ДИАПАЗОН ВЫСОТ И СКОРОСТЕЙ ПОЛЕТА

Кривые потребной и располагаемой мощностей впервые были предложены Н.Е. Жуковским для определения летных характеристик летательных аппаратов, и в аэродинамике носят его имя (рис.2.3.)

Рис.2.3. Кривые Жуковского

Метод одновременного рассмотрения изменения потребной и располагаемой мощностей в зависимости от различных эксплуатационных факторов позволяет раскрыть физическую сущность причин изменения возможных условий горизонтального полета, выявить его наиболее характерные скорости и режимы.

На рис.2.3. можно видеть следующие характерные точки:

- точка 1- =0, минимальная скорость горизонтального полета, соответствует режиму висения. На данной высоте при =0 имеется запас мощности, поэтому возможны висение и вертикальный подъем;

- точка 2- точка минимальной определяет экономическую скорость полета ( ), при этом запас мощности максимальный;

- точка 3- определяет – скорость наибольшей дальности полета;

- точка 4- точка пересечения и на больших скоростях полета определяет максимальную скорость горизонтального полета, которая достигается при полном использовании располагаемой мощности.

Изменение располагаемой и потребной мощностей в зависимости от высоты, температуры наружного воздуха и полетной массы вертолета определяет изменение перечисленных скоростей горизонтального полета.

Рис. 2.4. Влияние эксплуатационных факторов полета на

кривые Жуковского

Располагаемая мощность изменяется в соответствии с высотно-климатической характеристикой силовой установки при ее работе на взлетном режиме.

С увеличением высот полета кривая потребной мощности вначале сдвигается вверх и вправо, что обуславливается увеличением индуктивной мощности при одновременном уменьшении мощности движения. Сдвиг происходит примерно по касательной, проведенной из начала координат к кривой потребной мощности для =0. Однако для высот более 2,5-3км кривая потребной мощности отходит от этой касательной вверх, т.к. на больших высотах вследствие влияния сжимаемости воздуха резко увеличивается профильная мощность.

Увеличение температуры наружного воздуха и полетной массы вертолета приводит к росту индуктивной и профильной мощности, практически не изменяя мощность движения.

Под режимом горизонтального полета понимается установившееся прямолинейное движение вертолета с постоянной скоростью без набора высоты и снижения.

В практической аэродинамике вертолета различают следующие основные характерные скорости горизонтального полета: минимальную, экономическую, крейсерскую и максимальную.

Максимальная и минимальная скорости горизонтального полета по высотам определяют теоретический диапазон возможных скоростей и высот полета (рис.2.4.).

Минимальная скорость полета – это наименьшая скорость, на которой вертолет еще удерживается в горизонтальном полете на данной высоте при использовании взлетного режима работы двигателей. До =0, на больших высотах для висения не хватает располагаемой мощности, поэтому горизонтальный полет возможен только на поступательной скорости, т.е. когда несущий винт переходит на косую обдувку и возможности его по созданию тяги при взлетной мощности двигателей увеличиваются.

Рис.2.5. Теоретический и эксплуатационный диапазон

высот и скоростей полета

При полете на минимальной скорости на высотах выше статического потолка отсутствуют запасы мощности силовой установки и, как правило, очень малы запасы по путевому управлению, а также ограничено время работы двигателей. Наблюдается повышенный уровень тряски, возможны самопроизвольные движения вертолета.

Максимальная скорость полета – это наибольшая скорость установившегося горизонтального полета при использовании максимальной (взлетной) мощности двигателей. Максимальная скорость горизонтального полета ограничена располагаемой мощностью, т.к. при по полете на этих скоростях располагаемая мощность меньше потребной и вертолет не может увеличить скорость из-за отсутствия запаса мощности. Для вертолетов характерна и другая причина ограничения максимальной скорости полета – по срыву потока с лопастей несущего винта. С увеличением скорости и высоты полета растет потребное значение и на отступающих лопастях ( =270-300⁰) вследствие увеличения скорости взмаха вниз и работы регулятора взмаха местные углы атаки становятся закритическими. В этом секторе образуется зона срыва потока, которая с увеличением скорости полета расширяется.

Теоретический диапазон высот и скоростей полета определяет динамический и статический потолок.

Динамический потолок – это наибольшая высота полета, где минимальная скорость равна максимальной и нет избытка мощности. Практически достичь динамического потолка представляет определенную сложность, т.к. время набора этой высоты значительно превышает время работы двигателя на взлетном режиме и, кроме того, усложняется техника пилотирования в связи с близостью ограничений по срыву потока с лопастей несущего винта и отсутствием запаса мощности силовой установки.

Статический потолок – это максимальная высота висения вертолета с нормальной взлетной массой, в стандартных атмосферных условиях, вне зоны влияния земли, при работе двигателей на взлетном режиме.

С учетом изменения диапазона возможных скоростей и высот, и обеспечения безопасности полетов, Инструкцией экипажа предусмотрены максимальные и минимальные скорости полета по высотам для установившихся режимов полета, которые определяют эксплуатационный диапазон высот и скоростей полета (табл.1).

Таблица 1

Примечание:

1.Цифры с индексом 1 – для вертолета Ми-8МТВ на высоте 4800м;

2.Цифры с индексом 2 – для вертолета Ми-8МТВ с нормальной взлетной массой.