Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Срыв лопастей при отступлении - это опасное состояние полета на вертолетах и других самолетах с винтокрылым двигателем , где лопасть отступающего винта имеет более низкую относительную скорость лопастей в сочетании с увеличенным углом атаки , вызывая срыв и потерю подъемной силы. Срыв лопастей при отступлении является основным ограничивающим фактором, позволяющим вертолету не превышать скорость V NE . [1]

Наступающие и отступающие клинки [ править ]

Blade side.png
отступающая сторона лезвияпродвигающаяся сторона лезвия

Лопасть несущего винта, которая движется в том же направлении, что и самолет, называется продвигающейся лопастью, а лопасть, движущаяся в противоположном направлении, называется возвращающейся лопастью.

Балансировка подъемной силы на диске ротора важна для устойчивости вертолета. Подъемная сила, создаваемая аэродинамическим профилем, пропорциональна квадрату его воздушной скорости (скорости). При нулевой воздушной скорости лопасти несущего винта, независимо от их положения во вращении, имеют одинаковую воздушную скорость и, следовательно, равную подъемную силу. В прямом полете движущаяся лопасть имеет более высокую воздушную скорость, чем удаляющаяся лопасть, создавая неравномерную подъемную силу через диск ротора.

Более полная трактовка обеспечивается асимметрией подъемника .

Компенсация [ править ]

Большинство конструкций вертолетов компенсируют это за счет включения определенной степени вертикального "закрылка" лопастей несущего винта. При взмахах лопасть ротора будет двигаться вверх во время своего продвижения, создавая меньший угол атаки (AOA) и, следовательно, меньшую подъемную силу. Когда лезвие отступает, лезвие снова падает вниз, увеличивая АОА и, следовательно, создавая большую подъемную силу.

Есть три основных дизайна. Самая ранняя и, безусловно, наименее распространенная сегодня конструкция - это полностью жесткая роторная система; лопасти жестко прикреплены к ступице ротора, но сделаны из гибкого материала, допускающего некоторый откидной борт.

Полужесткие роторные системы имеют горизонтальный шарнир в основании лопастей, который позволяет закрывать при их вращении. По необходимости они всегда имеют четное количество лопастей, так как каждая противостоящая пара механически связана для предотвращения вибрации.

Полностью сочлененные роторные системы используют комбинацию взмахов и горизонтального движения, при котором отходящие лопасти слегка перемещаются вперед и снова перемещаются назад на наступающей стороне, тем самым создавая более относительный воздушный поток и подъем на отступающей стороне за счет наступающей стороны.

Во всех случаях пилот может до некоторой степени компенсировать наведенный крен с помощью левого или правого циклического управляющего сигнала (определяемого вращением ротора). Однако быстрая скорость изменения изгиба лезвия и угла атаки вызывает неконтролируемое продольное скручивание и сильную вибрацию на более поздних стадиях, что приводит к полной потере циклического контроля, если его не контролировать.

Предполагая, что ротор не поврежден, выход из этого состояния возможен с помощью процедуры, описанной ниже в разделе Летные характеристики во время срыва лопастей при отступлении .

Ошибка [ править ]

Внешнее видео
значок видео Срыв лопастей вертолета , НАСА, Лэнгли

Эти компенсации могут только на многое. Увеличение угла атаки для компенсации уменьшения скорости полета лопастей приводит к поддержанию подъемной силы только до точки, в которой достигается критический угол атаки , после чего подъемная сила резко уменьшается.

Все аэродинамические поверхности имеют критический угол атаки (также называемый углом атаки сваливания), который представляет собой угол атаки, обеспечивающий наибольшую подъемную силу. Выше этого угла поток над аэродинамическим профилем отрывается и подъемная сила уменьшается, это обычно называется срывом .

Когда самолет с неподвижным крылом превышает свой критический угол атаки, весь самолет теряет подъемную силу и входит в состояние, называемое сваливанием . Обычные результаты сваливания с неподвижным крылом - резкое падение высоты самолета и пикирование. Сваливание в самолетах с неподвижным крылом практически всегда можно исправить.

Однако при сваливании с отходящими лопастями сваливание происходит только на отходящей половине диска несущего винта вертолета. Продвигающийся нож продолжает создавать подъемную силу, но отступающий нож входит в состояние сваливания, что обычно приводит к неуправляемому увеличению наклона носовой части и крену в направлении отступающей стороны диска ротора. В роторных системах с вращением против часовой стрелки (как и в большинстве типов американского производства) это левая сторона. В системах, вращающихся по часовой стрелке, это рулон вправо.

Летно-технические характеристики при отступлении сваливания лопастей [ править ]

Когда самолет приближается к условиям срыва лопастей, он вздрогнет, и нос начнет подниматься вверх. Результирующий наклон носа вверх, естественно, начнет исправлять ситуацию, поскольку приводит к замедлению самолета. Если его заставить продолжить ускорение с помощью средств управления полетом (циклический вперед + коллективный), он может откатиться в сторону отступающей лопасти. Восстановление включает в себя понижение общего шага, снятие прямого давления на циклический или, чаще, и то, и другое. Любое из этих управляющих движений должно восстановить надлежащий воздушный поток над отступающим ножом, таким образом снова создавая подъемную силу. Обычно это автоматически исправляется, если просто «отпустить» элементы управления.

Причины отходящего сваливания лезвия [ править ]

Срыв лопастей при отступлении более вероятен в вертолете, когда следующие условия существуют по отдельности или в сочетании:

Восстановление [ править ]

Восстановление включает в себя опускание коллектива для уменьшения угла атаки лопасти с последующим применением циклического режима на корме для уменьшения скорости полета. [1]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Справочник по полетам на вертолете, FAA-H-8083-21A (PDF) . Департамент транспорта США, FAA, Служба стандартов полетов. 2012. С. 11-8–11-12, 11-17–11-20.
  • Руководство по полетам на винтокрыле: Руководство FAA H-8083-21. , стр. 11-6. Вашингтон, округ Колумбия: Федеральное управление гражданской авиации (отдел летных стандартов), Министерство транспорта США, 2001. ISBN 1-56027-404-2 .