Вертолёт, 2005 № 02 - Журнал Вертолет (электронная книга .txt) 📗

В августе 2005 года исполняется 25лет со дня окончания государственных испытаний вертолета Ми-26. Программу испытаний вертолет прошел за удивительно короткий срок, не только подтвердив заявленные характеристики, но и во многом превзойдя их. Эта уникальная машина, созданная под руководством талантливого конструктора Марата Николаевича Тищенко, по праву стала гордостью российского вертолетостроения и национальным достоянием России.

Вертолет выкатили из сборочного цеха Московского вертолетного завода имени М.Л. Миля 31 октября 1977 года, в декабре бытло выполнено первое висение, 21 февраля 1978 года состоялся первый полет Ми-26. В сентябре 1980 было получено заключение государственной комиссии, рекомендовавшей принять вертолет на вооружение.

К середине 1980 года государственные испытания вертолета Ми-26 подошли к заключительному этапу, на котором должны были проводиться посадки на режиме авторотации с выключенными двигателями. В соответствии с требованиями Норм летной годности каждый новый и внедряемый в эксплуатацию вертолет (вне зависимости от количества двигателей) должен проходить испытания по посадкам на режиме авторотации с выключенными двигателями. Хотя вероятность одновременного отказа двух двигателей и составляет 10-10, однако анализ летных происшествий показывает, что такие отказы случаются, особенно в боевой обстановке.

Ми-26 имеет ряд серьезных отличий не только от других, более легких, вертолетов, но и от достаточно близкого к нему по своим габаритам и массовым характеристикам вертолета Ми-6. Эти отличия в основном определяются следующими параметрами:

1) широким диапазоном эксплуатационных полетных масс — от 30 до 56 т и, соответственно, более широким диапазоном нагрузки на ометаемую площадь: от 37,5 до 69,7 кг/м2;

2) большим количеством лопастей несущего винта и большим коэффициентом заполнения s;

Рис. 1. График уменьшения частоты вращения несущего винта в случае отказа двух двигателей

3) высокой массовой характеристикой лопастей g = 7, которая в 1,5–2 раза выше, чем у других отечественных и зарубежных вертолетов;

4) меньшим относительным моментом инерции вращающихся деталей, что обеспечивается за счет конструктивного совершенства агрегатов несущей системы;

5) меньшим значением величины максимального общего шага несущего винта по сравнению с другими вертолетами.

Теоретические исследования и результаты моделирования показывали, что все вышеперечисленные особенности вертолета Ми-26 и его несущего винта увеличивают вертикальную скорость приземления при заданной поступательной скорости и сокращают время посадки от начала торможения до приземления, делая ее очень динамичной.

Впервые в мировой практике вертолетостроения предстояло выполнить посадки с полетной массой 50 т, что, учитывая особенности вертолета Ми-26, представляло сложную задачу. Позитивные результаты испытаний должны были поставить все точки над i, означая признание вертолета Ми-26 и его запуск в серийное производство.

При выполнении безопасных посадок необходимо соблюдать ряд эксплуатационных ограничений, определяющих посадочные характеристики вертолетов при отказе двигателей. К ним относятся:

— поступательная скорость посадки в момент касания по условиям прочности должна быть ограничена максимально допустимой скоростью касания (V _{кас. макс. доп.});

— вертикальная скорость приземления не должна превышать максимально допустимую (Vy макс. доп.), для того чтобы обеспечить вертикальную перегрузку не выше нормированной;

— при приземлении вертолет должен иметь посадочный тангаж, нулевой крен, не иметь сноса, а угловые скорости по всем осям должны быть близки к нулю.

Возможность выполнения этих требований при посадках на авторотации зависит не только от аэродинамических, конструктивных и массовых характеристик несущего винта вертолета и характеристик управляемости (в особенности на заключительном этапе при «подрыве» общего шага несущего винта), но и от режима полета, определяемого высотой, поступательными и вертикальными скоростями, при которых происходит отказ двигателей.

Как известно, допустимые горизонтальные скорости приземления и установившиеся скорости снижения на авторотации связаны между собой, так как обязательное условие безопасной посадки гласит, что поступательная скорость перед началом предпосадочного маневра не должна быть меньше минимальной поступательной скорости планирования (V _{x мин}).

Это обусловлено значительным увеличением вертикальной скорости снижения на малых поступательных скоростях и снижением на них эффективности торможения из-за уменьшения производной тяги по углу атаки. Кроме того, даже при оптимальной технике выполнения «подрыва» несущего винта вертикальную скорость можно уменьшить на ограниченную величину. Таким образом, при скоростях, меньших минимальной скорости планирования (V_{пл. мин.} ), невозможно обеспечить допустимую вертикальную скорость приземления (V_{y доп}.) с необходимым запасом, обусловленным отклонениями техники пилотирования от оптимальной.

Снижение при заходе на посадку на режиме авторотации можно в принципе производить на любой скорости, большей V_{пл. мин.} Однако при скорости планирования, большей экономической (V_экон.), трудно добиться уменьшения скорости до максимальной скорости касания (V_{макс. кас.}), определяемой требованиями прочности шасси, так как при этом еще существенно усложняется техника пилотирования.

На основании опыта летных испытаний оптимальная с точки зрения простоты пилотирования и получения приемлемых поступательных и вертикальных скоростей приземления скорость установившегося планирования лежит в пределах V_{пл. мин.} и V_экон.. Поэтому планирование и начальное торможение перед посадкой необходимо начинать именно на этой скорости.

При выполнении посадок на Ми-26 при отказе двух двигателей необходимо было учесть ряд аспектов, определяющих безопасность проведения таких посадок. К ним, в частности, относятся:

— уменьшение частоты вращения несущего винта и высоты полета после отказа;

— зависимость вертикальных скоростей на установившейся авторотации от поступательной скорости и частоты вращения несущего винта;

— оптимальная техника пилотирования при выполнении посадки на режиме авторотации несущего винта.

Рис. 2. График зависимости отклонения ручки управления при увеличении утла тангажа от полетной массы

Рис. 3. График зависимости частоты вращения НБ вертолета Ми-26 на скорости авторотации 130–150 км/ч от полетной массы и величины общего шага

Типовая техника пилотирования при одновременном отказе двух двигателей, рекомендованная практически для всех одновинтовых вертолетов, связана с уменьшением общего шага несущего винта до минимального значения с последующим увеличением угла тангажа на кабрирование для уменьшения поступательной скорости.

Теоретические исследования и результаты моделирования показали:

1) падение частоты вращения НВ после отказа двух двигателей при такой технике перехода на авторотацию у вертолета Ми-26 идет более динамично (рис. 1). Маховое движение лопастей при отклонении ручки управления на себя для торможения поступательной скорости увеличивается больше, чем на других вертолетах. Так, в горизонтальном полете на скорости 200 км/ч величина Мкр /1нв для вертолета Ми-26 составляет 1,91 1/рад, а для Ми-6 — 1,1 1/рад, на скорости 270 км/ч эти величины соответственно равны 2,5 и 1,41 1/рад;