Сызранское
Предыдущий выпуск
ДАЛЬНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА ВЕРТОЛЕТА
ДАЛЬНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА ВЕРТОЛЕТА
ПОНЯТИЯ «ДАЛЬНОСТЬ» И «ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА» И ПРИНЦИПЫ ИХ РАСЧЕТА
t пол = t наб + t гп + t сн
С е = Q ч / N e
С в — расход топлива на выработку 1 л. с. мощности двигателя в час.
При полете вертолета со скоростью V силовая установка за час
расходует Q ч кг топлива, а вертолет (в штиль) пролетает за это время S км пути. Следовательно, поделив Q ч на V, можно найти сколько топлива тратится на каждый километр пройденного пути:
q км = Q ч / V
Величина q км называется километровым расходом топлива.
Зная располагаемый запас топлива для горизонтального полета W гп и величины километрового и часового расходов, легко определить дальность и продолжительность этого участка полета:
L гп = W гп / q км
t гп =W гп / Q ч
t гп = L гп / V
По этим формулам находятся общие возможные дальность и продолжительность полета.
Различают понятия «техническая дальность», «практическая дальность», «тактическая дальность». Наиболее важным является понятие «практическая дальность», рассматриваемое в настоящей главе.
Практической для заданного режима и профиля полета называется дальность полета вертолета при данной заправке топлива, рассчитанная без расходования минимального гарантийного и невырабатываемого остатков топлива. Аналогично понятию «практическая дальность» применяется понятие «практическая продолжительность полета».
Часто бывает важно знать, на каком максимальном расстоянии от аэродрома вылета вертолет может выполнить какое-либо задание и вернуться на свой аэродром. При этом используется понятие «радиус действия».
Тактическим радиусом действия называется максимальное рас- стояние, которое может пролететь вертолет (группа) с заданным режимом или профилем полета от аэродрома вылета до объекта действий с выполнением поставленной задачи и возвращением на свой аэродром при данной заправке топлива без расходования минимального гарантийного и невырабатываемого остатков топлива.
В реальных условиях при выполнении различных задач количество этапов полета может быть больше трех, а сами этапы по виду траектории и характеру пилотирования могут быть более сложными. При этом описанные выше принципы расчета дальности и продолжительности полета остаются справедливыми, но количество участков, на которые разбивается полет, увеличивается. Участки выбираются исходя из условия, чтобы в пределах каж- дого из них величины километрового и часового расходов топлива можно было считать неизменными.
РАСПОЛАГАЕМЫЙ ЗАПАС ТОПЛИВА
Располагаемым (полным) запасом W полн называется максимальное количество топлива, которое может быть в распоряжении экипажа на вертолете для выполнения задания (максимально возможная заправка).
где G верт = G констр + G масл + G съем.об + G спирт
Запасомтоплива для горизонтального полета W гп называется максимальное количество топлива, которое может быть израсходовано в гори- зонтальном полете:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ МАКСИМАЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ПОЛЕТА
Характер изменения продолжительности полета вертолета в зависимости от скорости показан на рис. 1.
Величина скорости V L max находится путем проведения касательной из начала координат к зависимости Q ч =/(V) (рис.2).
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА ДАЛЬНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА
Как изменяются скорости наибольшей дальности и продолжительности полета в зависимости от высоты?
При увеличении высоты полета истинное значение скорости V эк растет, но приборное не изменяется. Это значит, что независимо от высоты полета для выдерживания режима наибольшей продолжительности летчик должен выполнять полет при постоянной приборной скорости, равной V эк у земли. Для вертолета Ми-8 эта скорость составляет 120-130 км/ч.
Истинное значение скорости наибольшей дальности при увеличении высо- ты вначале растет примерно пропорционально 1 / v?. Следовательно, приборная скорость V L max также остается постоянной.
Однако, начиная с некоторой высоты полета (1500—2000 м), величины скоростей наибольшей дальности сильно приближаются k значениям максимально допустимой скорости (особенно у вертолетов с ГТД). При этом начинают сказываться соответствующие ограничения по скорости полета. Поэтому, начиная с высот 1500—2000 м, значения скорости наибольшей дальности начинают уменьшаться, фактически соответствуя ограничениям максимально допустимой скорости, и на высоте динамического потолка ста- новятся равными V эк.
