Что такое циклический шаг несущего винта
Что такое циклический шаг несущего винта
Колебательные движения лопастей относительно горизонтального шарнира приводят к появлению в плоскости вращения лопасти (горизонтальной плоскости) сил, стремящихся в зависимости от направления махового движения лопасти (вверх или вниз) ускорить или замедлить вращение лопасти, так называемых кориолисовых сил, которые совместно с переменными по азимуту силами сопротивления вызывают колебательные движения лопасти в горизонтальной плоскости относительно вертикального шарнира.
Наличие горизонтального и вертикального шарниров позволяет за счет махового и колебательного движения лопасти значительно уменьшить неравномерность силового воздействия лопасти на втулку при поступательном движении вертолета и уменьшить вибрации и тряску.
Изменение (в зависимости от азимутального положения лопасти) значений аэродинамических сил на лопастях несущего винта можно уменьшить и за счет изменения угла установки лопасти в зависимости от ее азимутального положения ( изменением циклического шага несущего винта ). В этом случае угол установки лопасти автоматически увеличивается (поворотом лопасти в осевом шарнире), когда результирующая скорость движения лопасти уменьшается; при увеличении результирующей скорости лопасти угол установки лопасти уменьшается.
Управляя циклическим шагом несущего винта таким образом, чтобы на лопасти, направленной в сторону желаемого горизонтального перемещения вертолета, уменьшался угол установки, а на лопасти, направленной в обратную сторону, угол установки лопасти увеличивался, мы соответственно изменим подъемные силы лопастей, и ось конуса винта (и, соответственно, сила тяги) отклонится в необходимом направлении.
ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОВИНТОВЫХ ВЕРТОЛЕТОВ
Ручка управления циклическим шагом имеет загрузочные пружины загрузки и центрирования 17 (см. рис. 2. 1), необходимые для создания заданного значения градиента усилий при ее отклонении и ее центрирования, что необходимо летчику для нормального пилотирования вертолета. Возникающие усилия на ручке управления при ее отклонениях можно «оттриммировать» (снять) при помощи электромагнитной муф — гы 16.
Для того чтобы на наиболее длительных режимах полета ручка управления была возможно ближе к нейтральному положению, как правило, приходится задавать предварительный наклон автомата перекоса при ее нейтральном положении (см. табл. 2. 3). С этой же целью в ряде случаев в кинематику управления вводится некоторая нелинейность (рис. 2.2).
Размещенный на главном редукторе несущего винта автомат перекоса передает движение с невращающихся элементов управления на вращающиеся лопасти. Конструктивная схема автомата перекоса показана на рис. 2. 3. о
Вал несущего винта проходит внутри направляющей 1 ползуна общего шага, жестко связанной с картером главногр редуктора. Ползун 2 общего шага может двигаться по направляющей вверх и вниз. На ползуне с помощью универсального шарнира с осями 3 и 4 установлено невращающееся кольцо 5. Это кольцо связано подшипником 6 с вращающимся кольцом 7. Кольцо 7 шлиц-шарниром соединено с валом несущего винта и через тяги S с поводками 9 осевых шарниров лопастей. При движении ползуна общего шага вверх и вниз лопасти будут соответственно увеличивать или уменьшать свой угол установки. К невращающемуся кольцу 5 подсоединены тяги продольного 10 и поперечного 12 управления, перемещая которые можно отклонять автомат перекоса относительно осей 3 и 4.
