Отличаются ли входы управления при авторотации?

Насколько я понимаю, во время авторотации с выключенным двигателем несущий винт все еще соединен с рулевым винтом, а органы управления полетом выполняют те же функции, что и во время полета с включенным двигателем. Два вопроса:

  1. Имеются ли на (тяжелых) вертолетах органы управления с усилителем? Если да, трудно ли с ними справиться в случае полного отключения электроэнергии?

  2. Чем вход при авторотации отличается от входа при том же положении под двигателем? Например, во время заданного планирования и приземления углы атаки лопастей несущего винта и ориентация автомата перекоса идентичны тем, когда несущие винты работают?

Ответы (3)

Да и да.

Сертификационным требованием к вертолетам с механическим управлением является наличие у них ручного реверса, чтобы можно было сохранить управление в случае сбоя питания. Тем не менее, органы управления могут быть очень тяжелыми без мощности, и произошли аварии, когда гидравлика отказала в критические моменты или пилоты взлетели с отключенной гидравликой и были застигнуты врасплох усилиями, необходимыми для сохранения управления.

Управляющие входы при авторотации те же. Для любого заданного планирования или подъема требуется одинаковая подъемная сила с приводом или без двигателя. Подъемная сила пропорциональна скорости лопастей, которая не зависит от наличия или отсутствия двигателя, и углу атаки.

Во время авторотации энергия (мощность), поступающая на роторы, получается из воздушного потока, проходящего через диск. В этом смысле авторотация по-прежнему питается, но мощность исходит от воздушного потока, а не от двигателя.

Во время авторотации, поскольку воздушный поток идет снизу, а не сверху, требуется меньший шаг для того же угла атаки, чтобы создать такую ​​же подъемную силу. Итак, на авторотации автомат перекоса ниже, но опускание коллектива все равно уменьшает подъемную силу, а поднятие увеличивает подъемную силу. Основное отличие состоит в том, что вместо управления подъемной силой и мощностью коллектив контролирует скорость несущего винта, поскольку увеличение шага увеличивает угол атаки, что увеличивает подъемную силу и, следовательно, увеличивает сопротивление, замедляя ротор. Снижение коллектива имеет противоположный эффект.

Циклическое управление одинаково во всех отношениях (вы наклоняете тягу несущего винта в нужном вам направлении), поскольку оно циклически увеличивает или уменьшает шаг и, следовательно, угол атаки. Перемещение шайбы вокруг осей X и Y не зависит от положения шайбы по оси Z.

Педали работают так же.

Таким образом, единственная разница в элементах управления - это вертикальное положение автомата перекоса.

Хотите иметь поступательное движение при авторотации?
@TomMcW Абсолютно, хотя большую часть пути можно использовать авторотацию с нулевой скоростью полета. Вам нужно, чтобы он был внизу, чтобы иметь возможность увеличить обороты ротора, чтобы вы могли использовать коллектив для создания подъемной силы и смягчения приземления. Вы переходите от преобразования высоты в об/мин ротора к преобразованию скорости в об/мин. Большинство авторотаций выполняются на максимальной скорости дальности, или на минимальной скорости снижения, или на какой-либо другой номинальной скорости, обычно около 60 узлов, поскольку именно здесь большинству вертолетов требуется наименьшая мощность.
«Сертификационное требование к вертолетам с механическим управлением заключается в том, что они должны иметь ручное реверсирование, чтобы управление можно было сохранить в случае сбоя питания». Это неверно. Есть много вертолетов только с гидравлическим, полностью необратимым управлением полетом: если вся гидравлическая мощность выходит из строя, вертолетом нельзя управлять.

Тяжелые вертолеты, как правило, имеют гидравлическое управление до такой степени, что больше нет физической связи между органами управления и лопастями (как у больших реактивных самолетов). Вы просто открываете и закрываете гидравлические клапаны так или иначе. Итак... никакой гидравлики, никакого управления. Гидравлические насосы обычно приводятся в действие главным редуктором, поэтому у вас всегда будет гидравлическое давление (основное и резервное), пока роторы вращаются со скоростью, превышающей минимальную скорость. Обычно вы упадете с неба до того, как скорость ротора упадет ниже этого порога.

Существует скорость вращения ротора, при которой, если она упадет ниже этой скорости, вы потеряете возможность восстановить ее и потеряете возможность автоматического вращения.

введите описание изображения здесь

Источник изображения

В тяжелых вертолетах, таких как CH-53E Super Stallion, автомат перекоса приводится в действие только гидравлически, ручного реверса нет, и если вся гидравлическая мощность отключена, вертолетом нельзя управлять. Вот почему существуют резервные гидравлические системы, приводимые в действие насосами, механически связанными с трансмиссией ротора: пока ротор вращается, насосы обеспечивают гидравлическую мощность. Потеря всей гидравлической мощности считается маловероятной.

Главные гидроцилиндры управления расположены на автомате перекоса и на рулевом винте, а трос к органам управления полетом имеет значительную длину, что создает некоторое трение и неточность. Также установлен механический смеситель, обеспечивающий связь коллектив-педали-цикл: при увеличении коллектива смеситель обеспечивает дополнительный ввод хвостового винта без необходимости двигать педалями пилоту. Без каких-либо дополнительных мер механический смеситель также создает перекрестную связь между органами управления полетом, что еще больше усложняет точность управления: это большой корабль!

Чтобы сделать усилия на рукояти простыми и легкими, на каждом органе управления полетом, сразу за кабиной, есть второй гидравлический привод: они необратимы, и система AFCS может независимо перемещать их и добавлять входы автопилота. По ощущениям характеристики следующие:

  • При включенной AFCS ощущаются только искусственные силы (включая дифферент) плюс трение короткого пути к системе AFCS. Если пилот перемещает элемент управления, микшер выполняет свою работу без обратного включения каких-либо других органов управления полетом.
  • При выключенной AFCS ощущается повышенное трение хода к первичным приводам автомата перекоса, а также обратная движущая сила от механического смесителя.

Во время авторотации связь между автоматом перекоса и органами управления полетом точно такая же, как и при полете с двигателем. Однако существует значительная разница в ощущениях и реакции самолета при включенной или выключенной AFCS. Оба состояния моделируются на авиасимуляторах, и пилоты имеют опыт управления кораблем в любом из этих условий.