Влияние полетной массы вертолета
Влияние внешних подвесок
Влияние ветра
Если по условиям выполнения задания необходимо обеспечить наибольшую
продолжительность пребывания в воздухе, полет следует выполнять на постоянной приборной скорости, равной экономической V эк независимо от направления и скорости ветра. При этом наличие ветра не сказывается на максимальной продолжительности полета. Однако пройденный вертолетом путь за это время будет существенно зависеть от скорости и направления ветра, так как ветер изменяет путевую скорость, увеличивая ее при попутном и уменьшая при встречном направлении. Изменение путевой скорости приводит к изменению продолжительности полета на заданную дальность. Кроме того, при изменении путевой скорости изменяется также километровый расход топлива q км . При попутном ветре q км уменьшается, при встречном — увеличивается:
Поэтому попутный ветер увеличивает, а встречный уменьшает максимальную дальность полета по сравнению со штилевыми условиями. Вследствие относительно небольших скоростей полета вертолетов влияние ветра оказывается довольно заметным.
Влияние оборотов (частоты вращения) несущего винта
Уменьшение числа оборотов (частоты вращения) НВ приводит к некоторому уменьшению мощности, потребной для создания заданной тяги, за счет уменьшения профильных и индуктивных потерь. Это ведет к уменьшению N г.п. Поэтому на тех вертолетах, где допускается небольшое регулирование летчиком оборотов свободной турбины и НВ, целесообразно в полете на крейсерской скорости уменьшить их на 2—3%. Это обеспечивает уменьшение километрового расхода топлива на 1—1,5% и соответствующее увеличение дальности полета.
Однако уменьшение оборотов НВ приводит к более раннему по скорости появлетпо срыва потока с отсrупающих лопастей НВ. На высотах полета более 1500-2000 м скорости V Lrmx близки к ограничениям по срыву потока. Поэтому использовать незначительные преимущества, получаемые за счет уменьшения оборотов НВ, можно практически лишь до высот 1000-1500 м.
Личный вертолет: Что купить? Как летать?
Что выбрать
Если сравнивать покупку автомобиля и покупку вертолета, то здесь есть как различия, так и общие моменты. Как и автомобиль, винтокрылую машину можно купить и новую, и бывшую в употреблении. К слову, вертолет, уже эксплуатировавшийся ранее, называется ресурсным. Есть и третий вариант – приобретение так называемого kit-комплекта, то есть набора узлов и агрегатов, включая двигатель, предназначенных для самостоятельной сборки. Собрать его можно самому, либо доверить сборку профессионалам в сервисном центре.
Пойти и купить новый вертолет сразу получится не всегда. Как правило, новые вертолеты поставляются под заказ. Так, популярный в России американский вертолет Robinson R44 придется ждать от 3 до 6 месяцев, французский Eurocopter ЕС-130 Т2 – до одного года. Правда, у официальных дилеров всегда есть собственные, заранее заказанные вертолеты с близким сроком поставки. Что касается ресурсного вертолета, то его преимущество в том, что ждать его не надо. Поэтому вертолет возрастом 1–3 года стоит почти как новый. Но и в дальнейшем цена на машины падает достаточно медленно.
Кроме этого, предстоит выбрать между поршневым вертолетом и газотурбинным.
Плюсом первого будут его невысокие топливные запросы. Поршневой Robinson заправляется авиационным бензином, но используют и автомобильный Аи-95, главное, чтобы качество топлива не подвело. Газотурбинные вертолеты летают на авиационном керосине, а он существенно дороже. Помимо этого при выборе надо учитывать цели, для которых приобретается вертолет. Поршневые машины предназначены в первую очередь для пилотов-любителей, летающих ради собственного удовольствия. Газотурбинные предполагают полеты в различных погодных условиях и высокую интенсивность эксплуатации. Но они и существенно дороже.
Регистрацией вертолетов занимается Федеральное агентство воздушного транспорта – Росавиация. Вертолеты, так же как и самолеты, подлежат регистрации в Государственном реестре гражданских воздушных судов Российской Федерации.
Небесные «Робинзоны» и другие
Так уж сложилось, что основными машинами в этом сегменте, представленными в России, являются вертолеты американской компании Robinson Helicopter. В арсенале компании три типа винтокрылых машин – двухместный R22, четырехместный R44 и пятиместный R66. Кроме этого, компания производит вертолетные площадки Robinson Helipad, предназначенные для установки на крышах зданий. Доля нашей страны в продажах компании составляет примерно 15%. Всего же в год компания производит 800 машин.
