ГЗ_9

1.

Групове заняття № 9
Змістовий модуль 2.
Характеристики вертольота Мі-8МТ(В)
ТЕМА: Характеристики балансування,
стійкості та керованості вертольота
МЕТА: Вивчити характеристики балансування, стійкості та керованості,
особливості шляхової та поперечної керованості вертольота. Виховувати
навички самостійного аналізу основних аеродинамічних характеристик.
Навчальні питання:
1. Характеристики поздовжнього та бокового балансування
вертольота.
2. Стійкість та керованість вертольота.
3. Особливості шляхової та поперечної керованості
вертольота.
1

2.

1. Характеристики поздовжнього та
бокового балансування вертольота
Балансування – це дії льотчика, спрямовані на
урівноваження сил та моментів, що діють на
вертоліт у польоті.
Умовно балансування поділяють:
а) поздовжнє;
б) бокове:
- поперечне;
- шляхове.
2

3. Рис. 1. Сили та моменти, що діють не вертоліт у сталому ГП

М реактРГ
Yа
Rн
М z ст
Ty а
Мz НГ
М zф
Txа
РГ
Yа ст
X шк
O
Yф
V
бал
Xа
X
X
G
Рис. 1. Сили та моменти, що діють не вертоліт у сталому ГП
3

4. Поздовжнє балансування – це дії льотчика, спрямовані на забезпечення

1.1. Поздовжнє балансування
Поздовжнє балансування – це дії льотчика,
спрямовані на забезпечення
;
Fx a 0
n
i 1
Fy ;a 0
n
i 1
Mz 0
n
i 1
.
4

5. Рис. 2. Балансувальна крива кута тангажу

а) Балансування сил вздовж вісі ОХа
Fx a Tx a X a 0
Досягається підбором відповідного кута тангажа бал
Горизонтальний політ
φст = –6° (Ми-Т)
φст = –3° (Ми-П)
5
Набір на
хт = 0,22 м
Режим самообертання НГ
0
50
100
Біля землі
–5
Н = 200…500 м
150
200
хт = – 0,03 м
хт = – 0,08 м
Vпр, км/год
хт = 0,22 м
хт =+0,37 м
хт =+0,3 м
Рис. 2. Балансувальна крива кута тангажу
Примітка. Зміна центрівки на 100 мм веде до зміни балансувального
кута тангажа на 1 градус.
5

6. Рис. 3. Балансувальна крива загального кроку НГ

б) Балансування сил вздовж вісі ОYа
FY a Ty a G 0
Досягається при 0 0бал
хт = 0,22 м Gзл = 11 100 кг
φз.к
(по УШВ)
Максимальний кут φз.к = 13,2° (по
УШВ)
10
Горизонтальний політ
5
Мінімальний кут φз.к = 0,7° (по УШВ)
0
50
100
150
× Політ на режимі
самообертання
НГ з Н = 800 м
Vпр, км/год
Рис. 3. Балансувальна крива загального кроку НГ
6

7.

в) Балансування поздовжніх моментів
M z M z M zст M zф M реак. РГ 0
НГ
Рівновага досягається при постійному значенні балансувального кута
тангажа шляхом відхилення тарілки автомата перекосу у поздовжньому
напрямку
Горизонтальний політ
Граничне відхилення кільця автомата перекосу назад
æº
2
1
0
50
100
200
V, км/год
хт = 0,37 м
–1
+
150
–2
–3
–4
–5
Біля землі
Н = 200–500 м
хт = 0,22 м
хт = 0,03 м
–6
–7
Граничне відхилення кільця автомата перекосу вперед
Рис. 4. Балансувальна крива (ИЭ, с. 332, рис. 9.13, 9.14)
7

8.

8

9. Рис. 5. Моменти рискання, що діють на вертоліт в умовах горизонтального прямолінійного польоту без ковзання

1.2. Бокове балансування
Бокове балансування – це забезпечення льотчиком рівноваги
моментів відносно осей ОХ та ОY і сил вздовж вісі OZa
М yРГ
Мp
М yк
Tр бал
Zк
0Н 0
X
V
Gsin
Xа
Tz
LРГ
xт
н
Zg
Рис. 5. Моменти рискання, що діють на вертоліт в умовах горизонтального
прямолінійного польоту без ковзання
9

10. Рис. 6. Балансувальна крива (ИЭ, рис. 9.13…9.15)

Умова шляхового балансування
M y M р Т РГ LРГ М у ф М у к 0
РГ РГ бал
забезпечується при
(ИЭ, рис. 9.13…9.15)
Nв
Рис. 6. Балансувальна крива (ИЭ, рис. 9.13…9.15)
10

11. б) Поперечне балансування

n
M x 0 при const
i 1
i
М xРГ
Ty
Мx
Мx
Rн
ГШ
HГ
М xф
0Н
Tр бал
Tz бал
Zф
hPГ
0
yт
Z
G
Рис. 7. Схема сил і моментів
11

12.

