Вертолёт, 2007 № 04 - Журнал Вертолет - Страница 9

9

Метод определения оптимальных крейсерских режимов полета, позволяющий найти оптимальную частоту вращения несущего винта ?опт и оптимальную приборную скорость Vпр. опт при меняющихся массе вертолета m, высоте полета H, температуре воздуха t, скорости ветра U1 и его направлении ?в, прост. Для этого нужно использовать графики, показанные на рис. 1. В правой части рисунка — прямые, каждая из которых относится к определенной высоте: H = 0; 0,5; 1–6 км, слева — три семейства кривых ?опт, (qG)0, (Cv)опт, значения которых зависят от температуры наружного воздуха (от +40 до -40 °C).

Эксплуатационный диапазон частот вращения несущего винта для Ми-26 при использовании описываемого метода разрешен 88–91 % при положительных и 85–91 % при нулевой и отрицательных температурах наружного воздуха. Ограничение ?min при положительных температурах (88 % вместо 85 %) связано с возрастанием переменных нагрузок во втулке несущего винта с увеличением температуры и уменьшением ?. Кривые (qG)0 построены при разных частотах вращения несущего винта: верхние ветви — при ?min, средние — при ?опт(?min<= ?опт<= ?max), нижние — при ?max (из-за ограничений частот ?min и ?max также являются ?опт). Кривые при ?опт для разных значений температур совпадают, что подтверждает график на рис. 3: минимальный относительный километровый расход топлива одинаков при температуре наружного воздуха от -11 до +22 °C.

Опишем метод использования графиков в случае, когда задана высота полета и требуется определить ?опт и (Vпр)опт. Описание дадим на примере, когда m = 50 т, Н = 2,1 км, t=0, U = 60 км/ч. Из точки m = 50 т проводится вертикаль до высоты Н = 2,1 км, от получившейся точки проводится горизонталь. На горизонтали по кривым ?опт при t = 0 прочитывается ?опт = 86,5 % (шкала ?опт показана над кривыми). При малых m и Н график ?опт не показан: в этой области ?опт = ?min.

Определять километровый расход топлива при заданной высоте полета не требуется, так как в процессе испытаний вертолета Ми-26 в ВВС было принято решение определять количество топлива и загрузку вертолета без учета оптимизации, по действующим нормам, определенным РДП-26. Экономия топлива приведет к тому, что в баках вертолета после посадки топлива останется больше, чем предусматривалось.

Третье семейство кривых на рис. 1 определяет параметр (Cv)опт, характеризующий оптимальную крейсерскую скорость. Приборная (Vпр)опт и воздушная (V)опт скорости определяются по табл. 1 и 2: Vпр = ?(H,Cv) и V = f (t,Cv). В нашем примере на упомянутой горизонтали при t = 0°(Cv)опт = 3 (число на кривой, расположенной над получившейся точкой). Из таблиц следует: Vпр = 200 км/ч и V = 220 км/ч.

Скорость и направление ветра влияют на оптимальную скорость полета. При встречном ветре скорость нужно увеличивать, при попутном — уменьшать. Величину изменения скорости для вертолета Ми-26 можно принять равной ±U/3. Символом U обозначена путевая составляющая скорости ветра. Для ее определения служит табл. 3, по которой U и ее направление (попутное, встречное) находятся в зависимости от U1 и разности курсов ветра и полета. В примере при U1 = 60 км/ч и ?в — ? = 140°, так что из таблицы следует: ветер встречный, U = 48 км/ч (интерполяция между числами 54 и 37). В нашем примере Vпр = 200 + 48/3 = 216 км/ч.

Оптимальную высоту полета сложно определить аналитически, поэтому ее находят методом перебора: определяют минимальный земной относительный километровый расход топлива (qG) на нескольких высотах — и высота, на которой наименьший qG будет оптимальной. Сначала напомним, как вычисляется qG:

qG = (qG)KV/(V±U), где (qG)0 — относительный воздушный километровый расход топлива;

(qG)0 = 100 Q/Vm.

Коэффициент К учитывает увеличение расхода топлива при включении летчиком систем вертолета, влияющих на расход топлива, Q — часовой расход топлива. Число 100 введено в формулу, чтобы шкала qG состояла из целых чисел. Величины коэффициента К у вертолета Ми-26 равны: К = 1,045 при включении СКВ + ПЗУ + + ПОСдв, а при включении всех потребителей, то есть с ПОСпзу, К = 1,09. При выключенных потребителях К = 1. В приведенной формуле знак «+» означает попутный ветер.

t\Cv 0 1 2 3 4 5 40 210 220 230 240 250 260 20 200 210 220 230 240 250 0 195 205 215 220 230 240 — 20 185 195 205 210 220 230 — 40 180 190 195 205 215 220 ?в — ? Направление ветра Фактическая скорость ветра U1 Справа Слева 20 40 60 80 Путевая составляющая U 0 360 Попутный 20 40 60 80 30 330 17 34 49 64 60 300 9 17 22 26 90 270 Встречный 1 4 10 18 120 240 11 23 37 54 150 210 17 36 54 74 180 20 40 60 80