RU2782038C1 - Способ предупреждения самопроизвольного вращения вертолета - Google Patents
Способ предупреждения самопроизвольного вращения вертолета Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782038C1 RU2782038C1 RU2022107204A RU2022107204A RU2782038C1 RU 2782038 C1 RU2782038 C1 RU 2782038C1 RU 2022107204 A RU2022107204 A RU 2022107204A RU 2022107204 A RU2022107204 A RU 2022107204A RU 2782038 C1 RU2782038 C1 RU 2782038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- helicopter
- ratio
- value
- tail rotor
- receiver
- Prior art date
Links
- 230000002269 spontaneous Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 230000010006 flight Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу предупреждения самопроизвольного вращения вертолета. Для предупреждения самопроизвольного вращения вертолета в режимах «полет» на малых скоростях и «висение» проводят процедуру одновременного измерения скоростей двумя датчиками, измеряют первым приемником воздушной скорости с частотным выходом индуктивную скорость рулевого винта, измеряют вторым приемником воздушной скорости с частотным выходом скорость бокового ветра с разворотом рулевого винта, вычисляют величину отношения выходных частотных сигналов, сравнивают величину отношения с допустимой, подают сигнал пилоту об опасном режиме полета при превышении допустимой величины отношения. Обеспечивается повышение безопасности полета вертолета.
Description
Изобретение относится к области обеспечения безопасности полета авиационной техники, в частности к безопасности полетов гражданской авиации, и предлагается к использованию на вертолетах одновинтовой схемы.
По различным данным на одновинтовых вертолетах в государственной авиации, а также в авиакомпаниях и авиапредприятиях гражданской авиации произошло 235 авиационных происшествий (АП), 42 (18%) из них - по причине попадания вертолетов в самопроизвольное левое вращение.
Известны рекомендации для пилотов, попадающих в режим непроизвольного непреднамеренного левого вращения вертолета (Беличенко И.А. Самопроизвольный разворот // Вертолет.- 2000. - №1. - С. 24-25). Недостатком рекомендаций является необходимость предварительного обучения экипажа одновинтовых вертолетов, либо на тренажерах, либо в реальных полетах, что требует финансового обеспечения и дальнейшей практики летного дела. Кроме того, в настоящее время отсутствуют тренажеры вертолетов, которые могли бы качественно и количественно воспроизводить указанное явление.
Известен способ уменьшения вероятности возникновения непреднамеренного разворота влево одновинтового вертолета - это изменение направления вращения рулевого винта (Никифоров В.А. Методика выбора параметров рулевого винта одновинтового вертолета, соответствующих максимальному коэффициенту весовой отдачи. Вертолеты: Труды ОКБ МВЗ имени М.Л. Миля. Выпуск 3. М., Машиностроение-Полет, 2018, стр. 219-247). Ранее при прежнем направлении вращения (верхняя лопасть рулевого винта движется вперед) вращение рулевого винта, совпадало с направлением циркуляции вихрей от несущего винта при ветре спереди-справа, что приводило к снижению эффективности работы рулевого винта. При изменении направления вращения (верхняя лопасть рулевого винта движется назад) эффективности работы рулевого винта значительно возросла, что позволило улучшить путевую управляемость вертолета одновинтовой схемы на малых скоростях при полете влево и на висении с ветром спереди-справа (5-7 м/с). Недостатком известного предложения является отсутствие информации о направления и скорости бокового ветра, поэтому летчик, не имеющий опыта и знания о непреднамеренном вращении одновинтового вертолета влево, может не успеть предотвратить левое вращение (особенно, если оно возникает на малых высотах при взлетах и посадках) и вертолет может попасть в аварию.
Известен способ автоматического вывода из левого вращения (Dequin А-М, The Myth of Losing Tail Rotor effectiveness. 45th European Rotorcraft Forum, Warsaw, Poland, 17-20 September. 2019. Paper#17. p. 1-15), принятый за прототип. Использование закона управления по угловой скорости электродистанционной системы управления (ЭДСУ) автоматически определяет команду на скорость разворота и положение педалей, не связанное с шагом рулевого винта. Однако для обеспечения его полноценной работы необходима информация о воздушном потоке, который возникает в районе рулевого винта.
Техническим результатом является получение информации о воздушном потоке в области рулевого винта одновинтового вертолета для оповещения пилота об опасной ситуации, а также данных для работы автопилота или системы автоматического управления на вертолете.
