Войти
Поток воздуха через ротор вертолета. Выше ротор приводится в действие и толкает воздух вниз, создавая подъемную силу и тягу. Ниже винт вертолета потерял мощность, и аппарат совершает аварийную посадку, Автоповорот - это состояние полета, в котором система несущего винта вертолет или другой винтокрылый самолет поворачивается под действием воздуха, движущегося вверх через ротор, как в случае с автожиром , а не за счет мощности двигателя, приводящего в движение ротор. Термин авторотация относится к периоду ранней разработки вертолетов между 1915 и 1920 годами и относится к роторам, вращающимся без двигателя. Это аналог планирующего полета самолета.
Наиболее распространенное использование авторотации на вертолетах - это безопасная посадка самолета в случае отказа двигателя или рулевого винта. Это обычная процедура в аварийной обстановке, которую пилотам вертолетов обучают в рамках их обучения.
В полете с обычным двигателем воздух втягивается в систему несущего винта сверху и выпускается вниз, но во время авторотации воздух движется вверх в систему несущего винта снизу по мере снижения вертолета. Автоповорот разрешен механически благодаря как блоку свободного хода , который позволяет несущему ротору продолжать вращение, даже если двигатель не работает, так и аэродинамическим силам относительного ветра, поддерживающим скорость ротора. Это средство, с помощью которого вертолет может безопасно приземлиться в случае полного отказа двигателя. Следовательно, все однодвигательные вертолеты должны продемонстрировать эту способность для получения сертификата типа .
Самая продолжительная авторотация в истории была выполнена Жаном Буле в 1972 году, когда он достиг рекордной высоты в 12 440 м ( 40 814 футов) в Aérospatiale SA 315B Lama. Из-за температуры -63 ° C (-81,4 ° F) на этой высоте, как только он уменьшил мощность, двигатель загорелся и не мог быть перезапущен. Используя авторотацию, он смог безопасно посадить самолет.
Для вертолета «авторотация» относится к маневру при спуске, при котором двигатель отключается от системы несущего винта, а лопасти несущего винта приводятся в движение исключительно восходящим потоком воздух через ротор. Узел свободного хода - это специальный механизм сцепления, который отключается каждый раз, когда частота вращения двигателя меньше частоты вращения ротора. Если двигатель выходит из строя, блок обгонной муфты автоматически отсоединяет двигатель от главного ротора, позволяя ротору вращаться свободно.
Наиболее частой причиной авторотации является неисправность или отказ двигателя, но авторотация также может выполняться в случае полного отказа хвостового винта или после потери хвостового винта. эффективность ротора, поскольку при авторотации практически не создается крутящего момента. Если позволяет высота, авторотация может также использоваться для выхода из состояния вихревого кольца. Во всех случаях успешная посадка зависит от высоты и скорости вертолета в начале авторотации (см. Диаграмму скорость-высота ).
В момент отказа двигателя лопасти несущего винта создают подъемную силу и тягу из своего угла атаки и скорости.. Путем немедленного снижения общего шага, которое должно быть выполнено в случае отказа двигателя, пилот снижает подъемную силу и лобовое сопротивление, и вертолет немедленно начинает снижение, создавая восходящий поток воздуха через роторная система. Этот восходящий поток воздуха через ротор обеспечивает достаточную тягу для поддержания скорости вращения ротора во время спуска. Поскольку при авторотации хвостовой винт приводится в движение трансмиссией несущего винта, управление курсом сохраняется, как и в нормальном полете.
На скорость снижения при авторотации влияют несколько факторов: высота по плотности, полная масса, скорость вращения несущего винта и скорость движения вперед по воздуху. Первичный контроль пилота за скоростью снижения - это воздушная скорость. Повышение или понижение воздушной скорости достигается с помощью управления циклическим тангажом, как и в нормальном полете. Скорость снижения высока при нулевой воздушной скорости и снижается до минимума примерно при 50–90 узлах, в зависимости от конкретного вертолета и ранее упомянутых факторов. По мере увеличения воздушной скорости сверх скорости, обеспечивающей минимальную скорость снижения, скорость снижения снова увеличивается. Даже при нулевой воздушной скорости ротор весьма эффективен, поскольку он имеет почти коэффициент аэродинамического сопротивления парашюта, несмотря на гораздо меньшую прочность.