Циклический шаг
Смотреть что такое «Циклический шаг» в других словарях:
циклический шаг — циклический шаг компонент угла установки лопасти несущего винта, меняющийся в зависимости от её азимутального положения. Управление Ц. ш. осуществляется с помощью автомата перекоса. Ц. ш. используется для управления вертолётом по тангажу и … Энциклопедия «Авиация»
циклический шаг — циклический шаг компонент угла установки лопасти несущего винта, меняющийся в зависимости от её азимутального положения. Управление Ц. ш. осуществляется с помощью автомата перекоса. Ц. ш. используется для управления вертолётом по тангажу и … Энциклопедия «Авиация»
Циклический алгоритм — Цикл разновидность управляющей конструкции в высокоуровневых языках программирования, предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций. Также циклом может называться любая многократно исполняемая последовательность… … Википедия
вертолёт — летательный аппарат тяжелее воздуха, у которого подъёмная сила и тяга для горизонтального полёта создаются одним или двумя т. н. несущими винтами. Вертолёт может взлетать вертикально с места без разбега и садиться без пробежки, он может… … Энциклопедия техники
вертолёт — Рис. 1. Основные схемы вертолётов. вертолёт летательный аппарат, у которого подъёмная сила и пропульсивная сила для горизонтального полёта создаются одним или несколькими несущими винтами (НВ). В. может совершать вертикальные взлет и… … Энциклопедия «Авиация»
вертолёт — Рис. 1. Основные схемы вертолётов. вертолёт летательный аппарат, у которого подъёмная сила и пропульсивная сила для горизонтального полёта создаются одним или несколькими несущими винтами (НВ). В. может совершать вертикальные взлет и… … Энциклопедия «Авиация»
Автомат перекоса — на радиоуправляемой модели вертолёта: 1 невращающаяся внешняя тарелка (синяя); 2 вращающаяся внутренняя тарелка (металл); 3 шаровая опора; 4 шаровой подшипник тяги управления тангажом тарелки; 5 шаровой подшипник… … Википедия
Dornier Do 32 — Do 32 Тип экспериментальный вертолёт Разработчик Dornier Первый полёт … Википедия
Несущий винт вертолёта — воздушный винт, предназначенный для создания аэродинамических сил, необходимых для осуществления полёта, а также для управления вертолётом. По характеру обеспечения вращательного движения различают Н. в. с механическим приводом и с реактивным… … Энциклопедия техники
Объединенное управление общим шагом несущего винта и двигателями
Управление общим шагом НВ и двигателями на вертолете осуществляется рычагом общего шага 1, который кинематически связан с ползуном АП при помощи рычага 10 и одновременно с рычагами 8 топливного агрегата, расположенными на двигателях.
Рычаг общего шага с системой фиксации в любом положении располагается слева от сидения летчика. Для фиксации рычага служат фрикционные устройства с ручным или гидравлическим управлением.
Изменение общего шага связано с управлением мощностью двигателей вертолета либо посредством механической кинематической связи, либо автоматически через стабилизатор частоты вращения. В обоих случаях обеспечивается поддержание заданной частоты вращения НВ при изменении общего шага, т.к. одновременно соответственно изменяется мощность двигателя. В случае механической связи шага с газом ручка шага имеет специальную поворотную рукоятку коррекции, соединенную с дросселем (рычагом подачи топлива) двигателя. При помощи этой рукоятки летчик может корректировать частоту вращения НВ в допустимых пределах независимо от его шага.
Автоматическое регулирование частоты вращения НВ при изменении его общего шага, угла атаки и скорости полета вертолета осуществляется обычно путем изменения подачи топлива в двигатели. Автономная система регулирования силовой установки может быть расположена непосредственно в двигателе. Она обеспечивает как изменение его мощности вручную в диапазоне от малого газа
до взлетного режима, так и автоматическое поддержание заданной частоты вращения НВ постоянной. Данная система регулирования двигателей может работать и без ручного управления «шаг-газ», т.е. рычаг общего шага может изменять только величину шага без изменения положения рычага подачи топлива, который должен быть переведен в положение «автомат». Перестраивая регулятор частоты вращения, можно менять ее диапазон ограничения, что необходимо для получения оптимальных режимов работы силовой установки в зависимости от высоты и скорости полета.
Возможна и другая система автоматического регулирования частоты вращения НВ, в которой используется стабилизатор — автоматический регулятор подачи топлива, включенный в систему ручного правления «шаг-газ» через раздвижную тягу. Летчик в любой момент может вмешаться в управление. Стабилизатор может быть выключен в случае какой-либо его неисправности. Раздвижная тяга, работающая от стабилизатора частоты вращения, автоматически становится в нейтральное положение, обеспечивая этим возможность нормального ручного управления.
