Есть ли предпочтительное направление ветра для вертолета в режиме зависания?

В большинстве вертолетов направление ветра при зависании имеет значение для пилота, как и направление поворота при зависании.

Следующее относится к одновинтовому вертолету с рулевым винтом, установленным слева, и ротором, вращающимся против часовой стрелки. Противоположное относится к роторам, вращающимся по часовой стрелке, и установка хвостового винта слева, а не справа заняла бы больше страниц текста!

Парить без ветра.

Поскольку ротор вращается против часовой стрелки, реакция крутящего момента на фюзеляж стремится повернуть нос вправо. Хвостовой винт «толкает» хвост вправо, чтобы уравновесить этот крутящий момент. Изменяя угол атаки хвостового винта, мы можем изменить величину тяги хвостового винта и, следовательно, контролировать рыскание.

Хвостовой винт ничем не отличается от несущего винта, он просто работает по оси Y, а не по оси Z, и находится в состоянии вихревого кольца .

Вихрь от рулевого винта находится слева. Если вертолет отклоняется вправо, хвост перемещается влево, а хвостовой винт входит в собственный вихрь, вызывая уменьшение угла атаки и, следовательно, тяги. Если поворот слишком быстрый, это уменьшение может привести к потере эффективности рулевого винта.

Также при безветренном зависании вихрь от несущего винта направляется вниз.

Все нижеследующее относится к несущему винту, вращающемуся против часовой стрелки, и применимо ко всем одновинтовым вертолетам.

Парите носом против ветра, но не при достаточном ветре, чтобы создать эффективную поступательную подъемную силу .

Это состояние более или менее такое же, как и при зависании без ветра, и является самым простым (и, следовательно, предпочтительным) направлением зависания. Поворот самолета сопряжен с тем же риском, что и при висении без ветра, поскольку слишком быстрый поворот вправо может привести к потере эффективности рулевого винта .

Парите против ветра с достаточной скоростью ветра, чтобы создать поступательную подъемную силу (скажем, около 15 узлов).

Теперь все становится интереснее. При повороте влево вихрь от передней кромки несущего винта сдувается назад ветром поперек рулевого винта и вызывает уменьшение угла атаки лопастей рулевого винта, так как ветер от вихря сдувается на с правой стороны рулевого винта. Следовательно, требуется намного больше левой педали, поскольку вертолет разворачивается от 0 градусов (относительно ветра) до 270 градусов. При достижении и прохождении 270 градусов вихрь больше не мешает рулевому винту, а угол атаки при том же положении педали увеличивается. Если поддерживать одно и то же нажатие педали, скорость поворота будет быстро увеличиваться и, если ее не исправить, может привести к неконтролируемому вращению.

Если вы поворачиваете направо, происходит обратное. В первом квадранте поворота от 0 до 90 градусов требуется более правая педаль (меньше тяги), поскольку вихрь вдувается в поверхность хвостового винта, вызывая увеличение угла атаки и, следовательно, большую тягу. Когда нос проходит 90 градусов, угол атаки уменьшается, и необходимо добавить левую педаль, чтобы предотвратить внезапное ускорение при рыскании.

Вы должны увидеть, что требуемое количество педалей изменяется по мере продолжения поворота, и без постоянной регулировки устойчивый поворот не может поддерживаться, а при достаточном ветре пилот, который недостаточно быстро крутит педали, может потерять управление.

Теперь давайте возьмем оборот из уравнения и рассмотрим устойчивые зависания при ветре, который не «на носу».

Ветер с левой четверти, т.е. 270 - 0 градусов. Фактически это то же самое состояние, что и в первой четверти левого поворота при ветре спереди.

Это сложно. Ветер никогда не бывает постоянным. Он всегда слегка меняется и бурный. Поскольку вихрь основного винта дует на хвостовой винт, хвостовой винт работает в очень турбулентной и непредсказуемой среде. Для поддержания контроля необходимы быстрые и постоянные нажатия педали. Любое отклонение, не обнаруженное немедленно, может привести к потере контроля. Очень трудно зависать при ветре из левого квадранта, и поэтому его обычно избегают.

