RU2721028C1 - Способ посадки вертолёта в режиме авторотации - Google Patents
Способ посадки вертолёта в режиме авторотации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721028C1 RU2721028C1 RU2019107487A RU2019107487A RU2721028C1 RU 2721028 C1 RU2721028 C1 RU 2721028C1 RU 2019107487 A RU2019107487 A RU 2019107487A RU 2019107487 A RU2019107487 A RU 2019107487A RU 2721028 C1 RU2721028 C1 RU 2721028C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- landing
- helicopter
- rotor
- pitch
- speed
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 18
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Catching Or Destruction (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу уменьшения вертикальной скорости приземления вертолета при выполнении посадок с режима авторотации с выключенными (отказавшими) двигателями. Для уменьшения вертикальной скорости приземления используют кинетическую энергию движения вертолета и вращения несущего винта путем энергичного торможения поступательной скорости и увеличения общего шага перед приземлением, при переходе вертолета из режима авторотации к выполнению предпосадочного маневра увеличивают угол тангажа на 15-20° от балансировочного значения, общий шаг устанавливают на нижнем упоре, производят раскрутку несущего винта до значений оборотов 115-120%, устанавливают посадочный угол тангажа, выполняют «подрыв» (резкое увеличение общего шага) на высоте 1.5-2 м (от земли до шасси) с темпом 6-10 градус/с. Обеспечивается повышение безопасности посадки в режиме авторотации за счет увеличения эффективности и тяги несущего винта. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области авиации, в частности к вертолетной технике и может быть использовано для управления при посадке вертолета в режиме авторотации.
Известен способ увеличения запаса кинетической энергии несущего винта путем установки в концевой части лопасти дополнительного груза, который при незначительном увеличении веса лопасти позволяет получить увеличенный момент инерции несущего винта. Несущий винт с увеличенным моментом инерции обладает при одной и той же угловой скорости вращения большим запасом кинетической энергии по сравнению с исходным вариантом конструкции, который расходуется на погашение вертикальной скорости приземления с режима авторотации (Александров Г.А., Анимица В.А., Леонтьев В.А., Александрии Ю.С. «Исследование влияния величины массовой характеристики лопасти несущего винта на параметры посадки вертолета на режиме авторотации». Доклад на девятом форуме Российского вертолетного общества, 14-15.04. 2010).
Недостатками данного способа являются увеличение массы лопасти и неизбежная доработка конструкции несущего винта с выполнением всего цикла работ, необходимых для доказательства прочности и надежности доработанной конструкции (расчеты, стендовые и летные испытания).
Известен способ посадки вертолета в режиме авторотации с выключенными или отказавшими двигателями, состоящий в уменьшении вертикальной скорости приземления вертолета, для уменьшения которой используют кинетическую энергию движения вертолета и вращение несущего винта путем энергичного торможения поступательной скорости и увеличения общего шага перед приземлением (Вертолеты: Труды ОКБ МВЗ имени М.Л. Миля / Под ред. А.Г. Самусенко. М.: Машиностроение / Машиностроение - Полет, 2010, с. 111-113). Данный способ принят за прототип.
Недостатком известного способа является ограничение раскрутки несущего винта до значений не более nв=90-92% на режиме торможения за счет увеличения угла тангажа ϑ. Это связано с привязкой способа к конструктивным особенностям вертолета Ми-26 (тяжелый вертолет, обладающий несущим винтом с большим моментом инерции).
Для обеспечения требуемого уровня безопасности вертолета (одновинтовой схемы либо соосной схемы) и сохранения жизни членов экипажа и пассажиров при выполнении посадки в режиме авторотации требуется наличие достаточного запаса кинетической энергии вращения несущего винта в момент касания посадочной площадки для более длительного сохранения величины его тяги. Наличие достаточного запаса величины тяги несущего винта позволяет максимально снизить величину вертикальной скорости удара вертолета о посадочную площадку и дает возможность пилоту придать вертолету более горизонтальное положение перед касанием земли. При этом касание происходит всеми опорами шасси, что снижает ударные нагрузки на конструкцию при посадке.
