СПОСОБ ПИЛОТИРОВАНИЯ ВЕРТОЛЕТОВ Российский патент 1998 года по МПК B64C27/04 

Изобретение относится к эксплуатации вертолетов, а именно к способам пилотирования вертолетов.

Предлагаемый способ пилотирования на различных режимах полета сопоставляется с общепринятым и зафиксированным в Руководствах по летной эксплуатации (РЛЭ), например, для вертолетов Ми-8, Ми-8МТ, Ми-8МТВ, Ми-14 и др. Согласно этим РЛЭ рекомендуется:
набор высоты выполнять на воздушных скоростях 125-140 км/ч, на которых время набора высоты наименьшее, а скороподъемность наибольшая;
снижение на режиме моторного планирования выполнять на скоростях примерно 160 км/ч с вертикальными скоростями 5-6 м/с;
при работе двигателя на номинальном и крейсерском режимах поддерживать обороты свободной турбины 95% что соответствует окружной скорости несущего винта 214 м/с;
прямолинейный полет выполнять без крена.

Известен способ пилотирования вертолетов, заключающийся в наборе высоты, горизонтальном полете и моторном планировании на указанных выше режимах. (Г. А. Тиняков. "Пилотирование вертолета", ВИ МО СССР, М. 1960, с. 86,87, фиг. 60, стр. 110-118).

Недостатком способа является его неоптимальность, обусловленная избыточными расходом топлива.

Целью изобретения является создание способа пилотирования вертолетов, обеспечивающего экономию топлива по сравнению с рекомендациями в РЛЭ.

Цель изобретения достигается тем, что в способе пилотирования вертолетов, включающем операции набора высот, горизонтального полета, моторного планирования, согласно изобретению набор высоты и моторное планирование выполняют на скоростях, близких к крейсерским.

На указанных режимах полета устанавливают частоту вращения несущего винта, меньшую номинального значения на 2-3%
Для одновинтовых аппаратов полет выполняют с креном в сторону, противоположную тяге рулевого винта, при этом величину крена контролируют по указателю скольжения на приборной доске летчика.

Крен в полете обеспечивают разворотом на требуемый угол указателя скольжения, при этом пилотирование осуществляют при расположении шарика указателя скольжения в середине шкалы.

Для вертолета Ми-8 и его модификаций величина крейсерской скорости на высотах полета до 1 км соответствует диапазону 210-230 км/ч, частота вращения несущего винта 92%-93% по указателю тахометра, а угол крена составляет примерно 1,5^o, при этом смещение шарика указателя скольжения соответствует примерно 1/3 его ширины.

Частоту вращения несущего винта изменяют переключателем настройки оборотов винта системы управления двигателем.

На фиг.1 дана зависимость качества вертолета от его скорости; на фиг.2 - зависимость скорости набора высоты V _наб, снижения V_сн и крейсерской скорости V_кр от высоты полета согласно РЛЭ для вертолета Ми-8МТВ; на фиг.3 траектория набора высоты и снижения согласно РЛЭ (линии ОАВ) и по предложенному способу (линии АВ); на фиг.4 расходы топлива m_т и экономия расхода топлива Δm_т при наборе высоты; на фиг.5 расходы топлива m_т и экономия расхода топлива Δm_т при снижении; на фиг.6 - зависимость расхода топлива от скорости полета; на фиг.7 зависимость расхода топлива от скорости полета; на фиг.8 зависимость скороподъемности от скорости полета; на фиг.9 зависимость скороподъемности от скорости полета.

Согласно способу набор высоты выполняют на крейсерской скорости (190-230 км/ч на высотах до 2-3 км) или близкой к ней, обеспечивающей удовлетворительную величину скороподъемности (у вертолета Ми-8МТВ 4,5 м/с до высоты 3 км при нормальной полетной массе 11,1 т).

Моторное планирование выполняют на крейсерских скоростях полета. Значения рекомендованных РЛЭ наивыгоднейших скоростей набора высоты, моторного планирования и крейсерских скоростей приведены на фиг.2.