Ветер в основном левый (левый боковой ветер)

Поскольку ветер дует в лицо хвостового винта, угол его атаки уменьшается по мере увеличения воздушной скорости через винт. Это может привести к потере эффективности рулевого винта или даже к заклиниванию лопастей, поскольку угол атаки превышает критический угол.

Ветер сзади.

Основным эффектом здесь является тенденция фюзеляжа и вертикального стабилизатора «взводить» самолет от непогоды. Он, естественно, хочет повернуться лицом к ветру. Если рыскание начинается и не устраняется сразу же из-за вышеперечисленных эффектов, рыскание может быстро и внезапно увеличиться. Кроме того, ветер никогда не бывает постоянным и колеблется между проходами слева и справа от хвостового винта. Следовательно, зависание по ветру требует немедленной и постоянной коррекции рыскания.

Резюме

Парение против ветра очень предпочтительно и всегда выбирается, если операции не требуют чего-то другого. Парение по ветру справа является следующей «наиболее» предпочтительной позицией с встречным ветром слева и зависанием по ветру, которого следует избегать, если это возможно.

Все это говорит о том, что это стандартная часть обучения, чтобы научиться парить в этих условиях и поддерживать постоянную скорость поворота. Это требует большого опыта, и вы должны быть быстрыми и точными на педалях с постоянными корректировками.

Между прочим, ранними моделями UH-1 было особенно трудно управлять при определенных ветровых условиях, и на более поздних моделях хвостовой винт был перемещен справа налево для улучшения управляемости.

В легком вертолете с небольшим запасом хода, например R22, зависание при сильном порывистом ветре является интенсивной частью операций. Когда я учился это делать, у меня было несколько критических моментов, включая потерю контроля, которую я восстановил, только набрав мощность и ускорившись до полета вперед. Не очень хорошо на аэродроме с другими самолетами, так как мой «мозг в нерабочее время» сосредоточился только на восстановлении контроля. Мне стыдно признаться, что поиск по сторонам занял второе место, но я усвоил важный урок, и, оглядываясь назад, правильно было бы приземлиться и прекратить полет, поскольку ветер стал более порывистым.

Вертолет не различает ветер и полет. т.е. не имеет значения, летит ли вертолет в определенном направлении или ветер дует с этого направления. Как и при посадке, обзор является основной задачей пилота во время зависания (или сохранения позиции, например, во время спасения).

Тем не менее, лучше зависать против ветра, чем в других положениях, из соображений аэродинамики и стабильности.

• При ветре слева от фронта от ~285° до 315° (если несущий винт вращается сверху по часовой стрелке) вихрь от несущего винта может мешать хвостовому винту, снижая его эффективность. Это может привести к неуправляемому быстрому вращению, что может привести к потере управления, если его не исправить.

Источник: dynamicflight.com

• В случае попутного ветра вертикальное оперение вертолета (и фюзеляж) могут выровняться, пытаясь выровняться с ветром, что приведет к неуправляемому рысканию. Если не исправить это правильным нажатием педали, это может привести к потере контроля.

Источник: Mortonsanfordaviation.com

• При боковом ветре (слева для несущих винтов, вращающихся по часовой стрелке сверху) хвостовой винт может войти в состояние вихревого кольца, особенно на малых скоростях. Это требует постоянной регулировки педалей пилотом, чтобы предотвратить неустойчивое рыскание.

Источник: Mortonsanfordaviation.com

Это должно применяться как в случае нахождения в земле, так и вне ее. Обычно предпочтительнее ориентировать вертолет так, чтобы тяга, требуемая от хвостового винта, была минимизирована в случае бокового ветра, т. е. чтобы боковой ветер был справа, если несущий винт вращается по часовой стрелке сверху.

Наилучшая ситуация при зависании — это когда ветра мало или совсем нет. Не существует «предпочтительного» направления ветра относительно вертолета, если нет определенного места, которое вы хотите увидеть. Однако из-за своей конструкции вертолеты будут иметь тенденцию «флюгера» в направлении, откуда дует ветер, из-за соотношения CP-CG.

Я нашел этот документ FAA по обращению с вертолетами с немного большим количеством материала: https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/helicopter_flying_handbook/media/hfh_ch09.pdf