Войти
Расположение органов управления полетом в вертолете A вертолет пилот манипулирует управление полетом вертолета для достижения и поддержания контролируемого аэродинамического полета. Изменения в системе управления полетом передаются механически на ротор, создавая аэродинамические эффекты на лопастях несущего винта, которые заставляют вертолет двигаться намеренно. 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 величину подъемной силы (силы) в разные моменты цикла. Для увеличения или уменьшения общей подъемной силы требуется, чтобы органы управления изменяли угол атаки для всех лопастей одновременно на равные величины, что приводит к подъему, спуску, ускорению и замедлению.
Типичный вертолет имеет три входа для управления полетом - циклический джойстик, общий рычаг и педали против крутящего момента. В зависимости от сложности вертолета, циклический и коллективный могут быть связаны вместе с помощью смесительного устройства, механического или гидравлического устройства, которое объединяет входы от обоих, а затем отправляет «смешанный» вход на управляющие поверхности для достижения желаемого результата. Ручное управление дросселем также можно рассматривать как средство управления полетом, поскольку оно необходимо 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.
Циклическое управление в H145 Циклическое управление, обычно называемое циклическим джойстиком или просто циклическим, внешне похоже на большинство вертолетов на ручку управления обычного самолета. Циклическая ручка обычно поднимается из-под передней части сиденья каждого пилота. Robinson R22 имеет "колеблющуюся" циклическую конструкцию, соединенную с центральной колонной, расположенной между двумя сиденьями. Вертолеты с дистанционной системой управления позволяют устанавливать контроллер циклического типа сбоку от кресла пилота.
Цикл 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 каждое лезвие будет иметь одинаковый угол падения, когда оно проходит одну и ту же точку в цикле, изменяя подъемную силу, создаваемую лезвием в этой точке, и заставляя каждое лезвие лететь вверх или вниз по порядку, когда оно проходит через та же точка. Если пилот толкает циклический двигатель вперед, диск ротора наклоняется 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 органы управления вносят изменение шага, и точкой, в которой происходит желаемое изменение полета лопасти несущего винта. Эта разница вызвана фазовой задержкой, которую часто путают с гироскопической прецессией. Ротор - это колебательная система, подчиняющаяся законам, регулирующим вибрацию, которые, в зависимости от системы ротора, могут напоминать поведение гироскопа.
Коллективная система управления в Cabri G2 (вид сверху) Рычаг управления общим шагом, или рычаг управления общим шагом, обычно расположен с левой стороны сиденья пилота. с регулируемым регулятором трения для предотвращения непреднамеренного движения. Коллектив изменяет угол наклона всех лопастей несущего винта коллективно (то есть все 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 самолете 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.
Педали с ограничением крутящего момента расположены в том же месте, что и педали руля направления в самолете, и служат той же цели - они управляют направлением, которое нос самолета указывает. Нажатие педали в заданном направлении изменяет шаг лопастей рулевого винта, увеличивая или уменьшая тягу рулевого винта и делая нос рысканием в направлении нажатой педали.
Роторы вертолетов предназначены для работы с определенной скоростью вращения. Дроссель регулирует мощность двигателя, который соединен с ротором трансмиссией. 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 мотоциклетного типа, установленную на коллективном управлении (вращение противоположно дроссельной заслонке мотоцикла), в то время как некоторые многомоторные вертолеты имеют рычаги мощности.
