, с момента запуска и до максимальных режимов его работы.
      Запуск двигателя на вертолете больше похож на запуск двигателя обычного автомобиля. Муфта сцепления полностью отключает трансмиссию винтов вертолета от двигателя.
      Вполне понятно, что при малейшем случайном открытии дроссельной заслонки больше, чем это необходимо, число оборотов двигателя быстро превысит максимально допустимую величину. Поломка двигателя в этом случае неминуема.
      Установив рычаг общего шага в положение, соответствующее малому углу установки лопастей, мы тем самым так приоткроем дроссельную заслонку карбюратора, что двигатель будет развивать самую малую мощность.
      Поворачиваем рукоятку коррекции газа до среднего ее положения. Теперь все готово к запуску. При помощи сжатого воздуха проворачиваем вал двигателя. Насосом подаем пусковой бензин в цилиндры двигателя. Включаем зажигание (аккумулятор) и нажимаем пусковую кнопку. Секунда, другая и двигатель начал работать.
      Сразу же после запуска двигателя необходимо проверить показания масляного манометра. Все в порядке: стрелка манометра показывает 5 кг/см2. Для нашего двигателя это вполне нормальное давление масла, и мы можем спокойно продолжать его прогрев. Но вот двигатель уже прогрелся. Термометр входящего в двигатель масла показывает 60°. Можно начинать раскручивание несущего винта.
      Раскручивание несущих винтов требует от летчиков осторожности и некоторого навыка. При неумелом раскручивании возможны остановка двигателя и даже поломка несущего винта.
      Первое, что необходимо сделать, — это снять предохранитель с рычага муфты включения и растормозить трансмиссию. Для этого правой рукой нажимаем кнопку стопора рычага тормоза, передвигаем его вперед до отказа и оставляем в этом положении.
      Несмотря на то, что мы не дотрагивались еще до муфты сцепления, несущий винт вертолета начинает медленно проворачиваться в результате трения, возникающего между дисками муфты сцепления, если даже она и выключена.
      Взявшись за полированную рукоятку рычага муфты сцепления, медленно перемещаем этот рычаг на четверть его хода вперед.
      Появляется характерный «шелест» лопастей. Несущий винт начинает плавно увеличивать обороты: включилась фрикционная часть муфты. Взаимное проскальзывание ведущей и ведомой частей фрикционной муфты позволяет трансмиссии и несущему винту плавно увеличивать обороты.
      Обратим внимание на указатель оборотов. Стрелка с буквой «В» на указателе оборотов отошла от нулевого положения и медленно приближается к стрелке с буквой «Д». Одновременно у вертолета появилось небольшое стремление развернуться влево. Начинает сказываться действие реактивного момента от несущего винта. Однако мы не будем обращать на него внимание: наш вертолет надежно «привязан». К тому же и парировать его нечем: обороты еще так малы, что эффективности хвостового винта явно недостаточно. Но вот стрелка «В» подошла к стрелке «Д». Обе стрелки стоят, на делении 120 об/мин. Значит, обороты несущего винта «сравнялись» с оборотами двигателя. Выждав несколько секунд, плавным движением переводим рычаг муфты сцепления до отказа вперед и, вращая рукоятку коррекции, прибавляем газ.
      Включена кулачковая часть муфты. Она жестко соединяет двигатель с трансмиссией.
      Взявшись левой рукой за рычаг «шаг-газ», а правой за ручку управления вертолетом, приступаем к «пробе» двигателя. Плавным движением перемещаем рычаг «шаг-газ» вверх и устанавливаем его в положение, при котором угол установки лопастей равен 9°.
      Теперь стрелки «Д» и «В» указателя оборотов выглядят, как одна стрелка. Вот эта стрелка задержалась на делении 250. Указатель наддува показывает 1100 мм рт. ст. Все говорит о том, что наш двигатель работает на полной мощности. Не будь вертолет прикреплен к штопорам, он уже давно оказался бы в воздухе на большой высоте.
      Проверив показания приборов контроля работы двигателя, плавным движением опускаем рычаг «шаг-газ» вниз.
      Итак, все готово. Подаем команду механику освободить от швартовки вертолет. Плавным, но энергичным движением отклоняем рычаг «шаг-газ» вверх и оказываемся в воздухе.
      Вот оно чудесное свойство этого летательного аппарата! Мы висим на расстоянии 1,5 — 2 м от земли на одном месте. Правда, при отрыве машина стремилась развернуться влево, но мы вовремя «дали» правую педаль, и нежелательное вращение тотчас прекратилось.
      Стремление вертолета начать разворот в сторону после отрыва объясняется тем, что, парируя возросший реактивный 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, соприкасающимся с землей.. После же взлета вертолет начинает медленно разворачиваться влево, если педаль была «недодана», или вправо, если она была «передана».
