Управление полетом вертолета

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Управление полетом вертолета»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( июнь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Расположение органов управления полетом на вертолете

Вертолета пилот манипулирует контроль полета вертолета для достижения и поддержания регулируемого аэродинамического полета . ^[1] Изменения в системе управления полетом самолета передаются механически на ротор, создавая аэродинамические эффекты на лопастях несущего винта, которые заставляют вертолет двигаться осознанно. Для наклона вперед и назад (тангаж) или вбок (крен) требуется, чтобы органы управления циклически изменяли угол атаки лопастей несущего винта во время вращения, создавая разную подъемную силу (силу) в разных точках цикла. Для увеличения или уменьшения общей подъемной силы требуется, чтобы органы управления изменялиугол атаки для всех лопастей вместе на равные величины одновременно, что приводит к подъему, спуску, ускорению и замедлению.

Типичный вертолет имеет три входа для управления полетом - циклический джойстик, общий рычаг и педали анти-крутящего момента. ^[2] В зависимости от сложности вертолета, циклический и коллективный могут быть связаны вместе с помощью смесительного устройства , механического или гидравлического устройства, которое объединяет входные данные от обоих, а затем отправляет «смешанный» вход на поверхности управления для достижения желаемый результат. Ручной дроссель также можно рассматривать как средство управления полетом, потому что он необходим для поддержания скорости несущего винта на небольших вертолетах без регуляторов. Регуляторы также помогают пилоту контролировать общий шаг основных винтов вертолета, чтобы обеспечить стабильный и точный полет.

Элементы управления [ править ]

Циклический [ править ]

Циклическое управление в H145

Циклический контроль, который обычно называют циклическую палкой или просто циклическим , похож по внешнему виду на большинстве вертолетов к ручке управления от обычного самолета. Циклическая ручка обычно поднимается из-под передней части кресла каждого пилота. Робинсон R22 имеет «балансирует» циклический дизайн , соединенный с центральной колонной , расположенной между двумя местами. Вертолеты с дистанционной системой управления позволяют устанавливать контроллер циклического типа сбоку от кресла пилота.

Циклический используется для управления несущим винтом с целью изменения направления движения вертолета. В режиме зависания циклический переключатель управляет движением вертолета вперед, назад и в стороны. Во время полета вперед циклические управляющие воздействия вызывают изменения траектории полета, аналогичные полету самолета с неподвижным крылом; ввод влево или вправо заставляет вертолет совершать поворот в желаемом направлении, а вводы вперед и назад изменяют угол тангажа вертолета, что приводит к изменениям высоты (набор высоты или спуск).

Управление называется циклическим, потому что оно изменяет механический угол наклона или угол наклона каждой лопасти несущего винта независимо, в зависимости от ее положения в цикле. Шаг изменяется таким образом, что каждая лопасть будет иметь одинаковый угол падения при прохождении одной и той же точки в цикле, изменяя подъемную силу, создаваемую лопастью в этой точке, и заставляя каждую лопасть изменять свой угол атаки, то есть слегка повернуть вдоль своей длинной оси, последовательно проходя через одну и ту же точку. Если эта точка находится прямо впереди, шаг лезвия ненадолго увеличивается в этом направлении. Таким образом, если пилот толкает циклический двигатель вперед, диск ротора наклоняется вперед, и вертолет тянется прямо вперед. Если пилот толкает циклический двигатель вправо, диск несущего винта наклоняется вправо.

Циклическое управление в Robinson R22

Любая роторная система имеет задержку между точкой вращения, в которой элементы управления изменяют шаг, и точкой, в которой происходит желаемое изменение полета лопасти винта. Эта разница вызвана фазовой задержкой , которую часто путают с гироскопической прецессией . Ротор - это колебательная система, подчиняющаяся законам, управляющим вибрацией, которые, в зависимости от системы ротора, могут напоминать поведение гироскопа.

Коллективная [ править ]

Регулятор общего шага или общий рычаг обычно расположен с левой стороны сиденья пилота с регулируемым регулятором трения, чтобы предотвратить непреднамеренное движение. Коллектив изменяет угол наклона всех лопастей несущего винта вместе (т. Е. Всех одновременно) и независимо от их положения. Следовательно, если делается коллективный ввод, все лопасти изменяются одинаково, и в результате вертолет увеличивает или уменьшает свою общую подъемную силу, полученную от ротора. В горизонтальном полете это вызовет набор высоты или снижение, тогда как при наклоне вертолета вперед увеличение общей подъемной силы вызовет ускорение вместе с заданной величиной подъема.

Управление общим шагом в Boeing CH-47 Chinook называется регулированием тяги , но служит той же цели, за исключением того, что оно управляет двумя роторными системами, применяя дифференциальный общий шаг. ^[3]

Педали Anti-Torque [ править ]

Педали против крутящего момента расположены в том же месте, что и педали руля направления в самолете, и служат той же цели - они управляют направлением, на которое указывает нос самолета. Нажатие педали в заданном направлении изменяет шаг лопастей рулевого винта, увеличивая или уменьшая тягу рулевого винта и вызывая рыскание носа в направлении нажатой педали.