Диапазон работы стабилизатора частоты вращения через раздвижную тягу может составлять до 40—50% полного хода рычага подачи топлива на двигателях. Включение стабилизатора частоты вращения в неполном диапазоне управления увеличивает безопасность при его отказе. В то же время наличие ручного управления дает возможность летчику при резких изменениях режима полета вмешаться в управление и увеличивать диапазон, необходимый стабилизатору. При отказе одного из двигателей автомат выводит работающий двигатель на увеличенную мощность вплоть до взлетной и выше — в зависимости от режима полета. При наличии стабилизатора частоты вращения рукояткой коррекции летчик не пользуется, но ее целесообразно сохранить для работы при отказе автоматики.
Для раздельного выключения двигателей в кабине летчиков имеются рукоятки управления кранами останова, располагаемые в удобном для управления месте.
Для аварийного выключения двигателей (в случае пожара) летчик дополнительно может прекратить подачу топлива в двигатели при помощи пожарных кранов.
Характер зависимости изменения угла установки стабилизатора от общего шага НВ.
Управление вертолетом.
Здравствуйте!
Взлет МИ-8 в зоне воздушной подушки.
Мы с Вами уже выяснили как, в принципе, управляется вертолет, и как работает автомат перекоса. А сегодня внесем некоторую ясность в вопрос о том, какую роль во всем этом играет пилот. Какие даны ему органы управления для решения вобщем-то непростой задачи, каковой является управление вертолетом
С самолетом все более-менее понятно. У него есть две самостоятельные системы: система управления самолетом (собственно управление рулями и элеронами) и система управления двигателем. И органы в кабине экипажа в количестве трех штук 🙂 : ручка управления самолетом (РУС), ручка управления двигателем (РУД), и педали для управления рулем направления. Как в этом плане обстоят дела у вертолета?…
Начнем с того, что определим более конкретно типы управления вертолетом.
Что такое « шаг-газ ». Дело в том, что угол установки лопастей несущего винта (общий шаг) и обороты двигателя связаны. Ведь если увеличить угол, то возрастет величина аэродинамических сил, действующих на лопасти. Увеличивается и подъемная сила, и сила сопротивления. Винт, как говорят, нагружается. Двигатель, находясь на определенном уровне мощности не может «обслужить» возросшую нагрузку и может начать терять обороты. Тяга винта, соответственно, может уменьшиться.
Чтобы этого не происходило, была придумана система шаг-газ, которая одновременно с увеличением угла установки лопастей подает команду в топливную автоматику на увеличение оборотов (то есть «увеличиваешь шаг – даешь газ» и наоборот), тем самым исключая падение мощности двигателя.
Теперь о том, что у нас в кабине. У пилота есть собственно две ручки управления вертолетом.
Первая – ручка управления циклическим шагом винта (или просто ручка управления вертолетом). Она самолетного типа, расположена перед креслом пилота, и с ее помощью осуществляется продольное и поперечное управление вертолетом. От нее через специальную систему тяг и качалок воздействие передается на тарелку автомата перекоса, которая, в свою очередь, определяет циклический угол установки лопастей.
Системы управления циклическим и общим шагом винта.
Кабина вертолета. Хорошо видны спаренные ручки управления и ручки шаг-газ.
Вторая – ручка управления общим шагом винта или, как ее еще называют « ручка шаг-газ ». Эта ручка обычно расположена слева от кресла пилота и перемещается вертикально вверх-вниз. С ее помощью осуществляется вертикальное управление путем одновременного воздействия на автомат перекоса и систему изменения оборотов двигателя. Обычно обороты двигателя меняются на первой трети перемещения ручки, далее уже меняется только общий шаг винта.
Отдельно от шага винта мощность двигателя может меняться только в небольших пределах для необходимой корректировки. Для этого на ручке шаг-газ существует специальный корректор ( обычно что-то типа поворотного кольца).
На схеме под номерами: 1 — ручка управления циклическим шагом; 2 — ручка шаг-газ; 3 — автомат перекоса; 4 — агрегат системы управления двигателем.
Система управления шагом рулевого винта.
Кабина вертолета. Хорошо видны ручка управления и правая педаль.