Robinson R22 – легкий однодвигательный вертолет. Оснащен поршневым бензиновым четырехцилиндровым двигателем Lycoming O-360. Вертолет двухместный, рассчитан на пилота и одного пассажира. Выпускается с 1975 года. Начальная цена R22 Beta II в стандартной комплектации – 288 000 долларов. Но это в США. Транспортировка и растаможка увеличит цену примерно в полтора раза. Анонсированный в конце прошлого года R44 Cadet тоже двухместный, но, в отличие от других вертолетов 44-й серии, стоит от 339 000 долларов. Судя по всему, он идет на замену R22. R44 Cadet имеет те же габаритные размеры, что и четырехместный R44 Raven II, но в отличие от него вместо задних сидений имеет просторный грузовой отсек.
Robinson R44 впервые поднялся в воздух в 1990 году. Это один из наиболее популярных вертолетов в своем классе. Как и R22, он также оснащен поршневым двигателем. Рассчитан вертолет на 4-х человек. Цена вертолета R44 Raven II в стандартной комплектации составляет 461 000 долларов.
Robinson R66 – первый газотурбинный вертолет Robinson Helicopter. Поставляется с 2010 года. Он оснащен турбовальным двигателем Rolls-Royce RR300. Имеет пять мест и отдельный грузовой отсек. Потребляет уже не бензин, а авиационный керосин. Цена вертолета R66 Turbine в базовой комплектации – 869 000 долларов.
Robinson R44 Raven II
Rotorway A600 Talon – легкий двухместный поршневой вертолет производства американской компании RotorWay International. Модель производится с 2007 года. Поставляется в разобранном виде. На полную сборку уходит около 450 часов. В качестве топлива используется обычный автомобильный 92-й бензин. Заводская стоимость комплекта – 98 000 долларов. Российская цена будет включать НДС, таможенную пошлину и, если собирать будете не сами, то и стоимость сборки.
Итальянский Heli-Sport CH-7 производится компанией Heli-Sport aircraft с 2009 года. Это также двухместный поршневой вертолет с тандемным расположением сидений. Цена набора для самостоятельной сборки составит 115 000 долларов. Сиденья пилота и пассажира расположены как и на мотоцикле – друг за другом. Есть версия с классическим рядным расположением сидений – HeliSport CH77.
При наличии достаточных финансовых средств можно присмотреться к вертолетам Eurocopter от Airbus Helicopters, дочерней компании известного концерна Airbus Group и Bell от американской Bell Helicopter входящей в конгломерат Textron. Но их стоимость будет существенно выше.
Из отечественных вертолетов для личного пользования пока сложно что-то выбрать. «Вертолеты России» – основной отечественный производитель гражданских и военных вертолетов – в относительно легком сегменте может предложить «Ансат» и Ка-226Т. В перспективе, возможно, и Ка-62, который первый раз поднялся в небо в апреле этого года. Легкие отечественные вертолеты – казанский «Актай» и тольяттинский «Беркут» – в серию так и не пошли.
Где хранить и где летать
Так как вертолету не нужна взлетно-посадочная полоса, то, в отличие от самолета, его можно хранить дома. Разумеется, если это загородный дом. Но для этого требуется зарегистрировать вертолетную площадку. Для этого необходим ровный участок земли площадью 35 на 35 метров. И по курсу взлета под углом 45 градусов не должно быть никаких препятствий. Можно хранить и на вертодроме. В зависимости от вида хранения, уличного или ангарного, и перечня сопутствующих услуг будет зависеть и цена хранения. Как и самолет, вертолет в промежутках между полетами можно сдавать в аренду, что может окупить его хранение и обслуживание.
Воздушное пространство России поделено на зоны трех классов: А, С и G. Для полетов малой авиации, в том числе и вертолетов, используются зоны С и G. В первом случае требуется диспетчерское разрешение (это, например, полеты в зоне аэродромов), во втором случае разрешение не нужно. Есть также зоны, где полеты запрещены, например в пределах МКАД. Для полетов в воздушном пространстве класса G установлен уведомительный порядок полетов. Уведомление можно подать не ранее чем за 5 суток и не позже чем за час до вылета. Такое уведомление можно подать как по телефону или факсу, так и через Интернет.
