Пилотирование вертолета - страница 6
Шасси баллонного типа, помимо облегчения вертолета, делает его универсальным, позволяя производить посадку как на сушу, так и на воду. Полозковое шасси повышает безопасность приземления на неровной поверхности. Описываемый одновинтовой вертолет имеет обычное трехколесное шасси с носовым ориентирующимся колесом. Такое шасси обеспечивает возможность руления вертолета по достаточно ровной поверхности.
Основной и главной частью вертолета является несущий винт.
На самолете, имеющем винтомоторную установку, винт выполняет только одну задачу — он создает тягу, необходимую для преодоления сопротивления воздуха и продвижения самолета вперед. Подъемную силу, необходимую для полета самолета, создает крыло. Управляется самолет при помощи элеронов, руля высоты и руля направления. Следовательно, на самолете каждая его часть выполняет хотя и очень важные, но узкие функции, и в случае отказа любой из них нормальный полет самолета становится невозможным.
Несущий винт вертолета создает подъемную силу, необходимую для полета вертолета. Тяга несущего винта, наклоняемого летчиком в любую сторону, не только создает тягу в ту же сторону, но и дает эффект, аналогичный действию руля высоты или элеронов на самолете. Только повороты вертолета относительно его вертикальной оси производятся при — помощи рулевого винта.
Таким образом, видно, что несущий винт, помимо создания подъемной силы, выполняет функции руля высоты, элеронов и тянущего винта, следовательно, он является самой важной и ответственной частью вертолета.
С этой точки зрения вертолет является более совершенным летательным аппаратом по сравнению с любым самолетом.
Необходимо отметить, что лопасти несущего винта вертолета работают в несколько иных условиях, чем крыло самолета.
Если все точки крыла самолета встречают поток воздуха, имеющий одну и ту же скорость, то элементы лопасти вращающегося несущего винта вертолета обтекаются воздухом с различной скоростью. Величину окружной скорости элемента лопасти можно определить по формуле
V>окр. эл = n∙2π∙R>э/60
где V>окр. эл — окружная скорость элемента лопасти в м/сек;
n — число оборотов несущего винта в минуту;
R>э — радиус положения элемента лопасти в м.
Однако окружная скорость на конце лопасти несущего винта вертолета не должна превышать 0,7–0,8 скорости звука, т. е. 220–270 м/сек, так как при большей скорости резко возрастают потери на винте, а следовательно, уменьшается его коэффициент полезного действия.
Вместе с тем очень выгодно иметь несущие винты наибольшего диаметра, так как при этом резко возрастает их коэффициент полезного действия вследствие увеличения площади, ометаемой лопастями, и уменьшения нагрузки на квадратный метр этой площади.
Если у самолетов важно сохранять в определенных пределах нагрузку на квадратный метр площади крыла, которая определяется по формуле
p = G>пол/S>кр,
где р — нагрузка на площадь крыла в кг/м>2;
G>пол — полетный вес самолета в кг;
S>кр — площадь крыла самолета в м>2,
то у вертолетов принято определять нагрузку на квадратный метр ометаемой несущим винтом площади, которая равна
p = G>пол/π∙R>2∙K
где р — нагрузка на ометаемую площадь в кг/м>2;
G>пол — полетный вес вертолета в кг;
R — радиус несущего винта в м;
К — коэффициент, равный 0,9 ÷ 0,92.
Следует иметь в виду, что при определении нагрузки на ометаемую винтом площадь необходимо брать не геометрическую F>геом, а эффективную F>эф площадь винта, которая меньше геометрической вследствие потерь на несущем винте. Комлевые потери несущего винта происходят из-за малых скоростей элементов лопастей у комля, а также из-за того, что середина винта занята втулкой. Концевые потери возникают за счет волнового сопротивления концевой части лопасти и перетекания потока у конца снизу вверх. Отношение эффективной площади несущего винта к его геометрической площади равно
K = F>эф/F>геом = 0,9 ÷ 0,92
Обычно на хорошо летающих вертолетах нагрузка на квадратный метр ометаемой винтом площади имеет следующие значения:
— для легких вертолетов — 11–15 кг/м>2;
— для тяжелых вертолетов — 18–23 кг/м>2.
Диаметр несущих винтов на двух-трехместных вертолетах достигает 10–15 м, на средних вертолетах — 17–20 м, а на тяжелых вертолетах — 20–25 м и более.