      Отклоняем рычаг «шаг-газ» дальше вверх, и вертолет послушно повинуется этому движению. Стрелка указателя скорости стоит на нуле, вариометр показывает 5 м/сек, а стрелка высотомера проходит последовательно деления 300, 500 700 — все говорит о том, что вертолет поднимается вертикально вверх. Наблюдаем за высотомером. Его стрелка движется все медленнее и медленнее. Вот она совсем остановилась на делении 2000 м. Вариометр показывает нуль — подъем прекратился, несмотря на то, что двигатель работает на полной мощности. Вертолет висит на высоте 2000 ж над землей!
      Если мы отклоняем ручку управления несколько вперед. — вертолет мгновенно переходит в поступательный полет со все увеличивающейся скоростью: 30. 40, 50 км/час.
      Но, судя по высотомеру и вариометру, вертолет снова начал набирать высоту. Вот уже 2500, 2800, 2900, 3000 ж. Указатель скорости показывает 100 км/час, по вариометру — 6 м/сек. Попробуем увеличить скорость (руководствуясь указателем скорости) — подъем замедляется. При скорости 120 км/час вариометр показывает всего 3 м/сек.
      Теперь уменьшаем скорость (перемещая ручку управления немного назад). Вертикальная скорость снова возрастает, доходит до б м/сек, а при дальнейшем уменьшении скорости по указателю падает до 3 м/сек. Выходит, что при скорости 100 км/час на этих высотах вертолет приобретает наибольшую вертикальную скорость.
      Не правда ли, на первый взгляд странное и непонятное явление? Попробуем разобраться, в чем тут дело.
      Вы, наверное, обратили внимание на то, что на протяжении всего вертикального набора высоты двигатель нашего вертолета работал на .максимальной, или, как ее часто называют, располагаемой мощности. Для того чтобы вертолет висел на желаемой высоте или двигался с определенной скоростью, требуется вполне определенная мощность двигателя. Обычно эту мощность называют потребной мощностью. Если располагаемая мощность двигателя больше, чем потребная для висения на данной высоте, у вертолета появляется возможность вертикально набирать высоту. До каких пор? До тех пор, пока потребная мощность не станет равной располагаемой мощности двигателя.
      Однако с подъемом на высоту плотность воздуха уменьшается. Вертолету труднее становится держаться в воздухе. Потребная мощность для висения с подъемом на высоту и с уменьшением плотности воздуха возрастает.
      А что в это время происходит с располагаемой мощностью? В зависимости от устройства двигателя она до определенной высоты остается постоянной (у высотных двигателей) или падает (у невысотных двигателей).
      Ясно, что и в том и другом случаях разница между мощностями с подъемом на высоту будет уменьшаться. На некоторой высоте она совсем пропадет, т. е. потребная мощность станет равной располагаемой мощности. Выше этой высоты вертолет не сможет подниматься вертикально и висеть неподвижно. Эту высоту принято называть статическим потолком, или потолком висения.
      У нашего вертолета статический потолок был равен 2000 ж. Но. вот на высоте 2000 ж мы отклонили ручку управления несколько вперед. У вертолета появилась горизонтальная скорость.
      На первый взгляд казалось бы, что потребная мощность должна увеличиться. Ведь когда вертолет висел, она требовалась только для уравновешивания его силы тяжести, для поддержания вертолета на заданной высоте на одном месте. Теперь же требуется дополнительная мощность на продвижение вертолета.
      Однако мы только что убедились в обратном. Едва у вертолета появилась горизонтальная скорость, — он начал интенсивно набирать высоту.
      В чем же тут дело?
      Вернемся снова к вопросу возникновения тяги на несущем винте вертолета. В результате чего возникает сила тяги? Мы говорили ранее, что сила тяги возникает в результате взаимодействия винта и воздушной среды. Винт отбрасывает воздушный поток вниз с определенной скоростью. Попробуйте встать недалеко от вертолета с вращающимся винтом, и вы в этом легко убедитесь!
      Скорость потока от винта в зависимости от его диаметра и оборотов может колебаться в широких пределах. У нашего вертолета ока достигает 10 — 15 м/сек.
      Чем больше масса воздуха, которую отбрасывает несущий винт, и чем больше скорость, с которой он эту массу отбрасывает, тем больше будет тяга несущего винта.
      Едва мы «дали» ручку на режиме висения вперед, как несущий винт наклонился. Наклонилась сила тяги, и вертолет ролетел вперед с определенной скоростью. Через плоскость вращения его винта начала проходить все большая и большая масса воздуха. А это в свою очередь при неизменной мощности двигателя привело к росту тяги на винте, за счет чего и начался дальнейший подъем.
      Если же мы хотим лететь на неизменной высоте со все возрастающей скоростью, нам необходимо постепенно уменьшать мощность двигателя.
      Итак, с переходом от режима висения в полет с горизонтальной скоростью наклон несущего винта приводит к уменьшению потребной мощности. С дальнейшим ростом скорости потребная мощность уменьшается все медленнее (за счет роста сопротивления воздуха), при некоторой скорости вообще прекращается, а затем начинает увеличиваться — настолько сильным становится сопротивление воздуха.