Обучение управлению вертолетом
Вертолеты по сравнению с самолетами сложнее в управлении. И обучение управлению вертолетом тоже обойдется дороже. Если за курс обучения на пилота-любителя придется заплатить от 300 000 рублей, то цены на вертолетные курсы начинаются от 800 000 рублей. В цену обучения, как правило, входят затраты на аренду вертолета и инструктора, а также на авиатопливо. К слову, потребляют вертолеты больше топлива по сравнению аналогичными по массе самолетами, это тоже влияет на стоимость обучения. Кроме того, за отдельную плату инструктора можно вызвать на дом.
В процессе обучения курсантам необходимо прослушать теоретические курсы и налетать более 42 часов. В теоретический курс входит: изучение конструкции вертолета, двигателя, приборного и радиооборудования, аэродинамики, метеорологии, навигации и вертолетовождения. Практическая часть обучения включает в себя: полеты по кругу и по маршруту, висение, перемещения и развороты у земли. По окончании обучения курсант должен будет сдать экзамен и получить свидетельство частного пилота.
А может быть гирокоптер?
Мир легкой авиации не ограничен только вертолетами и самолетами. Есть еще и гирокоптеры, другие названия: автожир и гироплан. Внешне схожий с вертолетом (геликоптером), гирокоптер, тем не менее, устроен иначе. У гирокоптера, как и у вертолета, несущий винт предназначен для создания подъемной силы. Однако винт гирокоптера свободно вращается в режиме авторотации под действием аэродинамических сил. Он только создает подъемную силу. Движущая сила создается пропеллером, который сообщает автожиру горизонтальную скорость. У вертолета, наоборот, подъемная и движущая сила создается несущим винтом.
В отличие от вертолета, гирокоптеру для взлета требуется взлетная полоса. Кроме того, гирокоптер не сможет зависать в воздухе. Но при необходимости он может приземляться в любом месте. Так как гирокоптер постоянно находится в режиме авторотации, то при отказе двигателя во время полета он способен без проблем опуститься на землю. Кроме этого, цена летного часа в разы меньше, чем у вертолета, за счет меньшего расхода топлива. Цены на гирокоптеры (автожиры) тоже заметно ниже, чем на вертолеты. Российские стоят от 2 миллионов, зарубежные – от 4 до 7 миллионов рублей.
Гирокоптер (автожир) Calidus
masterok
masterok Мастерок.жж.рф
Хочу все знать
А на какую максимальную высоту сможет подняться вертолет?
Вертолётом принято называть винтокрылый летательный аппарат вертикального взлёта и посадки, у которого подъёмная и движущая силы на всех этапах полёта создаются одним или несколькими несущими винтами с приводом от одного или нескольких двигателей. Главным его достоинством является способность совершать взлёт и посадку по вертикали — вертолёт может взлететь и приземлиться в любом месте, где есть ровная площадка размером в полтора диаметра винта.
Кроме того, сильной стороной вертолёта является манёвренность: они способны к зависанию в воздухе и даже к полёту задом наперёд. Кроме того, винтокрылые машины могут перевозить груз на внешней подвеске, даже весьма громоздкий, а также выполнять монтажные работы. Основные недостатки, присущие всей винтокрылой технике, это значительно меньшая скорость полёта и повышенный удельный расход топлива.
Также к недостаткам вертолётов можно отнести и сложность в управлении. У вертолётов с реактивным приводом несущего винта резко усложняется посадка на авторотации, так как при отключении двигателей большое лобовое сопротивление гондол двигателей быстро замедляет вращение несущего винта, а также высокий шум и большая заметность от факелов двигателей.
Но на какую высоту может забраться вертолёт?
Действующий с 1972 года рекорд принадлежит французскому вертолёту Aerospatiale SA 315B Lama, разработанному для высокогорных районов Индии и Непала — 12 442 метров! Правда, в ходе полёта двигатель заглох и пилот поневоле поставил еще один рекорд — самый продолжительный спуск на вертолёте в режиме авторотации.
А рекорд высоты для горизонтального полёта установлен годом ранее на американском вертолёте Sikorsky CH-54 Tarhe — 11 010 метров.
Летные, технические и эксплуатационные характеристики вертолетов Robinson
Когда специалисты предлагают потенциальному покупателю вертолеты компании Robinson, они акцентируют внимание на уникальных технических характеристиках этих воздушных судов. О каких параметрах идет речь и что они значат?
Технические характеристики вертолетов объединяются в группы:
Летные характеристики вертолетов Robinson
К летным характеристикам относятся крейсерская и максимальная скорости полета, дальность и длительность полета, практический и теоретический потолок, скороподъемность.
