Сравнение соосной схемы и с рулевым винтом.

Вы используете Internet Explorer устаревшей и не поддерживаемой более версии. Чтобы не было проблем с отображением сайтов или форумов обновите его до версии 7.0 или более новой. Ещё лучше - поставьте браузер Opera или Mozilla Firefox.

Обсудить и задать вопросы можно в этой теме.

Сабж специально для Никиты.

Достоинства соосной схемы перед классической можно перечислять долго: Отсутствие потерь мощности на рулевой винт (10 . 12%); Более высокий КПД (на 15%) соосных несущих винтов на скоростях полета до 100 км/ч при равной мощности двигателя позволяют получить более высокую тягу (на 30%) несущей системы. Это увеличивает статический потолок на 1000 м и удваивает скорость вертикального набора высоты. Именно эти скорости и предельно малые высоты полета положены в основу тактики современных боевых вертолетов при атаке наземных целей из-за преград, укрытий и засад. Следовательно, боевой вертолет соосной схемы будет существенно превосходить конкурентов одновинтовой схемы с рулевым винтом, особенно в условиях горной местности при высоких температурах воздуха. Аэродинамическая симметрия и отсутствие перекрестных связей в каналах управления упрощают пилотирование, что особенно важно при полетах на малой высоте вблизи препятствий, за которые скрывается вертолет в бою. Такая машина имеет значительно больший диапазон углов скольжения, угловых скоростей и ускорений во всем диапазоне скоростей полета. Сравнительно небольшие моменты инерции, являющиеся следствием компактности вертолетов соосной схемы, обеспечивают эффективное управление. Благодаря небольшим размерам соосный вертолет имеет меньшую радиолокационную и визуальную заметность.

Недостатки тоже присутствуют: Конструктивная сложность, трудность установки надвтулочного оборудования.

Недостатки классической схемы: Исследования, проведенные армией США, показали, что рулевые винты являются причиной 10% инцидентов на вертолетах. Во время боевых действий во Вьетнаме армия США потеряла 256 вертолетов из-за выхода из строя рулевого винта при задевании за различные препятствия или поломке трансмиссионного вала. Кроме того, наличие рулевого винта повышает опасность для наземного персонала, уязвимость и массу конструкции, затрудняет обслуживание, уменьшает живучесть, осложняет продольную центровку и компоновку.

Но не производят на западе соосную схему не из-за недостатков. Не умеют толком сделать и использовать преимущества. Такие вещи редко получаются "сходу". Нужна целая серия умеренно успешных аппаратов и не один год исследований. Им дешевле те же проблемы решать в других схемах.

Недостатки схемы с рулевым винтом:

Рулевой винт является источником периодических возбуждений, передаваемых на конструкцию. Нагружение рулевого винта отличается существенной нестационарностью воздействия внешних сил, что обусловлено влиянием периодических пульсаций вихревой пелены от несущего винта. В настоящее время не существует расчетных методов, способных с достаточной долей точности рассчитать условия нагружения рулевого винта. Все это уменьшает срок службы рулевого винта и элементов его трансмиссии. При увеличении удельной нагрузки на несущий винт относительный размер рулевого винта увеличивается, что приводит к росту массы всей системы компенсации и хвостовой балки.

Рулевой винт подвержен повреждениям от ударов гравия и других предметов, поднимаемых с земли потоком несущего винта при взлете и посадке, или кусочков льда, отбрасываемых лопастями несущего винта при обледенении.

Рулевой винт большинства вертолетов работает на околосрывных режимах в условиях эксплуатации на предельных высотах с максимальной загрузкой. Предельная скорость установившегося разворота на висении определяется параметрами нагружения рулевого винта. Проведены исследования способов повышения его эффективности. Увеличение заполнения рулевого винта ведет к значительному росту нагрузки в системе управления. Рост окружной скорости приводит к существенному увеличению шума, создаваемому рулевым винтом. Применение несимметричных профилей хотя и повышает эффективность рулевого винта в небольшом диапазоне, однако ухудшает характеристики на режиме авторотации и усложняет конструкцию лопастей. Таким образом, рулевой винт обладает небольшим запасом по срыву на предельных режимах полета вертолета.

Существуют достаточно жесткие летные ограничения по угловой скорости разворота вертолета на висении, определяемой темпом отклонения педалей, а по существу - скоростью изменения шага рулевого винта, а также угловой скоростью рыскания. Они обусловлены неблагоприятным для динамической прочности и ресурса лопастей возрастанием нагружения рулевого винта. Развороты одновинтового вертолета на висении разрешается выполнять с угловой скоростью 10-20 градусов в секунду, причем большие цифры соответствуют вертолетам типа Ми-2. Для вертолета Ми-34 предельная скорость разворота составляет около 60 град/сек. Соответственно отклонения педалей в сторону разворота должны быть плавными, а при изменении направления вращения не следует допускать полного перемещения педалей быстрее, чем за 3 секунды.

На режиме обдувки справа или развороте влево для несущего винта левого вращения вертолет становится статически неустойчивым, так как потребный для равновесия шаг рулевого винта увеличивается, особенно для рулевого винта с движением нижней лопасти назад. При этом потребное значение угла установки лопастей рулевого винта может достигнуть предельных значений при большой боковой скорости. Такая особенность поведения рулевого винта обусловлена влиянием на рулевой винт вихревой пелены от несущего винта. При этом перемещения педалей путевого управления требуют увеличения угла установки рулевого винта, что является обратной реакцией по отношению к естественному уменьшению угла установки на этих режимах.

Влияние этого явления будет тем сильнее, чем больше нагрузка на несущий винт. Кроме того, подобная путевая неустойчивость проявляется в различной угловой скорости вертолета при развороте с постоянным положением педалей в зависимости от угла скольжения. В целом выполнение разворотов на висении в условиях ветра заметно усложняется по сравнению со штилем. Поэтому развороты в любую сторону на любой угол с предельно допустимой скоростью разрешены только при скорости приземного ветра не более 5 м/сек.

Недостатком вертолета с рулевым винтом является также существенная зависимость балансировочного положения педалей путевого управления от режимов полета, а значит и положений рычагов управления общим и циклическим шагом. На переходных режимах полета это требует постоянных компенсирующих перемещений органами управления, в частности, педалей рулевого винта, что утомляет пилота. Перекрестные связи в различных каналах управления существенно усложняют управление.