Дроссель [ править ]

Винты вертолетов предназначены для работы с определенной скоростью вращения. Дроссельная заслонка регулирует мощность двигателя, который соединен с ротором посредством передачи. Регулировка дроссельной заслонки должна поддерживать достаточную мощность двигателя, чтобы поддерживать скорость ротора в пределах, при которых ротор создает достаточную подъемную силу для полета. На многих вертолетах управление дроссельной заслонкой представляет собой одинарную или двойную поворотную рукоятку в стиле мотоцикла, установленную на коллективном управлении (вращение противоположно дроссельной заслонке мотоцикла), в то время как некоторые многодвигательные вертолеты имеют рычаги мощности.

На многих вертолетах с поршневыми двигателями пилот управляет дроссельной заслонкой для поддержания скорости несущего винта. Вертолеты с турбинными двигателями и некоторые вертолеты с поршневыми двигателями используют регуляторы или другие электромеханические системы управления для поддержания скорости несущего винта и освобождения пилота от рутинной ответственности за выполнение этой задачи. (Обычно в случае отказа регулятора возможен также ручной возврат.)

Условия полета [ править ]

Для вертолета существует три основных режима полета: висение, полет вперед и авторотация.

Наведите [ править ]

Некоторые пилоты считают висение самым сложным аспектом полета на вертолете. ^[4] Это связано с тем, что вертолеты обычно динамически нестабильны, что означает, что отклонения от заданного положения не корректируются без участия пилота. Таким образом, пилот должен часто вносить управляющие сигналы и вносить поправки, чтобы поддерживать вертолет в нужном месте и на нужной высоте. Пилот использует управляющие сигналы при зависании следующим образом: циклический режим используется для устранения дрейфа в горизонтальной плоскости (например, движение вперед, назад и из стороны в сторону); коллектив используется для поддержания заданной высоты; и педали рулевого винта (или системы противодействия крутящему моменту) используются для управления направлением носа или курсом. Взаимодействие этих элементов управления может затруднить обучение парению, поскольку часто регулировка одного элемента управления требует настройки двух других, что требует от пилота знания сочетания управляющих входов, необходимых для обеспечения плавного полета.

Прямой рейс [ править ]

В прямом полете органы управления вертолетом больше похожи на органы управления самолетом с неподвижным крылом. Перемещение циклического двигателя вперед понижает тангаж носа, тем самым теряя высоту и увеличивая скорость полета. Перемещение циклического назад заставляет нос подниматься вверх, замедляя вертолет и заставляя его набирать высоту. Увеличение коллективной (мощности) при поддержании постоянной воздушной скорости вызывает набор высоты, а уменьшение коллективной (мощности) заставляет вертолет снижаться. Координация этих двух входов, общий вниз плюс задний (задний) циклический или общий вверх плюс циклический вперед вызывает изменения воздушной скорости при сохранении постоянной высоты. Педали выполняют одну и ту же функцию как в вертолете, так и в самолете, обеспечивая сбалансированный полет. Это делается путем нажатия педали в направлении, необходимом для центрирования шара на индикаторе поворота и крена..

Авторотация [ править ]

Дифференциальный контроль высоты тона [ править ]

Для вертолетов с двумя горизонтально установленными несущими винтами для изменения положения часто требуется, чтобы каждый несущий винт вел себя обратно пропорционально стандартным управляющим воздействиям от пилота. Роторы с соосными роторами (например, Камов Ка-50 ) имеют оба ротора, установленные на одной мачте, один над другим на концентрических приводных валах, вращающихся в противоположных направлениях - вращающихся в противоположных направлениях на общей оси - и изменяют рыскание за счет увеличения общего шаг ротора вращается в направлении нужного поворота при одновременном уменьшении общего шага другого, создавая асимметрию крутящего момента.

Летательные аппараты с тандемными винтами (например, Boeing CH-47 Chinook) также используют два ротора, вращающихся в противоположных направлениях - это называется встречным вращением, когда оно происходит из двух разных точек на одном и том же корпусе, - но роторы находятся на отдельных приводных валах через мачты в нос и хвост. В этой конфигурации используется дифференциальный общий шаг для изменения общего шага самолета. Когда пилот перемещает циклический двигатель вперед, чтобы опустить нос и ускориться вперед, вертолет в ответ уменьшает общий шаг переднего винта и пропорционально увеличивает общий шаг заднего винта, поворачивая оба конца вокруг их общего центра масс . Изменения по рысканью производятся дифференциальным циклическим шаг, передний винт изменяет циклический шаг в желаемом направлении, а противоположный шаг применяется к заднему, снова поворачивая аппарат вокруг его центра.

И наоборот, синхронизатор и винтокрылый аппарат встречного вращения с поперечно установленным несущим винтом имеют два больших горизонтальных узла несущего винта, установленных бок о бок (как у Bell / Boeing V-22 ). В вертолетах используется дифференциальный общий шаг, чтобы влиять на крен самолета. Как и тандемные роторы, дифференциальный циклический шаг используется для управления движением вокруг оси рыскания.

См. Также [ править ]

• Авиационная техника
• Автожир
• Винт вертолета

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]

Источники [ править ]