Крейсерской называют скорость, при которой достигается оптимальный режим работы двигателя. На крейсерской скорости минимизируется расход топлива и износ деталей двигателя. Показатель составляет:
При максимальной скорости двигатель работает на пределе возможностей, а расход топлива увеличивается. Показатель для моделей Robinson R22, R44 Raven II и R66 составляет 180, 240 и 259 км/ч соответственно.
Дальность полета — это максимальное расстояние, которое воздушное судно может преодолеть без посадки и дозаправки. Показатели для моделей R22, R44 Raven II и R66 составляют 463, 563 и 648 км соответственно.
Не путайте дальность и длительность полета. Вторая характеристика показывает, сколько времени винтокрылая машина может находиться в воздухе без дозаправки. Показатель составляет 2.2, 3.5 и 3 часа для моделей R22, R44 Raven II и R66 соответственно.
Скороподъемность — это показатель скорости набора высоты. Все модели вертолетов Robinson набирают высоту со скоростью 5 м/с или 304 м/мин.
Практический потолок — это максимальная высота, на которой возможно летать на вертолете на практике без избыточной нагрузки на двигатель. На практической высоте летательный аппарат сохраняет запас мощности для набора высоты со скоростью 0,5 метров в секунду. Теоретический потолок — это высота, на которой воздушное судно перестает подниматься при работе двигателя на всех оборотах.
Для всех моделей вертолетов Robinson практический потолок составляет 1500 метров, а теоретический достигает 4250 метров.
Благодаря летным характеристикам воздушные суда Robinson занимают ведущие позиции в классе легких вертолетов. Они демонстрируют одну из самых высоких крейсерских скоростей на рынке. Также винтокрылые машины Robinson опережают основных конкурентов по показателю дальности полетов и уж точно превосходят всех конкурентов в вопросах ценообразования.
Технические параметры вертолетов Robinson
К техническим параметрам относятся тип и характеристики двигателя, расход топлива, емкость топливного бака.
На вертолетах Robinson устанавливается один двигатель. Типы R22 и R44 Raven II оснащаются поршневыми силовыми установками. На R66 устанавливается газотурбинный двигатель. Поршневые двигатели более тяжелые и габаритные, но они обеспечивают экономный расход топлива. Газотурбинный двигатель легче поршневого. Он обеспечивает высокую скорость полета, но потребляет больше горючего по сравнению с поршневым. Но нельзя забывать о том, что авиационный керосин, на котором работают газотурбинные двигатели, в разы дешевле в России авиационного бензина 100 LL, который предназначен для поршневых моторов.
Более мощные двигатели потребляют больше топлива, но тем не менее, они дешевле в эксплуатации. На практике они обеспечивают высокую скорость полета и грузоподъемность летательного аппарата.
Robinson R22 оснащается двигателями Lycoming O-360 с четырьмя цилиндрами. Мощность агрегата составляет 180 л. с. Двигатель расходует около 34,5 л/ч.
Robinson R44 Raven II имеет двигатель Lycoming IO-540 с шестью цилиндрами. Его мощность ‒ 260 л/с, а расход топлива около 57 л/ч.
Robinson R66 оснащен газотурбинным двигателем Rolls-Royce RR300. Его мощность ‒ 300 л/с, а расход топлива достигает в среднем 87 л/ч.
Емкость штатного топливного бака модели R22 ‒ 72,6 л. Для моделей R44 Raven II и R66 этот показатель составляет 120 и 285 л соответственно.
Эксплуатационные характеристики воздушных судов Robinson
К эксплуатационным параметрам относятся габариты и масса вертолета, количество пассажирских мест, грузоподъемность.
Габариты и масса вертолетов Robinson указаны в таблице.
Дальность и продолжительность полета на вертолете
Главная страница » Дальность и продолжительность полета на вертолете
Дальностью полета L называется расстояние, которое может пролететь (пролетел) вертолет по маршруту полета от места вылета до места посадки. Продолжительностью полета t пол называется время пребывания вертолета в полете (т. е. время, прошедшее с момента взлета до посадки).
Дальность и продолжительность полета зависят от количества (запаса) топлива на борту вертолета при взлете и экономичности его расходования. Запас топлива на вертолете может зависеть от массы перевозимого груза. Экономичность расходования зависит от свойств СУ, полетной массы вертолета и режима полета. Следовательно, в зависимости от поставленной задачи и условий ее выполнения могут быть разными как запас топлива, так и его расход и, естественно, возможные дальность и продолжительность полета.