      Следовательно, у каждого вертолета имеется вполне определенная скорость, при которой потребная мощность будет иметь наименьшее значение. Такую скорость принято называть экономической. При полете на экономической скорости, при одной и той же заправке бензином, вертолет будет иметь наибольшую продолжительность полета.
      Для нашего вертолета экономической скоростью является 100 км/час.
      Представим себе теперь вертолет, неподвижно висящий в воздухе. Допустим, что от режима висения летчик хочет разогнаться до максимальной скорости на неизменной высоте полета. В начале разгона вплоть до экономической скорости ему необходимо уменьшать мощность двигателя и только после перехода через экономическую скорость — увеличивать ее. В противном случае ему не удастся совершить полет на неизменной высоте.
      Вернемся снова к показаниям приборов. Посмотрим на высотомер. Мы летим все выше и выше. Стрелки высотомера двигаются все медленнее и медленнее, и вот они застыли на цифре 3800; вариометр показывает нуль; на указателе скорости 100 км/час — мы достигли предельной высоты полета. Эту предельную высоту в отличие от высоты вертикального подъема принято называть динамическим потолком вертолета (рис. 43). На высоте динамического потолка горизонтальный полет возможен только на экономической скорости.
      Пока вертолет поднимался до динамического потолка, мы удалились на значительное расстояние от своего аэродрома. Чтобы возвратиться назад, «даем» левую педаль, отклоняем ручку управления несколько влево — вертолет плавно разворачивается влево. Возвращаем педали и ручку в нейтральное положение, и вертолет снова летит по прямой, но уже в направлении своего аэродрома.
      При развороте у нас изменилась высота полета. Поворот направо требует увеличения угла установки лопастей хвостового винта, что в свою очередь требует большей затраты мощности на его вращение. Если при этом положение дросселя остается неизменным, то увеличение потребляемой хвостовым винтом мощности приводит к уменьшению мощности, идущей на несущий винт, что вызывает снижение высоты полета.
      То же самое, но в обратном порядке получалось бы при повороте налево. Излишняя мощность при уменьшении угла установки лопастей хвостового винта шла бы на несущий винт, что приводило бы к увеличению высоты полета. Для того чтобы выполнить разворот на постоянной высоте, необходимо в первом случае ненесколько увеличить, а во втором уменьшить мощность двигателя.
      Теперь нужно перевести вертолет в режим планирования. Ручку управления перемещаем несколько вперед, а рычагом общего шага уменьшаем угол установки лопастей — вертолет снижается.
      Набор высоты Планирование
      Рис. 44. Наклон фюзеляжа вертолета при наборе высоты и на планировании.
      Обратите внимание, что при наборе высоты и на планировании вертолета авиагоризонт показывает одно и то же. Происходит это потому, что у вертолета в отличие от самолета угол наклона фюзеляжа определяется не режимом полета, а только скоростью (рис. 44).
      Если вертолет совершает подъем со скоростью 100 км/час. а затем планирует с такой же скоростью, то угол наклона фюзеляжа относительно горизонта в обоих случаях будет почти один и тот же. Следовательно, авиагоризонт в том и другом случаях покажет приблизительно одно и то же.
      Судя по вариометру, вертолет снижается с вертикальной скоростью около 3 м/сек; при помощи ручки управления и рычага общего шага можно уменьшить или увеличить ее. Одновременно со скоростью снижения изменится и крутизна спуска. В отличие от самолета, как уже было сказано, вертолет может снижаться вертикально.
      Посмотрим, как ведет себя вертолет, когда у него в полете останавливается двигатель. Сейчас мы находимся на высоте 1500 л. Рычаг общего шага опускаем вниз, этим самым уменьшая угол установки лопастей и мощность двигателя. Слышатся характерные щелчки в муфте свободного хода, свидетельствующие о том, что число оборотов двигателя стало «меньше», чем число оборотов несущего винта. То же самое показывает комбинированный указатель оборотов. Наступает момент, когда несущий винт вращается уже не от двигателя, а от встречного потока воздуха — вертолет совершает планирующий спуск, его несущий вин+ работает на режиме самоврашения. Вариометр при этом показывает б м/сек. С такой скоростью снижения вертолет сможет нормально произвести посадку на землю. Стало быть, совершать снижение на режиме самоврашения просто и безопасно.
      Передвигаем рычаг общего шага вверх и устанавливаем его в положение, соответствующее углу установки лопастей 7°. Снижение вертолета замедляется. Но вот уже близка земля. Наступила пора выводить вертолет из планирования в режим горизонтального полета. Плавными движениями рычага общего шага и ручки управления переводим вертолет в горизонтальный полет. Постепенно уменьшаем скорость и зависаем на высоте 1,5 л над площадкой, с которой мы произвели взлет.
      Можно открыть дверцу кабины и спрыгнуть с вертолета на землю. Однако не следует торопиться: летчик плавно опускает рычаг общего шага вниз, и вслед за этим вертолет мягко опускается на землю. Теперь остается отключить муфту включения, остановить несущий винт и выключить двигатель.