Вертолет, 2002 № 03

Кроме вышеперечисленных маневров, на соосных вертолетах успешно выполняются такие фигуры высшего пилотажа, как косая петля, кувырок, восходящая бочка и др. При их выполнении на соосных машинах углы тангажа достигают 90°, крены – 130-140°.

Рис. 8. Боевой маневр «воронка»

Авторотаци я

Анализ статистических материалов, полученных на основе летных испытаний, показывает, что при одинаковой нагрузке на квадратный метр ометаемой несущим винтом площади минимальные вертикальные скорости снижения на режиме авторотации у соосных вертолетов несколько меньше, чем у одновинтовых вертолетов. Это объясняется наличием на соосной несущей системе бипланового эффекта, уменьшающего индуктивные потери мощности. Кроме того, на режиме авторотации, несмотря на малую тягу, рулевой винт одновинтового вертолета потребляет определенную мощность, что также приводит к увеличению вертикальной скорости снижения одновинтовых вертолетов.

Сравнение показывает, что минимальная вертикальная скорость боевого соосного вертолета, имеющего нагрузку на ометаемую площадь 57 кгс/м² , на 8-10% больше, чем вертикальная скорость одновинтового вертолета с нагрузкой 43 кгс/м². Однако на посадочных характеристиках вертолетов эта разница не сказывается по следующим причинам:

– благодаря аэродинамической симметрии соосного вертолета, отсутствию в каналах управления перекрестных связей типа «общий шаг – педали» не происходит существенной разбалансировки машины в пространстве при переходе от моторного полета на режим авторотации;

– посадочные скорости соосных вертолетов на режиме авторотации примерно на 15 км/ч меньше, чем одновинтовых. Это объясняется более низким (на 20-30 м) энергичным выравниванием машин с большими (до 10°) углами тангажа, что обеспечивается более высокой мощностью продольного управления и меньшими габаритами планера. Меньшие посадочные скорости увеличивают безопасность посадки, особенно на пересеченную местность.

Путевая управляемость соосных вертолетов на режиме авторотации обеспечивается за счет развитого вертикального хвостового оперения и разности крутящих моментов на винтах. «Руководство по летной эксплуатации» содержит рекомендации по уменьшению частоты вращения несущего винта на 3-4% для выполнения планирования на авторотации и посадки с малыми поступательными скоростями движения. При сохранении скорости планирования это приводит к уменьшению на 2-3 м/с вертикальной скорости снижения. Одновременно возникающая на несущих винтах разность моментов сопротивления вращению приводит к увеличению эффективности путевого управления и улучшению посадочных характеристик.

Полет на режиме «вихревого кольца»

На фирме КАМОВ, в ЛИИ, ГНИКИ ВВС, ЦАГИ был проведен большой объем модельных и летных исследований соосных вертолетов и винтов на режиме «вихревого кольца». В процессе летных испытаний соосных летательных аппаратов этот режим впервые был исследован летчиком-испытателем нашего ОКБ Д.К. Ефремовым на вертолете на Ка-15. В дальнейшем этот режим выполнялся при испытаниях вертолетов Ка-25 (в ГНИКИ) и Ка-26 (в ЛИИ).

На рис. 9 представлены результаты экспериментальных исследований режима «вихревого кольца» в аэродинамической трубе на соосных и одиночных винтах и в летном эксперименте на соосных вертолетах. Из полученных данных следует:

– верхние границы зон «вихревого кольца» для соосных и одиночного винтов практически совпадают (см. рис. 9). При этом правая и нижняя границы зоны, где признаки этого режима достаточно слабы, для соосных винтов несколько шире;

– верхняя граница зоны «вихревого кольца» существенно зависит от нагрузки на квадратный метр ометаемой площади несущего винта (рис. 10). При этом с увеличением нагрузки растет допустимое в летной эксплуатации значение вертикальной скорости снижения винтокрылой машины. На соосных вертолетах с нагрузкой более 40-50 кгс/м² допустимая вертикальная скорость снижения на малых скоростях планирования такая же, как у одновинтовых вертолетов (не менее 5 м/с);

– попадание соосного вертолета в режим «вихревого кольца» и вывод машины из него являются безопасными, как и у одновинтового вертолета. Для вывода винтокрылой машины любой схемы из режима «вихревого кольца» необходимо иметь определенный запас высоты.

Безопасность полетов

В вопросах обеспечения безопасности полета решающее значение имеет человеческий фактор. Соосные вертолеты безопаснее одновинтовых, так как они более просты в управлении, имеют лучшие характеристики управляемости и маневренности и высокое аэродинамическое качество.