Читать «Пилотирование вертолета» онлайн - страница 62

Какая же причина заставляет вращаться несущий винт вертолета на этом режиме?

Многие считают, что несущий винт в этом случае должен вращаться в сторону, обратную первоначальному вращению, т. е. хвостиком вперед, так как его лопасти имеют положительный установочный угол. Однако, как увидим дальше, это мнение справедливо только при двух условиях: 1) если вертолет начнет снижение с остановленным винтом, что невозможно, и 2) если лопасти несущего винта вертолета будут иметь установочные углы, превышающие критические углы профиля лопастей.

Следует сказать, что для обеспечения устойчивого режима самовращения несущего винта необходимо уменьшить установочные углы его лопастей до некоторой малой величины путем опускания рычага «шаг-газ» вниз. Этот процесс очень похож на перевод самолета в режим планирования.

Рассмотрим схему сил, действующих на элемент лопасти несущего винта (рис. 85).

Рис. 85. Схема сил, действующих на элемент лопасти несущего винта при работе его на режиме самовращения:

_{1 — установившийся режим; 2 — рост оборотов; 3 — падение оборотов}

Как известно, подъемная сила профиля Y всегда перпендикулярна к потоку, а лобовое сопротивление профиля X направлено по потоку. Полная аэродинамическая сила элемента лопасти R_эл будет равна геометрической сумме сил Y и X. Когда полная аэродинамическая сила элемента лопасти R_эл перпендикулярна к плоскости вращения несущего винта, то этот случай соответствует установившемуся режиму самовращения несущего винта.

В случае уменьшения оборотов несущего винта по какой-либо причине окружная скорость R_эл элемента лопасти уменьшится, при этом увеличится угол атаки α, а следовательно, наклонится вперед. Появившаяся горизонтальная составляющая, направленная в сторону вращения несущего винта, начнет разгонять лопасть. Как только окружная скорость элемента лопасти достигнет исходной величины, полная аэродинамическая сила R_эл снова станет перпендикулярной к плоскости вращения несущего винта.

При случайном увеличении оборотов несущего винта угол атаки элемента лопасти уменьшится, R_эл наклонится назад, появится горизонтальная составляющая, тормозящая вращение лопасти, и обороти вновь упадут до равновесных.

Следовательно, необходимым условием установившихся оборотов режима самовращения для элемента лопасти является равенство φ = α — Θ.

График изменения (α — Θ) по α носит название графика запаса самовращения профиля (рис. 86).

Рис. 86. График запаса самовращения

Проводя прямую, параллельную оси α, для угла φ₀, соответствующего нашему установочному углу, получим две точки A₁ и А₂. Тогда заштрихованная часть графика будет представлять область, в которой возможно самовращение для нашего профиля при φ₀.

Однако практически может быть использована только левая часть кривой от точки A₁ до точки Б, соответствующая устойчивому, установившемуся самовращению, в нашем случае — точка A₁, соответствующая углу атаки α₁.

В самом деле, если по какой-либо причине несущий винт замедлит вращение, то угол а увеличится и появятся силы, ускоряющие вращение винта, так как α — Θ в этом случае станет больше, чем φ₀. Ускорение вращения будет протекать до тех пор, пока α — Θ не станет равной φ₀.