Горизонтальний політ
Граничне відхилення кільця автомата перекосу ліворуч +4°12' ± 12'
η°
Лі
1 во
ру
ч
хт =+0,37 м
хт =+0,22 м
хт =+0,3 м
0
50
100
150
Vпр, км/год
200
250
–1
Н = 200…500 м
П Біля землі
–2 ра
во
ру
–3 ч
Граничне відхилення кільця автомата перекосу праворуч –3°24' ± 12'
Рис. 8. Залежності балансувального кута відхилення тарілки АП
у поперечному напрямку від швидкості польоту
12

13. в) Балансування бокових сил

Балансування можливе:
var при const
var при const
var та var
Умова балансування:
n
Fz a TРГ Tz а G sin бал Z ф cos бал 0
i 1
i
13

14.

γ,º
Набір висоти та
самообертання
несучого гвинта
5
Горизонтальний
політ
3
1
50
100
150
200
Vпр, км/год
Рис. 9. Залежність балансувального кута крену від швидкості
прямолінійного горизонтального польоту без ковзання
0; H 2 H 1 const
0
Ліве ковзання
V
H1
H 2 > H1
Рис. 10. Залежності балансувального кута ковзання від
швидкості та висоти горизонтального прямолінійного польоту
без крену
14

15.

2. Стійкість та керованість транспортного
вертольота
2.1. Стійкість вертольота
Стійкість – це властивість вертольота самостійно, без втручання льотчика,
повертатися до вихідного режиму польоту після закінчення дії зовнішнього
збурення, що викликало зміну режиму польоту.
Розрізняють стійкість за:
- кутом атаки M z 0 ;
- швидкістю, M zv 0 ;
- кутом ковзання, M y 0 ;
- кутом крену,
M x 0 .
15

16.

Стійкість вертольота обумовлена властивістю
елементів його компоновки
16

17.

2.2. Керованість вертольота
Керованість вертольота – це його здатність реагувати на
переміщення важелів керування.
Керованість характеризується:
- ефективністю;
- потужністю;
- чутливістю;
- запізненням;
- запасом.
17

18.

βº
32
28
24
20
16
12
Ковзання вправо
3. Особливості шляхової і поперечної керованості
вертольота
8
4
Лівий крен
–12 –10 –8 –6 –4
–20
–24
–28
Ковзання вліво
–16
2
C z V 2 Fн Tz бал Tр
бал
arctg
;
2T
1
Правий крен
2
–8
–12
3
4
6
8 10 12
γº
2 Tz бал Tр бал T tg
C z V 2 Fн
.
–32
–36
Рис. 11. Залежності кута крену від кута ковзання у прямолінійному
горизонтальному некоординованому польоті вертольота:
1) Vпр = 250 км/год; 2) Vпр = 200 км/год; 3) Vпр = 120 км/год
18

19.

Мі-8МТВ
19

20.

20

21.

Мі-8МТВ
Балансувальні
криві по куту
крену при
виконанні
польоту з
координованим
ковзанням в
горизонтальному
польоті на різних
швидкостях.
Маса 11000 кг,
центрування 100
мм, висота
польоту 1000 м.
21

22.

ВИСНОВОК
У ході заняття було розглянуто аеродинамічні характеристики
вертольота Мі-8МТ(В), що визначають його поведінку в польоті. Зокрема:
Поздовжнє та бокове балансування є ключовими для
забезпечення рівноваги сил і моментів, що діють на вертоліт. Поздовжнє
балансування досягається шляхом зміни кута тангажу та положення
автомата перекосу, а бокове - через поперечне та шляхове
балансування, що враховує крен і ковзання.
Стійкість вертольота проявляється у здатності самостійно
повертатися до стабільного режиму польоту після зовнішніх збурень.
Розглянуто статичну стійкість (опір зміні параметрів).
Керованість вертольота визначається його здатністю реагувати
на переміщення органів керування. Вона оцінюється за ефективністю,
чутливістю, потужністю, запізненням та запасом керування.
На практиці льотчик повинен вміти аналізувати балансувальні
криві, розуміти вплив швидкості, висоти та інших експлуатаційних
факуторів а також ефективно застосовувати органи керування для
забезпечення стабільного та безпечного польоту.
22

23.