Кроме того, могут быть отклонения от заданного маршрута или режима полета, вызванные неточностями вертолетовождения экипажем, а также различными внешними причинами, предвидеть которые не всегда удается (изменения метеорологических условий, действия противника и т. д.). Поэтому при определении возможностей по дальности и продолжительности полета необходимо учитывать как различные эксплуатационные факторы, так и случайные причины, которые могут повлиять на дальность и продолжительность полета.
Каждый полет вертолета состоит из нескольких этапов. Определив дальность и продолжительность каждого этапа, можно определить суммарную дальность и продолжительность полета. Простейший схематизированный профиль полета вертолета состоит из трех этапов: набора высоты, горизонтального полета и снижения. Таким образом, дальность полета L можно определить как сумму трех величин — расстояний (дальностей), достигнутых при наборе Lнaб, в горизонтальном полете Lгп и при снижении LCH:
L = Lнаб + Lгп + Lсн.
t пол = t наб + t гп + t сн
У вертолетов пути набора высоты и снижения обычно составляют очень небольшую долю общей дальности полета. Поэтому нет необходимости останавливаться на методах их расчета. Наивыгоднейшие режимы набора высоты и снижения указываются в Инструкции экипажу конкретно для каждого типа вертолета. Там же на графиках и в таблицах приводятся значения Lнаб, Lсн, и соответствующие затраты топлива в зависимости от набираемой (теряемой) высоты полета.
Остается, таким образом, найти величины дальности и продолжительности горизонтального полета и проанализировать основные закономерности, их определяющие. Проще всего эти величины определяются при выполнении горизонтального полета с постоянной скоростью в безветрие.
При полете вертолета на дальность можно считать, что режим работы двигательной установки не изменяется и, следовательно, характеристики расхода топлива на данном участке неизменны. Каждый тип двигателя имеет свои характеристики экономичности расхода топлива. Расход топлива силовой установкой за час полета называется часовым расходом Q ч (кг/ч). При этом двигатели развивают эффективную мощность Ne.
Отношение часового расхода топлива к эффективной мощности называется удельным расходом топлива Се:
Се = Q ч / Ne
Св — расход топлива на выработку 1 л. с. мощности двигателя в час.
При полете вертолета со скоростью V силовая установка за час расходует Q ч кг топлива, а вертолет (в штиль) пролетает за это время S км пути. Следовательно, поделив Q ч на V, можно найти сколько топлива тратится на каждый километр пройденного пути:
q км = Q ч / V
Величина q км называется километровым расходом топлива.
Зная располагаемый запас топлива для горизонтального полета Wгп и величины километрового и часового расходов, легко определить дальность и продолжительность этого участка полета:
Lгп = Wгп /q км
t гп =Wгп / Q ч
t гп = Lгп/ V
По этим формулам находятся общие возможные дальность и продолжительность полета.
Различают понятия «техническая дальность», «практическая дальность», «тактическая дальность». Наиболее важным является понятие «практическая дальность», рассматриваемое в настоящей главе.
Практической для заданного режима и профиля полета называется дальность полета вертолета при данной заправке топлива, рассчитанная без расходования минимального гарантийного и невырабатываемого остатков топлива. Аналогично понятию «практическая дальность» применяется понятие «практическая продолжительность полета». Часто бывает важно знать, на каком максимальном расстоянии от аэродрома вылета вертолет может выполнить какое-либо задание и вернуться на свой аэродром. При этом используется понятие «радиус действия».
Тактическим радиусом действия называется максимальное расстояние, которое может пролететь вертолет (группа) с заданным режимом или профилем полета от аэродрома вылета до объекта действий с выполнением поставленной задачи и возвращением на свой аэродром при данной заправке топлива без расходования минимального гарантийного и невырабатываемого остатков топлива.
В реальных условиях при выполнении различных задач количество этапов полета может быть больше трех, а сами этапы по виду траектории и характеру пилотирования могут быть более сложными. При этом описанные выше принципы расчета дальности и продолжительности полета остаются справедливыми, но количество участков, на которые разбивается полет, увеличивается. Участки выбираются исходя из условия, чтобы в пределах каждого из них величины километрового и часового расходов топлива можно было считать неизменными.
Располагаемый запас топлива
Располагаемым (полным) запасом Wполн называется максимальное количество топлива, которое может быть в распоряжении экипажа на вертолете для выполнения задания (максимально возможная заправка).