Цель изобретения - уменьшение вертикальной и поступательной скоростей в момент касания шасси вертолета земной поверхности.
Поставленная цель достигается тем, что в способе посадки вертолета в режиме авторотации с выключенными или отказавшими двигателями, состоящей в уменьшении вертикальной скорости приземления вертолета, для уменьшения которой используют кинетическую энергию движения вертолета и вращение несущего винта путем энергичного торможения поступательной скорости и увеличения общего шага перед приземлением, при переходе вертолета из режима авторотации с установившимися значениями вертикальной и поступательной скоростей к выполнению предпосадочного маневра, увеличивают угол тангажа ϑ на 15-20° от балансировочного значения, общий шаг устанавливают на нижнем упоре, производят раскрутку несущего винта до значений оборотов 115-120%, на высоте 5-3 м устанавливают посадочный угол тангажа ϑ, при котором продольная ось вертолета параллельна земле, на высоте 2-1,5 м производят резкое увеличение общего шага с темпом 6-10 градус/с и производят посадку вертолета.
Сущность предлагаемого способа посадки вертолета в режиме авторотации заключается в увеличении запаса кинетической энергии вращения несущего винта, расходуемого на выполнение посадки за счет раскрутки несущего винта до значений оборотов nв=115-120%.
В сложившейся практике отечественного проектирования и эксплуатации вертолетов максимально допустимая скорость вращения несущего винта не превышает 103-107%) на режиме авторотации (Руководство по летной эксплуатации вертолета АНСАТ с гидромеханической системой управления, 338.0000.00 РЛЭ, 30.09.2011, с. 1-16), (Инструкция экипажу вертолета Ми-8МТ. Книга 1. Летная эксплуатация. М.: Ордена Трудового Красного Знамени Военное издательство Министерства обороны СССР, 1982, с. 44). Поддержание оборотов несущего винта 100% и более, при отсутствии подачи мощности, происходит благодаря наличию вертикальной составляющей скорости Vy, обеспечивающей поддув несущего винта снизу и его работу в режиме ветряка. Поэтому на режиме установившегося снижения, летчик легко регулирует значение оборотов несущего винта ручкой общего шага, т.е. кинетическая энергия движения вертолета преобразуется в кинетическую энергию несущего винта. При приближении к посадочной площадке предписывают следующую методику управления вертолетом для выполнения посадки в режиме авторотации (см., например, 338.0000.00 РЛЭ, 30.09.2011, с. 1-16):
- на высоте 35-30 м при скорости полета 90-70 км/ч увеличить угол тангажа ϑ до 20° и общий шаг на 2-3°;
- обороты несущего винта не должны превышать не выше установленных ограничений (103-107%);
- на высоте 5-3 м придать вертолету посадочное положение (продольная ось вертолета параллельна земле) и выполнить «подрыв» (энергичное увеличение общего шага). Предлагаемый авторами способ посадки вертолета позволяет улучшить посадочные характеристики в режиме авторотации, а именно: уменьшить абсолютную величину вертикальной скорости приземления Vy и поступательную скорость, для чего используются скрытые резервы конструкции несущего винта. Так, несущий винт вертолета АНСАТ прошел статические испытания, и элементы его конструкции выдержали без разрушения 140-150% расчетной нагрузки, откуда следует, что значение ограничений по оборотам несущего винта на режиме авторотации (103-107%)) можно существенно увеличить. Для вертолета АНСАТ, учитывая кратковременность процесса посадки (5-10 с), вполне допустимо поднять ограничение по оборотам несущего винта до значений 115-120%), что повысит кинетическую энергию несущего винта в 1,32-1,44 раза.
Для реализации этого предложения в описанную выше методику управления вертолетом при выполнении посадки в режиме авторотации следует внести следующие корректировки:
- на высоте 35-30 м при скорости полета 90-70 км/ч увеличить угол тангажа ϑ на 15-20° от балансировочного значения, общий шаг на нижнем упоре;
- произвести раскрутку несущего винта до 115-120%;
- на высоте 5-3 м установить посадочный угол тангажа ϑ, при котором продольная ось вертолета параллельна земле;
- на высоте 2-1,5 м произвести резкое увеличение общего шага с темпом 6-10 градус/с.