При использовании всех описанных органов управления вертолетом, этот аппарат превращается в маневренную машину с довольно широкими возможностями.
Чуть-чуть подробнее о режиме взлета. Существует два способа взлета. Первый – « по вертолетному ». В этом случае вертолет взлетает вертикально с кратковременным зависанием на высоте 1,5-2 метров (контрольное висение), после чего производится разгон с набором высоты. Второй – «по самолетному». При этом вертолет разгоняется на земле, набирает скорость отрыва и взлетает с последующим набором высоты и скорости.
Способ взлета выбирается в зависимости от состояния самого аппарата и от внешних условий. Определяющим в этом плане является запас мощности двигателя, что вполне понятно :-). Этот запас, в свою очередь, зависит от массы вертолета (точнее взлетной массы) и от таких параметров состояния атмосферы, влияющих на параметры работы двигателя и несущего винта, как местное давление воздуха, температура и влажность (влияющие на плотность воздуха).
Взлет по вертолетному.
Кроме того на выбор способа взлета влияет размер и состояние поверхности площадки, на которой находится вертолет, наличие каких-либо препятствий по курсу взлета и обязательно направление и сила ветра у земли.
Чем выше барометрическая высота места взлета (ниже давление), чем выше температура и влажность воздуха, а также чем ниже скорость встречного ветра, тем ниже запас мощности двигателя, и тем ниже должна быть взлетная масса вертолета.
Воздух, отбрасываемый несущим винтом вниз тормозится у земли и образует как бы поддерживающую аппарат подушку. Такое может происходить обычно на совсем малом расстоянии от земной поверхности. Считается, что для вертолета это явление можно принимать во внимание, если расстояние от земли до плоскости вращения винта равно радиусу винта (или меньше). В этом случае прирост подъемной силы составляет 10-15%.
Первый случай выбирается тогда, когда взлетная площадка имеет ограниченные размеры и окружена высокими препятствиями, а также если она имеет сильное запыление или покрыта свежевыпавшим снегом. Режим работы двигателя при таком взлете – максимальный то есть запаса по мощности нет.
Это самый напряженный режим взлета, а при отказе двигателя (одного из двигателей) безопасная посадка не гарантирована. Вертикальный подъем должен осуществляться до высоты обеспечения прохода над препятствиями с превышением не менее 5 метров.
Взлет вне зоны воздушной подушки с площадки, ограниченной препятствиями.
Разгон по наклонной траектории может быть использован на такой же площадке, но с высотой препятствий до 5 метров. Запас мощности при таком взлете должен обеспечивать одновременный разгон с набором высоты. Должна быть гарантирована безопасная посадка в случае отказа двигателя (одного из двигателей).
Взлет с разгоном в зоне воздушной подушки – самый распространенный способ взлета. Он обычно производится с аэродромов (вертодромов), имеющих открытые подходы. При этом двигатель работает обычно на номинальном режиме, то есть имеется запас мощности для необходимого, в случае чего :-), маневрирования. Вертолет после контрольного висения разгоняется вдоль земли с углом тангажа на пикирование в 10-15 º (иной раз и больше, и это очень эффектно :-)) и далее переходит в набор высоты. Этот взлет, кстати, – самое распространенное из того, что мы видим в кино.
Взлет по самолетному.
Вот так вкратце о возможностях взлета. О других рабочих (а также аварийных и специальных) режимах полета поговорим в следующих статьях и по пожеланиям трудящихся :-).
В конце статьи помещаю ролик, который уже есть в моей статье о турбовальном двигателе. Для сегодняшней статьи он подходит как нельзя лучше :-). Взлет с разгоном в зоне воздушной подушки. Правда не совсем типичный, а с применением еще одного элемента под названием шик, граничащий с воздушным хулиганством. Однако ведь до чего ж эффектно выглядит! :-). Летчик… Снимаю шляпу…
В довершении еще ролик « О том как летает вертолет». Последний, к сожалению, на английском языке. Но кое-какие полезные моменты с точки зрения управления в нем можно понять и так и они неплохо показаны. К сожалению более приемлемого материала в этот раз не нашел 🙁 …