На режимах набора высоты, горизонтального полета на крейсерской скорости и планирования поддерживают частоту вращения несущего винта 92-93% по тахометру вместо 95% рекомендованных в РЛЭ, что обеспечивается системой перенастройки частоты вращения свободной турбины двигателя ТВЗ-117, ТВЗ-117МТ, ТВЗ-117ВМ.

Прямолинейный полет одновинтовых вертолетов выполняют с креном ≈ 1,15^o в направлении, противоположном силе тяги рулевого винта (у вертолетов Ми с креном вправо), что устраняет левое скольжение, имеющее место при полете без крена. Нужной величины крен имеет место, если удерживать шарик указателя скольжения смещенным вправо на 1/3 ширины шарика или развернуть авиагоризонт и указатели поворота, снабженные указателями скольжения, на ≈ 1,5^o и в полете удерживать шарик в середине шкалы, как это обычно принято.

Расходы топлива m_т при способах пилотирования согласно РЛЭ и согласно нашим предложениям по пп. 1 и 2 сравнивались на траекториях с одинаковыми начальными и конечными точками (фиг.3). Величины m_т и экономии топлива Δm_т приведены на фиг.4 и 5, из которых следует, что при наборе высоты 3,5 км и взлетной массе 11,1 т экономия составляет 5,8% при наборе высоты 2 км и взлетной массе 13 т 11,5% при планировании с указанных высоты экономия составляет для массы 11,1 т 22% и для массы 13 т 24% С увеличением высот набора высоты и планирования экономия возрастает.

Значения километровых расходов топлива и скороподъемностей при рекомендованных РЛЭ и пониженных на 3% частотах вращения несущего винта представлены на фиг. 6-9. Из представленных материалов следует, что снижение частоты вращения несущего винта на 3% уменьшает километровые расходы топлива на 3,3-7% и увеличивает скороподъемность вертолета на величину до 1 м/с.

Устранение скольжения вертолета, равного на крейсерской скорости 4-5^o, снижает его сопротивление на величину ΔC_xS 0,1 м², вследствие чего расход топлива уменьшится на 0,8% Кроме того, несколько уменьшится расход путевого управления и снизится нагрузка на хвостовую трансмиссию, что благоприятно скажется на ее ресурсе.

Снижение расходов топлива, которое при комплексном внедрении предложенных способов пилотирования вертолетов составит более 5% даст большой экономический эффект, особенно в условиях дефицита топлива и повышения цен на него. Кроме того, в таком же отношении повышается дальность полета вертолета, которая является одной из важнейших его летно-технических характеристик.

Эффекты снижения расходов топлива при увеличении скорости, на которой выполняются набор высоты и моторное планирование, до крейсерской, снижения частоты вращения несущего винта и устранения скольжения имеют место на подавляющем большинстве вертолетов.

Способ пилотирования вертолетов. Применение: авиация, эксплуатация летательных аппаратов. Сущность: способ включает операции набора высоты, горизонтального полета, моторного планирования с установкой оборотов несущего винта, соответствующих этим операциям, при этом набор высоты и моторное планирование выполняют на скоростях, близких к крейсерским. Для операций пилотажа устанавливают частоту вращения несущего винта, меньшую номинального значения на 2%-3%. 5 з. п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ пилотирования вертолетов, включающий операции набора высоты, горизонтального полета, моторного планирования с установкой оборотов несущего винта, соответствующих этим операциям, отличающийся тем, что набор высоты и моторное планирование выполняют на скоростях, близких к крейсерским. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для операций пилотажа устанавливают частоту вращения несущего винта, меньшую номинального значения на 2 3%
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для одновинтовых аппаратов полет выполняют с креном в сторону, противоположную тяге рулевого винта, при этом величину крена контролируют по указателю скольжения на приборной доске летчика. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что крен в полете обеспечивают разворотом на требуемый угол указателя скольжения, при этом пилотирование осуществляют при расположении шарика указателя скольжения в середине шкалы. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для вертолета Ми-8 и его модификаций величина крейсерской скорости на высотах полета до 1 км соответствует диапазону 210 230 км/ч, частота вращения несущего винта 92 - 93% по указателю тахометра, а угол крена 1,5^o, при этом смещение шарика указателя скольжения соответствует 1/3 его ширины. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что частоту вращения несущего винта изменяют переключателем настройки оборота винта системы управления двигателем.