Особливості керованості та балансування вертольота Мі-8МТ згідно
Інструкції екіпажу (розібратися самостійно на с/п)
Особливості поведінки вертольота при відокремленні
його від землі на зльоті.
У процесі зльоту по-вертолітному зі збільшенням потужності, що
підводиться до НГ, збільшується реактивний момент від НГ за умови
сталості обертів. Якщо льотчик додатково не збільшить тягу РГ в
момент відриву дачею правої педалі вперед, відбувається розворот
вертольота вліво (у бік дії реактивного моменту від НГ). Окрім розвороту
вертоліт у момент відриву прагне нахилитися і переміщається вліво під
дією сили тяги РГ, спрямованої вліво. Для парирування дії сили тяги РГ
льотчик відхиленням ручки вправо змінює нахил Rн так, щоб її бокова
складова була спрямована проти сили тяги РГ. Так як вісь обертання РГ
розташована нижче площини втулки НГ, то балансування вертольота на
режимі висіння при симетричному завантаженні кабіни в поперечній
площині можлива лише за наявності правого крену, рівного для
вертольота Мі-8МТ 2-2,5°. Наявність правого крену забезпечує умови
рівноваги сил у поперечній площині, виключаючи бічне переміщення
вертольота на режимі висіння.
23

24.

Особливості поздовжнього балансування
При виконанні поздовжнього балансування у польоті на
заданій швидкості льотчик діє важелем крок-газ і поздовжнім
відхиленням ручки керування. Важелем крок-газ встановлюється
необхідна величина сили Rн, а поздовжнім відхиленням ручки
управління - її нахил (вперед або назад), що необхідно для виконання
умов балансування на заданому режимі польоту. Однак нахилом сили
Rн тільки від ручки керування виконати одночасно умови рівноваги
моментів та умови рівноваги сил без зміни кута тангажу вертольота
практично неможливо. Тому в процесі виконання балансування
балансувальне
відхилення
ручки
управління
визначається
виконанням умови рівноваги моментів, а остаточне виконання умови
рівноваги сил відбувається шляхом відповідної зміни кута тангажу
вертольота.
24

25.

25

26.

26

27.

На вертольоті Мі-8МТ зміна центрування на 100 мм змінює
поздовжній нахил автомата перекосу приблизно на 0,5-0,7° і кут тангажу
на 1° практично у всьому діапазоні швидкостей польоту.
При зміні швидкості польоту найбільш суттєва зміна
поздовжнього балансування має місце у діапазоні швидкостей від
висіння до 70-80 км/год за приладом. При збільшенні швидкості від
висіння до 30-35 км/год по приладу спостерігається різке збільшення
сумарного поздовжнього моменту вертольота на кабрування, для
балансування вертольота необхідно суттєво відхиляти ручку керування
вперед. Максимальне балансувальне відхилення ручки управління
вперед буде на швидкості 40 км/год. При подальшому збільшенні
швидкості від 40-45 км/год до 90-100км/год по приладу величина
кабруючого моменту зменшується, для балансування вертольота ручку
управління потрібно відхиляти назад.
27

28.

У діапазоні швидкостей 100—130 км/год за приладом
балансирувальне положення ручки управління практично не
змінюється. При збільшенні швидкості понад 120 км/год за приладом
балансувальне відхилення ручки управління вперед збільшується і
досягає свого найбільшого значення на максимальній швидкості.
Такий характер відхилення ручки керування за швидкістю
визначається переважно зміною поздовжніх моментів несучого гвинта
та фюзеляжу зі зміною швидкості польоту. Якщо переважає
збільшення кабруючих моментів, то балансувальне відхилення ручки
управління вперед збільшується, якщо їхнє відношення не змінюється,
то не змінюється і відхилення ручки керування. Кут тангажу
вертольота визначається умовою рівноваги поздовжніх сил і зі
збільшенням швидкості польоту збільшується на пікірування.
28

29.

Література
1. Інструкція екіпажу вертольота Ми-8МТ. С. 323…344
2. Практична аеродинаміка вертольота Ми-8МТ. Ч. 1. С. 15…52
3. Аеродинаміка та динаміка польоту вертольота. Ч. 2. С. 43…83
29