На многих вертолетах с поршневыми двигателями пилот управляет дроссельной заслонкой, чтобы поддерживать скорость ротора. Вертолеты с газотурбинным двигателем и некоторые вертолеты с поршневым двигателем 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 реверс.)
| Имя | Непосредственно управляет | Первичный эффект | Вторичный эффект | Используется в прямом полете | Используется в парящем полете |
|---|---|---|---|---|---|
| Циклический. (продольный) | Изменяет шаг лопастей несущего винта при движении вперед и назад | Наклоняет диск несущего винта вперед и назад с помощью наклонной шайбы | Опускает или поднимает носовую часть тангажа | Для регулировки скорости движения и управления покатым поворотом | Для перемещения вперед / назад |
| Циклический. (боковой) | Изменяет шаг лопастей несущего винта при перемещении влево и вправо | Наклоняет диск несущего винта влево и вправо через наклонную шайбу | Побуждает крен в направлении перемещения | Для создания движения в стороны | Для движения вбок |
| Коллективный | Коллективный угол атаки для главного ротора лопастей через наклонную шайбу | Увеличение / уменьшение угла наклона всех лопастей несущего винта в равной степени, заставляя самолет подниматься / опускаться | Увеличивать / уменьшать крутящий момент. Примечание: в некоторых вертолетах рычаг управления дроссельной заслонкой является частью общего джойстика. Скорость ротора остается постоянной на протяжении всего полета. | Для регулировки мощности с помощью настройки шага лопастей ротора | Для регулировки высоты скольжения / вертикальной скорости |
| Педали с ограничением крутящего момента | Общий шаг, подаваемый на хвостовой винт лопасти | Скорость рыскания | Увеличение / уменьшение крутящего момента и частоты вращения двигателя (меньше общей) | Для регулировки угла бокового скольжения | Для управления скоростью рыскания / заголовок |
Для вертолета существует три основных режима полета: парение, полет вперед полет и авторотация.
Некоторые пилоты считают зависание самым сложным аспектом полета на вертолете. 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 желаемом 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 заголовком. Взаимодействие этих элементов управления может затруднить обучение парению, поскольку часто регулировка одного элемента управления требует настройки двух других, что требует от пилота знакомства со связью управляющих входов, необходимых для обеспечения плавного полета.
В полете вперед органы управления вертолетом больше похожи на органы управления самолетом с неподвижным крылом. Перемещение циклического двигателя вперед снижает тангаж носа, таким образом 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 входных сигналов, циклический цикл вниз общий плюс задний (задний) 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 в индикаторе поворота и крена.
Для вертолетов с двумя горизонтально- Установленные роторы, изменение положения часто требует, чтобы каждый ротор вел себя обратным образом в ответ на стандартные управляющие сигналы от пилота. Роторы с соосными роторами (например, Камов Ка-50 ) имеют оба ротора, установленные на одной мачте, один над другим на концентрических приводных валах противоположного вращения - вращение в противоположных направлениях на общей оси - и изменение рыскания за счет увеличения общего шага ротора, вращающегося в направлении желаемого поворота, при одновременном уменьшении общего шага другого ротора, создавая асимметрию крутящего момента.
Летательный аппарат с тандемными винтами (например, Boeing CH-47 Chinook) также использует два винта, вращающихся в противоположных направлениях - это называется встречное вращение, когда оно происходит из двух разных точек на одном и том же корпусе - но иметь роторы на отдельных приводных валах через мачты в носу и хвосте. В этой конфигурации используется дифференциальный общий шаг для изменения общего тангажа самолета. Когда пилот перемещает циклический двигатель вперед, чтобы опустить нос и разогнаться вперед, вертолет в ответ уменьшает общий шаг на переднем винте и пропорционально увеличивает общий шаг заднего винта, поворачивая оба конца вокруг их общего центра масс.. Изменения рысканья производятся с помощью дифференциального циклического шага, при этом передний ротор изменяет циклический шаг в желаемом направлении, а противоположный шаг применяется к заднему, снова поворачивая аппарат вокруг своего центра.
И наоборот, синхроптер и винтокрылый аппарат с поперечным расположением ротора имеют два больших горизонтальных роторных узла, установленных бок о бок (например, Bell / Boeing V-22 tilt rotor ) на вертолетах используется дифференциальный общий шаг, чтобы влиять на крен самолета. Как и тандемные роторы, дифференциальный циклический шаг используется для управления движением вокруг оси рыскания.