Пример осуществления способа
Подтверждением предлагаемого способа увеличения эффективности и тяги несущего винта, состоящем в уменьшении вертикальной и поступательной скоростей в момент посадки в режиме авторотации, служат результаты летных испытаний по выполнению посадок при отсутствии мощности (Отчет №АНС.01.338.0000.ЛИАР.01.-16, ч. 2, по результатам дополнительных сертификационных наземных и летных испытаний по определению летных данных и полетных характеристик вертолета АНСАТ).
Сравнение двух полетов выполнения посадок вертолета АНСАТ с режима авторотации.
Полет 1. Выполняется предпосадочный маневр, состоящий в увеличении угла тангажа ϑ для выполнения торможения вертолета перед посадкой, обороты несущего винта находятся в диапазоне nв=100-102% (Руководство по летной эксплуатации вертолета АНСАТ с гидромеханической системой управления, 338.0000.00 РЛЭ, 30.09.2011, с. 1-16). Перед посадкой (касанием земли) выполняется «подрыв» - резкое увеличение общего шага несущего винта, в результате чего приземление происходит с вертикальной скоростью Vy=-1.45 м/с (Фиг. 1 и 2).
Полет 2. Выполняется предпосадочный маневр, торможение вертолета происходит с увеличением угла тангажа ϑ, при котором летчик позволяет раскрутиться несущему винту до оборотов nв=110%, вследствие чего кинетическая энергия вращения несущего винта увеличивается на 20%. Это позволяет выполнить посадку с вертикальной скоростью Vy=-0,665 м/с, т.е. абсолютное значение вертикальной скорости |Vy| уменьшается на 0,785 м/с (Фиг. 3 и 4).
Эти результаты дают основания полагать, что предлагаемый способ повышения эффективности несущего винта за счет увеличения раскрутки до значений оборотов nв=115-120% позволит существенно уменьшить абсолютную величину вертикальной скорости приземления |Vy| в режиме авторотации, что повысит безопасность осуществления этого сложного маневра - посадка с режима авторотации.
Claims (1)
- Способ уменьшения вертикальной скорости приземления вертолета при выполнении посадок с режима авторотации с выключенными (отказавшими) двигателями, состоящий в использовании кинетической энергии движения вертолета и вращения несущего винта путем энергичного торможения поступательной скорости и увеличения общего шага перед приземлением, отличающийся тем, что при переходе вертолета из режима авторотации с установившимися значениями вертикальной и поступательной скоростей к выполнению предпосадочного маневра увеличивают угол тангажа ϑ на 15-20° от балансировочного значения, общий шаг устанавливают на нижнем упоре, производят раскрутку несущего винта до значений оборотов 115-120%, при этом установку посадочного угла тангажа ϑ перед «подрывом» общего шага несущего винта осуществляют на высоте 5-3 м, а сам «подрыв» выполняют на высоте 1.5-2 м (от земли до шасси) с темпом 6-10 градус/с.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019107487A RU2721028C1 (ru) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Способ посадки вертолёта в режиме авторотации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019107487A RU2721028C1 (ru) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Способ посадки вертолёта в режиме авторотации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2721028C1 true RU2721028C1 (ru) | 2020-05-15 |
Family
ID=70735510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019107487A RU2721028C1 (ru) | 2019-03-15 | 2019-03-15 | Способ посадки вертолёта в режиме авторотации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2721028C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112180980A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-05 | 中国直升机设计研究所 | 一种无人直升机自转着陆控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0539094A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-02-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 回転翼航空機の自動オートローテーシヨン着陸制御装置 |