Однако не всегда можно заправлять топливную систему полностью. На вертолетах заправка топлива во многих случаях зависит от нагрузки. Ведь взлетная масса вертолета mвзл не должна превышать предельную по условиям взлета и посадки mпред или максимально допустимую в эксплуатации mмак.
Поэтому на долю топлива остается разность между предельной (максимальной) массой вертолета и массой всего остального, что необходимо перевозить в полете.
WРАСП = GМАК — GВЕРТ — GЭКИП — GГР
ГДЕ GВЕРТ = GКОНСТР + GМАСЛ + GСЪЕМ.ОБ + GСПИРТ
Запасом топлива для горизонтального полета Wгп называется максимальное количество топлива, которое может быть израсходовано в гори- зонтальном полете:
Wгп = Wполн — Wземл — Wнаб — Wсн — Wгарант — Wневыр
Определение режимов максимальной дальности и продолжительности горизонтального полета
Максимальная дальность и продолжительность горизонтального, полета достигаются при наличии на борту располагаемого (максимального) запаса топлива. При этом дальность полета будет наибольшей, когда минимален километровый расход, а продолжительность — при минимальном часовом расходе. Величины часового и километрового расходов топлива существенно зависят от экономичности двигателя, показателем которой является его удельный расход топлива Се, и режима полета.
Удельный расход топлива дается в характеристиках двигателя. Он изменяется с изменением мощности двигателя и зависит, как и мощность, от числа оборотов. Эти зависимости различны для разных типов двигателей. Особенно резкая зависимость удельного расхода от числа оборотов наблюдается у газотурбинных двигателей. У поршневых двигателей эта зависимость менее резкая, уменьшение их мощности даже наполовину практически мало влияет на удельный расход, уменьшая его иногда на 5 — 10%. У ГТД (при уменьшении мощности до 0,5 номинальной) удельный расход повышается на 25—35%.
У вертолетов с ГТД часовой расход топлива достигает минимума при полете с такой скоростью, при которой мощность, потребная для выполнения горизонтального полета. Следовательно, наименьшее количество топлива в течение заданного времени будет израсходовано при полете на этой скорости. Поэтому такая скорость полета называется экономической V эк или скоростью наибольшей продолжительности полета Vtмах.
При данном запасе топлива продолжительность полета на экономической скорости будет максимальной. Полет на скорости, большей или меньшей Vэк приводит к уменьшению возможной продолжительности вследствие роста часового расхода, так как увеличивается N г п Так, продолжительность полета на режиме висения почти в два раза меньше максимальной.
Характер изменения продолжительности полета вертолета в зависимости от скорости показан на рис. 1.
Величина скорости VL max находится путем проведения касательной из начала координат к зависимости Qч =/(V) (рис.2).
При этой скорости полета километровый расход минимален, так как точка касания определяет минимум отношения Qч/V=q км. Зависимости q км =f(V) показаны на рис.1.
При отклонении скорости полета от скорости наибольшей дальности в ту или другую сторону возможная дальность полета уменьшается (рис.2).
Влияние различный эксплуатационных факторов на дальность и продолжительность полета
В итоге действие этих противоречивых тенденций приводит к тому, что у вертолетов с ГТД, у которых скорости VLmax близки к максимальным, дальность полета при увеличении высоты в связи с уменьшением qKM увеличивается примерно до границы высотности двигателя. При наборе еще одного километра высоты полета дальность практически не изменяется, а на высотах, больших Нр +1000 м, начинает уменьшаться вследствие увеличения q км из-за существенного возрастания Nrn. Так, для вертолета Ми-8 дальность полета достигает максимума при полетах на высотах 2000 — 3000 м. Продолжительность полета у вертолетов с ГТД от высоты практически не зависит.
Как изменяются скорости наибольшей дальности и продолжительности полета в зависимости от высоты?
При увеличении высоты полета истинное значение скорости Vэк растет, но приборное не изменяется. Это значит, что независимо от высоты полета для выдерживания режима наибольшей продолжительности летчик должен выполнять полет при постоянной приборной скорости, равной Vэк у земли. Для вертолета Ми-8 эта скорость составляет 120-130 км/ч.
Истинное значение скорости наибольшей дальности при увеличении высоты вначале растет примерно пропорционально 1 / v. Следовательно, приборная скорость VLmax также остается постоянной.