Технический результат достигается тем, что по способу предупреждения самопроизвольного вращении вертолета, характеризующегося тем, что в режимах «полет» на малых скоростях и «висение» проводят процедуру одновременного измерения различных скоростей двумя датчиками, измеряют первым датчиком приемником воздушной скорости с частотным выходом индуктивную скорость рулевого винта, измеряют вторым датчиком приемником воздушной скорости с частотным выходом скорость бокового ветра с разворотом рулевого винта, вычисляют величину отношения выходных частотных сигналов, сравнивают величину отношения с допустимой, подают сигнал пилоту об опасном режиме полета при превышении допустимой величины отношения.
Предупреждение самопроизвольного вращении вертолета проводится по способу первым и вторым датчиками приемниками воздушной скорости с частотным выходом одновременно при работе на различных режимах «полет» и «висение», отличающимся между собой аэродинамическим полем скоростей. В режиме «полет» на малых скоростях совместно с боковым ветром значительное влияние на работу рулевого винта оказывает скос потока несущего винта вертолета, который отсутствует в режиме «висение». Кроме того, указанные режимы отличаются большей величиной индуктивной скорости рулевого винта в режиме «висение», позволяющей компенсировать повышенные значения скорости бокового ветра.
Режим «Полет». Например, в конце выполненного задания в полете вертолет переводят в режим горизонтального полета Vx со снижением по высоте. При скорости Vx≤Vx=10-20 м/с и маневре разворота измеряют совместно с боковым ветром окружную скорость Vz разворота рулевого винта относительно центра тяжести вертолета первым датчиком приемником воздушной скорости с частотным выходом расположенным на рулевой балке. Одновременно с измерением параметров первым датчиком измеряют индуктивную скорость рулевого винта вторым датчиком приемником воздушной скорости с частотным выходом, после этого вычисляют величину отношения полученных от первого и второго датчиков частотных сигналов и сравнивают вычисленную величину отношения с допустимой, подают сигнал пилоту об опасном режиме полета при отношении сигналов выше допустимого.
Первый датчик приемник воздушной скорости с частотным выходом расположен на рулевой балке. Ближе к рулевому винту, для повышения чувствительности измерения окружной скорости Vz разворота самой балки вместе с рулевым винтом относительно центра тяжести вертолета. Величина Vz окружной скорости разворота вместе с ветром считается опасной, когда Vz>5 м/с. При этом частота, вырабатываемая первым датчиком будет, например 
Гц (уточняется на стенде или в летных испытаниях).
Второй датчик приемник воздушной скорости, расположен на концевой части балки в пространстве диска рулевого винта на радиусе r=0,8 Rрв, где Rрв - радиус рулевого винта, для измерения индуктивной скорости средней по диску скоростей рулевого винта. Превышение величины частоты 
например 
Гц, вырабатываемой вторым датчиком считается опасной.
Далее вычисляют величину отношения полученных от первого и второго датчиков частотных сигналов и сравнивают вычисленную величину отношения с допустимой, номинально безопасной для режима «полет» величиной отношения частот по формуле 
содержащуюся в электронном модуле сравнения. После подтверждения результата сравнения величины отношения частот об опасности 
подают сигнал пилоту о приближении опасного режима неуправляемое самовращение.
Датчики приемники воздушной скорости, построены на основе струйного автогенератора. В работе измерения набегающий поток Vz проходит в проточный корпус с расположенным внутри трехкаскадным струйным автогенератором, на выходе которого формируются пневматические автоколебания давления воздушной среды. Далее, преобразованный пневмо-электропреобразователем в электрический частотный сигнал после сравнения в электронном модуле сравнения передается в кабину пилота сигналом опасности (звук и свет).
На режиме «висение» при боковом ветре измеряют суммарную величину скорости бокового ветра и скорости разворота первым датчиком приемником воздушной скорости (Vz~≥12 м/с) с частотным выходом 
(например, ≅120 Гц), одновременно совместно измеряют индуктивную скорость Vи1 рулевого винта вторым датчиком приемником воздушной скорости. Далее вычисляют величину отношения, полученных от первого и второго датчиков частотных сигналов и сравнивают вычисленную величину отношения с допустимой, номинально безопасной для режима «висение» величиной отношения частот по формуле 
содержащуюся в электронном модуле сравнения. После подтверждения результата сравнения величины отношения частот об опасности 
подают сигнал пилоту о приближении опасного режима неуправляемое самовращение.
Включение режимов «полет» и «висение» определяется штатным прибором скорости на вертолете.
Предложенным способом получения информации о воздушном потоке в области рулевого винта одновинтового вертолета достигается возможность экстренного оповещения пилота об опасной ситуации и предупреждения самопроизвольного вращении вертолета при адекватных действиях пилота. Также данные, полученные предложенным способом, необходимы для работы автопилота или системы автоматического управления на вертолете.
