Балансировка вертолета

Установившийся полет всякого летательного аппарата возможен при условии полной его балансировки, т. е. при равенстве нулю суммы всех сил и суммы всех моментов, действующих на летательный аппарат. В отличие от самолета балансировка вертолета имеет принципиальные особенности, определяемые в основном условиями работы и свойствами несущего винта, а также аэродинамической асимметрией вертолета одновинтовой схемы.

Характерные особенности балансировки:

1. У самолета угол тангажа в значительной степени зависит от угла наклона траектории полета. У вертолета же угол тангажа изменяется при изменении угла наклона траектории столь незначительно, что при одной и той же скорости полета в наборе высоты, в горизонтальном полете и на планировании практически остается неизменным.

2. В отличие от самолета у вертолета с изменением скорости горизонтального полета положение ручки управления в поперечном отношении существенно изменяется. Вместе с этим от скорости прямолинейного полета зависит также и балансировочное положение педалей ножного управления.

Уяснить особенности балансировки вертолета можно, рассмотрев схему сил и моментов, действующих на вертолет в полете с поступательной скоростью (рис. 39).

Силы и моменты, действующие в установившемся
горизонтальном полете в плоскости симметрии
вертолета (продольная балансировка)

Силы:

G — сила тяжести;

Т — силатяги или составляющая полной аэродинамической силы несущего винта, направленная по оси втулки винта;

Н — составляющая силы R, действующая в плоскости вращения втулки несущего винта (продольная сила);

Х_вр — сила вредного лобового сопротивления (сила сопротивления фюзеляжа и других ненесущих частей конструкции, шасси, стабилизатора);

Н_р.в, S_р.в — продольная и боковая силы рулевого винта (эти силы практически очень малы и при анализе равновесия их обычно не учитывают);

Y_ст — подъемная сила стабилизатора.

Моменты:

М_реакт — реактивный момент рулевого винта;

М_прод — продольный момент несущего винта, имеющего разнос горизонтальных шарниров лопастей.

Силы и моменты, действующие в поперечной плоскости
(поперечная балансировка)

Силы:

G — сила тяжести;

Y — вертикальная составляющая силы R (проекция силы на вертикальную плоскость);

S — боковая сила несущего винта (составляющая силы R, возникающая вследствие наклона конуса вращения лопастей вбок);

Т_р.в — тяга рулевого винта;

Z_ф — боковая составляющая силы сопротивления фюзеляжа (например, при полете вертолета со скольжением).

Момент М_поп — поперечный момент несущего винта, возникающий вследствие разноса горизонтальных шарниров.

Силы и моменты, действующие в горизонтальной
плоскости (путевая балансировка)

Rx — горизонтальная составляющая силы тяги;

Х_вр — сила вредного сопротивления;

S — боковая составляющая силы тяги несущего винта;

Т_р.в — тяга рулевого винта;

Z_ф — боковая составляющая силы сопротивления фюзеляжа;

Н_р.в — продольная сила рулевого винта.

Моменты:

М_реакт - реактивный момент несущего винта;

М_р.в = Т_р.вl_р.в — момент тяги рулевого винта.

Показанные на рис. 39 силы, кроме силы тяжести G, дают относительно центра тяжести вертолета моменты, которые также надо учитывать при рассмотрении его балансировки.