При приземлении с авторотации кинетическая энергия, запасенная во вращающихся лопастях, используется для уменьшения скорости снижения и выполнения мягкой посадки. Для остановки вертолета с высокой скоростью снижения требуется большее количество энергии, чем требуется для остановки вертолета, который снижается медленнее. Следовательно, авторотационное снижение на очень низкой или очень высокой воздушной скорости более критично, чем выполняемое при минимальной скорости снижения.
Каждый тип вертолета имеет определенную воздушную скорость, при которой планирование с выключенным двигателем является наиболее эффективным. Наилучшая воздушная скорость - это та, которая сочетает в себе наибольшую дальность планирования с наименьшей скоростью снижения. Конкретная воздушная скорость отличается для каждого типа вертолета, но определенные факторы (высота над уровнем моря, ветер) влияют на все конфигурации одинаково. Удельная воздушная скорость для авторотации устанавливается для каждого типа вертолета исходя из средних погодных и ветровых условий и нормальной нагрузки.
Вертолет, эксплуатируемый с большими нагрузками на большой высоте или в условиях порывистого ветра, может достичь наилучших характеристик при немного увеличенной воздушной скорости при снижении. На небольшой высоте над уровнем моря и небольшой нагрузке наилучшие характеристики достигаются за счет небольшого уменьшения нормальной скорости полета. Следуя этой общей процедуре подгонки воздушной скорости к существующим условиям, пилот может достичь примерно одинакового угла планирования при любых обстоятельствах и оценить точку приземления. Этот оптимальный угол скольжения обычно составляет 17–20 градусов.
Области лопасти при вертикальном авторотационном спуске. При вертикальном авторотации диск ротора делится на три области - зона движения, зона движения и зона сваливания. Размер этих областей зависит от шага лопастей, скорости спуска и скорости вращения ротора. При изменении авторотационной скорости вращения, шага лопастей или скорости спуска размеры участков изменяются относительно друг друга.
Ведомая область, также называемая областью пропеллера, представляет собой область на конце лопастей. Обычно он составляет около 30 процентов радиуса. Это ведомая область, которая производит наибольшее сопротивление. Общий результат - замедление вращения лезвия.
Область движения или авторотационная область обычно находится между 25 и 70 процентами радиуса лезвия, что создает силы, необходимые для поворота лезвия во время авторотации. Общая аэродинамическая сила в области привода немного наклонена вперед от оси вращения, создавая постоянную силу ускорения. Этот наклон обеспечивает тягу, которая способствует ускорению вращения лопасти. Размер зоны движения зависит от настройки шага лопастей, скорости снижения и скорости вращения ротора.
Внутренние 25 процентов лопасти ротора называются зоной сваливания и работают при превышении максимального угла атаки (угла сваливания), вызывая сопротивление, которое замедляет вращение лопасти. Постоянная скорость вращения ротора достигается за счет регулировки общего шага таким образом, чтобы силы ускорения лопастей из области привода уравновешивались с силами замедления из ведомой области и области сваливания.
Управляя размером области вождения, пилот может регулировать скорость авторотационного вращения. Например, если общий шаг увеличивается, угол тангажа увеличивается во всех регионах. Это заставляет точку равновесия перемещаться внутрь по размаху лопасти, тем самым увеличивая размер ведомой области. Область сваливания также становится больше, а область движения становится меньше. Уменьшение размера области привода приводит к уменьшению силы ускорения области привода и скорости вращения.
Премия «Сломанное крыло» - это награда армии США за успешное выполнение авторотации в чрезвычайных условиях. Требования к присуждению награды, как указано в Постановлении 672-74 армии, заключаются в следующем: «Член летного экипажа должен за счет выдающегося летного мастерства минимизировать или предотвратить повреждение самолета или травмы персонала во время чрезвычайной ситуации. Член летного экипажа должен продемонстрировать исключительные навыки во время восстановление самолета из аварийной ситуации в полете. "
