Страница 15 из 31
На рис. 9 представлены результаты экспериментальных исследований режима «вихревого кольца» в аэродинамической трубе на соосных и одиночных винтах и в летном эксперименте на соосных вертолетах. Из полученных данных следует:
– верхние границы зон «вихревого кольца» для соосных и одиночного винтов практически совпадают (см. рис. 9). При этом правая и нижняя границы зоны, где признаки этого режима достаточно слабы, для соосных винтов несколько шире;
– верхняя граница зоны «вихревого кольца» существенно зависит от нагрузки на квадратный метр ометаемой площади несущего винта (рис. 10). При этом с увеличением нагрузки растет допустимое в летной эксплуатации значение вертикальной скорости снижения винтокрылой машины. На соосных вертолетах с нагрузкой более 40-50 кгс/м² допустимая вертикальная скорость снижения на малых скоростях планирования такая же, как у одновинтовых вертолетов (не менее 5 м/с);
– попадание соосного вертолета в режим «вихревого кольца» и вывод машины из него являются безопасными, как и у одновинтового вертолета. Для вывода винтокрылой машины любой схемы из режима «вихревого кольца» необходимо иметь определенный запас высоты.
В вопросах обеспечения безопасности полета решающее значение имеет человеческий фактор. Соосные вертолеты безопаснее одновинтовых, так как они более просты в управлении, имеют лучшие характеристики управляемости и маневренности и высокое аэродинамическое качество.
Соосный вертолет с меньшими по сравнению с одновинтовым вертолетом того же класса габаритами более безопасен при маневрировании вблизи препятствий и на малых высотах. Ввиду того, что габариты соосной машины определяются диаметрами несущих винтов, в процессе полета вблизи препятствий повреждение хвостового оперения соосного вертолета практически невозможно. Однако даже повреждение или потеря оперения, например, при грубой посадке, не оказывает существенного влияния на безопасное завершение полета, так как путевая управляемость обеспечивается соосными винтами. На одновинтовом вертолете при повреждении и потере рулевого винта создается ситуация, близкая к катастрофической.
Рис. 9. Характеристики режима «вихревого кольца» на соосных и одиночном винтах (эксперимент ЦАГИ)
Рис. 10. Границы режима «вихревого кольца» на соосных вертолетах
При сравнении безопасности полета соосных и одновинтовых вертолетов оппоненты часто обращают внимание на опасность соударения лопастей на соосных вертолетах. Необходимо отметить, что проблема сближения лопастей с элементами конструкции одинаково актуальна как для соосных, так и для одновинтовых вертолетов и решается известными методами. Необходимо отметить, что на одновинтовых летательных аппаратах также зафиксированы случаи соударения лопастей несущего винта с хвостовой балкой, кабиной экипажа, а также рулевого винта с концевой балкой.
Несущие винты соосных вертолетов конструируются с учетом обеспечения требуемой безопасности полета. Кроме того, в процессе проектирования вертолета предусматриваются конструктивные запасы между лопастями нижнего винта и элементами конструкции вертолета. Расстояние между лопастями верхнего и нижнего винтов и между лопастями нижнего винта и элементами конструкции вертолета скрупулезно и с высокой точностью измеряется в процессе летных испытаний во всем диапазоне эксплуатационных режимов полета, в том числе и при выполнении всех маневров. Эти измерения проводятся с помощью специальной аппаратуры. На основе измерений и обобщения результатов испытаний соосных вертолетов на всех эксплуатационных режимах, в том числе и при выполнении фигур высшего пилотажа, выработаны конструктивные меры по предотвращению опасного сближения лопастей верхнего и нижнего винтов, а также лопастей нижнего винта с элементами конструкции планера.
Эдуард ПЕТРОСЯН, заместитель главного конструктора
Всртолеты военного назначения
Ка-52 «Аллигатор»
На протяжении последних 50 лет происходило непрерывное расширение областей применения вертолетов военного назначения, объемов решаемых ими задач. Из хрупкой конструкции с невысокими летными данными вертолеты за прошедшие годы превратились в эффективные вертолетные комплексы (ВК), успешно выполняющие ударные, транспортно-десантные, разведывательные и специальные задачи. Это было достигнуто, прежде всего, за счет широкого новаторского применения нашими инженерами и конструкторами достижений научно-технического прогресса в области материалов, аэродинамики, прочности, конструкций вертолетов, двигателей, бортового радиоэлектронного оборудования различного назначения, вооружения и средств защиты. Оценивая достигнутые за прошедшие десятилетия успехи военной вертолетной авиации России, следует отметить большой вклад в ее развитие и совершенствование Николая Ильича Камова и возглавляемого им многие годы коллектива ОКБ.
Высокий уровень основных боевых свойств (мощности, мобильности, выживаемости), летно-технических характеристик, характеристик средств поражения, оборудования, безусловно, явился причиной существенного повышения роли и места ВК в вооруженной борьбе. Вертолетные комплексы заняли должное место в Вооруженных Силах РФ и успешно выполняют самые разнохарактерные задачи, как на суше, так и на море. Свидетельством высокой значимости современных ВК является их постоянно расширяющийся типаж, охватывающий все новые области применения. И эту тенденцию на современном этапе следует оценивать как закономерность развития вооружения и военной техники в целом.
В 50-е годы прошлого столетия основные работы ОКБ Камова были ориентированы на разработку и создание вертолетов для морской авиации ВМФ. Это единственная фирма в мире, которая сумела отработать и довести до широкого практического применения соосную схему вертолетов, имеющую целый ряд преимуществ перед другими вертолетными схемами. Да, ОКБ пришлось столкнуться при этом с неизвестными науке явлениями, прежде всего касающимися несущей системы. Но они были изучены, исследованы, а проблемные вопросы успешно решены. Конечно, соосная схема имеет свои, наиболее предпочтительные области применения (где в полной мере проявляются ее потенциальные возможности), которые определяются назначением вертолета, его весовой категорией, условиями применения и т.д. Однако огромный научно-технический и производственно-технологический задел, имеющийся в настоящее время по этой схеме, дает основание полагать, что и в будущем она будет широко применяться и области ее использования будут расширяться.
Несмотря на то, что в 50-е годы ОКБ имело недостаточные конструкторские и инженерные ресурсы, Н.И. Камов принимает смелое решение на создание нового транспортно-десантного винтокрыла Ка-22, имеющего максимальную взлетную массу более 40 т. За основу была взята поперечная схема летательного аппарата с двумя несущими и двумя тянущими винтами. Впервые Ка-22 продемонстрировал свои летные качества на авиационном параде в Тушино в июле 1961 года.
Этот летательный аппарат опередил свое время, ему не суждено было выйти из стадии опытного производства и стать серийной машиной. Отсутствие необходимого научно-технического задела по винтокрылам (прежде всего в области конструирования) и некоторая неоправданная поспешность в реализации научных замыслов, «прохладная» позиция заказчика в отношении новаторских идей, безусловно, не позволили ОКБ Камова добиться крупных и заслуженных успехов в направлении создания скоростных винтокрылых аппаратов военного назначения.