Однако, начиная с некоторой высоты полета (1500—2000 м), величины скоростей наибольшей дальности сильно приближаются k значениям максимально допустимой скорости (особенно у вертолетов с ГТД). При этом начинают сказываться соответствующие ограничения по скорости полета. Поэтому, начиная с высот 1500—2000 м, значения скорости наибольшей дальности начинают уменьшаться, фактически соответствуя ограничениям максимально допустимой скорости, и на высоте динамического потолка становятся равными Vэк.
Влияние полетной массы вертолета
В среднем каждый процент увеличения массы сверх нормальной приводит к сокращению дальности на 0,4 ±0,6% при полетах на высотах до 1000—1500 м и на 0,8 — 1% при полетах на высотах 2000—3000 м у вертолетов с ГТД. Полетная масса вертолета в течение полета может уменьшаться как постепенно за счет выработки топлива, так и резко за счет выброски десанта или грузов. При небольших изменениях полетной массы (5 — 10%) можно расчет дальности проводить, считая массу неизменной, равной ее среднему значению.
В среднем каждый процент увеличения массы сверх нормальной приводит к сокращению дальности на 0,4 ±0,6% при полетах на высотах до 1000—1500 м и на 0,8 — 1% при полетах на высотах 2000—3000 м у вертолетов с ГТД. Полетная масса вертолета в течение полета может уменьшаться как постепенно за счет выработки топлива, так и резко за счет выброски десанта или грузов. При небольших изменениях полетной массы (5 — 10%) можно расчет дальности проводить, считая массу неизменной, равной ее среднему значению.
Влияние внешних подвесок
Внешние подвески увеличивают силу лобового сопротивления вертолета, а также его полетную массу по сравнению с вертолетом без подвесок. Поэтому мощность, потребная для горизонтального полета вертолета с подвесками, больше, чем без них на той же скорости за счет увеличения Nдв, а также Nинд и в некоторой степени Nnp.
Это приводит к увеличению как часового, так и в еще большей степени километрового расхода топлива на всех высотах полета. Поэтому дальность и продолжительность полета вертолета с внешними подвесками уменьшаются. Уменьшение дальности полета происходит более заметно и в зависимости от формы (силы лобового сопротивления) подвесок может достигать до 15-25%.
При некоторых видах внешних подвесок на тросе допустимые скорости полета существенно меньше, чем VLmax, а q км значительно возрастает. В таких случаях уменьшение дальности полета может достигать 50—60% по сравнению с вертолетом той же полетной массы, но без подвесок.
Влияние ветра
Если по условиям выполнения задания необходимо обеспечить наибольшую продолжительность пребывания в воздухе, полет следует выполнять на постоянной приборной скорости, равной экономической Vэк независимо от направления и скорости ветра. При этом наличие ветра не сказывается на максимальной продолжительности полета. Однако пройденный вертолетом путь за это время будет существенно зависеть от скорости и направления ветра, так как ветер изменяет путевую скорость, увеличивая ее при попутном и уменьшая при встречном направлении.
Изменение путевой скорости приводит к изменению продолжительности полета на заданную дальность. Кроме того, при изменении путевой скорости изменяется также километровый расход топлива q км . При попутном ветре q км уменьшается, при встречном — увеличивается: Поэтому попутный ветер увеличивает, а встречный уменьшает максимальную дальность полета по сравнению со штилевыми условиями. Вследствие относительно небольших скоростей полета вертолетов влияние ветра оказывается довольно заметным.
Влияние оборотов (частоты вращения) несущего винта
Уменьшение числа оборотов (частоты вращения) НВ приводит к некоторому уменьшению мощности, потребной для создания заданной тяги, за счет уменьшения профильных и индуктивных потерь. Это ведет к уменьшению N г.п. Поэтому на тех вертолетах, где допускается небольшое регулирование летчиком оборотов свободной турбины и НВ, целесообразно в полете на крейсерской скорости уменьшить их на 2—3%. Это обеспечивает уменьшение километрового расхода топлива на 1—1,5% и соответствующее увеличение дальности полета.
Однако уменьшение оборотов НВ приводит к более раннему по скорости появлетпо срыва потока с отсrупающих лопастей НВ. На высотах полета более 1500-2000 м скорости VLrmx близки к ограничениям по срыву потока. Поэтому использовать незначительные преимущества, получаемые за счет уменьшения оборотов НВ, можно практически лишь до высот 1000-1500 м.