Claims (1)
- Способ предупреждения самопроизвольного вращения вертолета, характеризующийся тем, что в режимах «полет» на малых скоростях и «висение» проводят процедуру одновременного измерения различных скоростей двумя датчиками, измеряют первым датчиком-приемником воздушной скорости с частотным выходом индуктивную скорость рулевого винта, измеряют вторым датчиком-приемником воздушной скорости с частотным выходом скорость бокового ветра с разворотом рулевого винта, вычисляют величину отношения выходных частотных сигналов, сравнивают величину отношения с допустимой, подают сигнал пилоту об опасном режиме полета при превышении допустимой величины отношения.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2782038C1 true RU2782038C1 (ru) | 2022-10-21 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997046813A2 (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-11 | University Of Southampton | Active vibration control system |
| RU2245821C1 (ru) * | 2003-07-21 | 2005-02-10 | Открытое акционерное общество "Казанский вертолётный завод" | Система компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолёта |
| RU2439584C1 (ru) * | 2010-08-17 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" им. Г.А. Ильенко" | Бортовая система информационной поддержки экипажа вертолета |
| RU2495794C1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Способ оценки горизонтальных составляющих индуктивных скоростей на малых скоростях полёта одновинтового вертолёта |
| RU2587389C1 (ru) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра на стоянке, стартовых и взлетно-посадочных режимах вертолета |
| US11220997B2 (en) * | 2016-12-09 | 2022-01-11 | Vestas Wind Systems A/S | Adaptive noise control for wind turbine |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997046813A2 (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-11 | University Of Southampton | Active vibration control system |
| RU2245821C1 (ru) * | 2003-07-21 | 2005-02-10 | Открытое акционерное общество "Казанский вертолётный завод" | Система компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолёта |
| RU2439584C1 (ru) * | 2010-08-17 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" им. Г.А. Ильенко" | Бортовая система информационной поддержки экипажа вертолета |
| RU2495794C1 (ru) * | 2012-10-02 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Способ оценки горизонтальных составляющих индуктивных скоростей на малых скоростях полёта одновинтового вертолёта |
| RU2587389C1 (ru) * | 2014-12-10 | 2016-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Бортовая система измерения параметров вектора скорости ветра на стоянке, стартовых и взлетно-посадочных режимах вертолета |
| US11220997B2 (en) * | 2016-12-09 | 2022-01-11 | Vestas Wind Systems A/S | Adaptive noise control for wind turbine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10619698B2 (en) | Lift offset control of a rotary wing aircraft | |
| US10358232B2 (en) | Detecting that a rotorcraft is approaching a vortex domain, and signaling that detection | |
| EP2517080B1 (en) | Calculation and display of warning speed for thrust asymmetry control | |
| RU2019100549A (ru) | Способ интеллектуальной информационной поддержки экипажа вертолета по высотно-скоростным параметрам и параметрам воздушной среды, окружающей вертолет, и устройство для его осуществления | |
| US9815561B2 (en) | Device for regulating the speed of rotation of a rotorcraft rotor, a rotorcraft fitted with such a device, and an associated regulation method | |
| US3071335A (en) | Flight control system | |
| RU2782038C1 (ru) | Способ предупреждения самопроизвольного вращения вертолета | |
| Quigley | A Flight Investigation of the Performance, Handling Qualities, and Operational Characteristics of a Deflected Slipstream STOL Transport Airplane Having Four Interconnected Propellers | |
| RU2782807C1 (ru) | Система предупреждения летчика о возникновении непреднамеренного разворота влево одновинтового вертолета | |
| Stewart | Flight testing of helicopters | |
| RU214725U1 (ru) | Устройство предотвращения самопроизвольного вращения вертолета | |
| RU2818823C1 (ru) | Способ предотвращения попадания винтокрылого летательного аппарата в зону режима "вихревого кольца" на предпосадочных маневрах в режиме висения | |
| LYKKEN et al. | Direct Lift Control for Improved Automatic Landing and Performance of Transport Aircraft LOWELL | |
| Innis et al. | Flight tests under IFR with an STOL transport aircraft | |
| Stoop et al. | Stall shield devices, an innovative approach to stall prevention? | |
| Riley et al. | Piloted simulation study of an ils approach of a twin-pusher business/commuter turboprop aircraft configuration | |
| Loschke et al. | Flight Evaluations of the Effect of Advanced Control Systems and Displays on the Handling Qualities of a General Aviation Airplane | |
| KR20230163074A (ko) | 드론 비상부주 시스템 및 이의 제어방법 | |
| Champine et al. | Summary of a flight-test evaluation of the CL-84 tilt-wing V/STOL aircraft | |
| Gallant et al. | Flight tests under IFR with an STOL transport aircraft |