| RU2377161C2 (ru) * | 2005-05-31 | 2009-12-27 | Сикорски Эркрафт Корпорейшн | Система привода несущих винтов и управления ими для высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата |
| JP5039094B2 (ja) * | 2008-06-17 | 2012-10-03 | ノースロップ グラマン ガイダンス アンド エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド | 置換可能アルカリビームセル |
| RU130951U1 (ru) * | 2013-03-05 | 2013-08-10 | Григорий Иванович Кузнецов | Винтокрылый летательный аппарат с авторотирующим несущим винтом и крылом |
| EP2631172B1 (en) * | 2012-02-24 | 2016-01-20 | Bell Helicopter Textron Inc. | System and method for automation of rotorcraft entry into autorotation and maintenance of stabilized autorotation |
| US20170369160A1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-12-28 | Sikorsky Aircraft Corporation | Automated autorotation and pilot aiding system |
-
2019
- 2019-03-15 RU RU2019107487A patent/RU2721028C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0539094A (ja) * | 1991-06-25 | 1993-02-19 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 回転翼航空機の自動オートローテーシヨン着陸制御装置 |
| RU2377161C2 (ru) * | 2005-05-31 | 2009-12-27 | Сикорски Эркрафт Корпорейшн | Система привода несущих винтов и управления ими для высокоскоростного винтокрылого летательного аппарата |
| JP5039094B2 (ja) * | 2008-06-17 | 2012-10-03 | ノースロップ グラマン ガイダンス アンド エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド | 置換可能アルカリビームセル |
| EP2631172B1 (en) * | 2012-02-24 | 2016-01-20 | Bell Helicopter Textron Inc. | System and method for automation of rotorcraft entry into autorotation and maintenance of stabilized autorotation |
| RU130951U1 (ru) * | 2013-03-05 | 2013-08-10 | Григорий Иванович Кузнецов | Винтокрылый летательный аппарат с авторотирующим несущим винтом и крылом |
| US20170369160A1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-12-28 | Sikorsky Aircraft Corporation | Automated autorotation and pilot aiding system |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112180980A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-05 | 中国直升机设计研究所 | 一种无人直升机自转着陆控制方法 |
| CN112180980B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-10-28 | 中国直升机设计研究所 | 一种无人直升机自转着陆控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Čečrdle | Whirl flutter of turboprop aircraft structures | |
| CN104176247A (zh) | 采用一台发动机直驱一个旋翼的四旋翼无人机 | |
| CN204660023U (zh) | 飞行器 | |
| Datta et al. | Experimental investigation and fundamental understanding of a slowed UH-60A rotor at high advance ratios | |
| RU2721028C1 (ru) | Способ посадки вертолёта в режиме авторотации | |
| CN204776020U (zh) | 具有主副多旋翼结构的无人飞行器 | |
| Martin et al. | Passive control of compressible dynamic stall | |
| CN104616563A (zh) | 一种具有持续性过载模拟能力的摇臂式飞行模拟器 | |
| Yuan et al. | Variable rotor speed strategy for coaxial compound helicopters with lift–offset rotors | |
| CN103754360A (zh) | 一种类飞碟式旋翼机 | |
| CN103646602B (zh) | 一种舰载机起降模拟训练平台 | |
| CN109305374A (zh) | 一种双机身飞机 | |
| Min et al. | Experimental study of a quadrotor cyclocopter | |
| CN110435938B (zh) | 一种火箭回收技术的低成本测试平台飞行器 | |
| CN203616935U (zh) | 一种舰载机起降模拟训练平台 | |
| Poisson-Quinton | Introduction to V/STOL aircraft concepts and categories | |
| CN206511120U (zh) | 三角翼同轴对转涵道飞行器 | |
| Atkinson et al. | Integration of the F-35 joint strike fighter with the UK queen Elizabeth class Aircraft Carrier | |
| Saito et al. | Study of the dynamic response of helicopters to a large airplane wake | |
| Sampatacos et al. | NOTAR-The viable alternative to a tail rotor | |
| Niemiec et al. | Control and performance analysis of a reconfigurable multi-copter | |
| Zhang et al. | Design of Ducted Fan Based on Optimal Circulation Distribution | |
| Flomenhoft | Aeroelasticity and dynamic loads-From 1903 to the supersonic era | |
| Wen et al. | The analysis and design of control system for unpowered skipping-glide air vehicle in near space | |
| RU2539621C1 (ru) | Способ уменьшения угла атаки несущего винта на предпосадочных маневрах одновинтового вертолета (варианты) |