CC BY
175
2010
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Аэромеханика и прочность
№ 151
УДК 629.7.015
ОЦЕНКА БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТА ВЕРТОЛЕТА МИ-8АМТ ПРИ ОТКАЗЕ ОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА РЕЖИМЕ ВИСЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
В. М. НАТАЛЬИН
Статья представлена доктором технических наук, профессором Ципенко В.Г.
Рассматриваются параметры полета вертолета Ми-8АМТ в условиях отказа одного двигателя с грузом на внешней подвеске на режимах висения и вертикального маневрирования, полученные при проведении летных исследований, а также моделирование действий экипажа при непроизвольном попадании за пределы ограничений в случае отказа критического двигателя в полете.
Ключевые слова: безопасность полета, вертолет в режиме висения, груз на внешней подвеске, отказ одного двигателя, результаты летных испытаний.
В отечественных и зарубежных Нормах летной годности вертолетов в качестве одного из основных нормируемых случаев возникновения особой ситуации (ОС) в полете принят отказ одного двигателя, так как такой отказ является причиной значительной части авиационных происшествий, вызывая существенное ухудшение летных и взлетно-посадочных характеристик вертолетов (ВПХ).
К сожалению, данные условия в настоящее время не отражены в Руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ) отечественных вертолетов [1], что серьезно сужает их эксплуатационный диапазон и снижает эффективность проведения строительно-монтажных, аварийно-спасательных и медико-эвакуационных работ с их использованием.
В целях расширения эксплуатационного диапазона при применении вертолетов на строительномонтажных работах и повышения их конкурентоспособности на рынке авиационных работ в ОАО НПК "ПАНХ" были проведены экспериментальные исследования по оценке предельных технических возможностей вертолета Ми-8АМТ с грузом на внешней подвеске в случае отказа одного двигателя [2].
В процессе этих экспериментов были определены основные условия, при которых обеспечиваются требования к ВПХ и характеристикам полета с грузом на внешней подвеске.
С целью оценки управляемости вертолета на режимах вертикального маневрирования в полете имитировался отказ двигателя путем его дросселирования на высоте Ь = 140 м с последующим вертикальным снижением и промежуточной фиксацией режима висения на заданной Ь = 50 м.
Графики изменения параметров полета вертолета полетной массой т = 9780 кг и работы его силовой установки (СУ) при дросселировании одного двигателя на режиме висения и вертикального маневрирования представлены на рис. 1 - 3.
При имитации отказа двигателя на режиме вертикального снижения после дросселирования одного из двигателей до режима малого газа (МГ) и выхода другого на чрезвычайный режим (ЧР) ведущим двигателем обеспечивался необходимый запас мощности, который позволял экипажу выполнять управляемое снижение вертолета с Уу < 0,9 м/с 1,8 м/с, а при необходимости прекратить его и перейти на режим висения на заданной условием эксперимента высоте Ь = 50 м.
Критерием правильности текущих действий экипажа в этом полете являлся темп увеличения шага винта и мощности работающего двигателя, не допускающий, с одной стороны, возрастание вертикальной скорости снижения, а с другой, исключающий провал частоты вращения несущего винта (НВ), который мог вызвать "просадку" и дальнейшее резкое снижение вертолета.
На режимах вертикального маневрирования запас мощности работающего на ЧР двигателя оказался достаточным для обеспечения незначительного вертикального набора высоты с Уу < 0,15 м/с 0,71 м/с при значениях фош = 6,1° 7,3° и пНВ = 93,1 % 94,5 % с кратковременным падением оборотов НВ до
значений пНВ = 91,5 %.
Таким образом, выполнение вертикального маневрирования вертолета Ми-8АМТ (Ми-8МТВ) на Ь = 50 м при значениях т = 9780 кг с одним работающем на ЧР двигателем характеризуется приемлемым уровнем управляемости вертолета, отсутствием его разбалансировки на переходных режимах и соответствием параметров работы СУ требованиям эксплуатационно-технической документации.
Рис. 1. Параметры полета вертолета при вертикальном маневрировании с имитацией отказа (дросселированием) одного двигателя на режиме снижения
Рис. 2. Изменение вертикальной скорости снижения вертолета от геометрической высоты полета при вертикальном маневрировании с имитацией отказа (дросселированием) одного двигателя на режиме снижения
110.00
<105.00
О4
300.00
^95.00
690.00
* 85.00
и
И
0 80,00
о'
в
5’5.00
є
Й'0.00
X
* 65.00
»
с? 60.00
1
£ 55.00 50.00
0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 2:00 2:15 2:30 2:45 3:00 3:15 3:30 3:45 4:00 4:15 4:30 4:45
(. с
Рис. 3. Изменение параметров работы силовой установки вертолета при имитации отказа (дросселированием) одного двигателя на режиме вертикального снижения с фиксацией высоты висения 50 м и последующей посадкой на ВПП
Летные исследования параметров полета вертолета Ми-8АМТ при имитации отказа одного двигателя на режимах висения и вертикального маневрирования позволили сделать следующие выводы:
- возможность выполнения режима висения вертолета Ми-8АМТ вне зоны влияния эффекта "воздушной подушки" с полетной массой 9,8 т и одним работающим на ЧР двигателем обеспечивает реализацию основного условия безопасного завершения полета вертолета с грузом на ВП в случае отказа одного двигателя в горизонтальном полете (ГП), на режимах висения и вертикального маневрирования;
- методика выполнения полетов при имитации отказа одного двигателя в полете с грузом на ВП (при значениях т = 9700 кг 9800 кг) не требует от экипажа выдерживания режимов, выходящих за ограничения, определенные РЛЭ вертолета Ми-8 АМТ;
- эффективная мощность двигателя ТВ3-117ВМ, работающего на ЧР в условиях близких к МСА, при установленных ограничениях полетной массы вертолета Ми-8АМТ т = 9700 кг 9800 кг и отказе одного из его двигателей в полете с выключенной противообледенительной системой обеспечивает нормальную (достаточную) управляемость вертолета на режимах горизонтального полета, висения и вертикального маневрирования вне зоны влияния эффекта "воздушной подушки";
- частичная потеря располагаемой мощности СУ вертолета Ми-8АМТ, вызванная отказом одного двигателя в полете, при установленных ограничениях т = 9700 кг 9800 кг позволяет экипажу вертолета Ми-8АМТ продолжить ГП с грузом на ВП в диапазоне крейсерского и номинального режимов работы второго двигателя на УГП = 120 км/ч;
- время использования ЧР двигателя ТВ3-117ВМ на этапе торможения вертолета Ми-8 АМТ перед зависанием, режиме висения на Ь » 50 м в течение 10 с - 15 с и последующей посадкой вертолета с т = 9700 кг 9800 кг на одном работающем двигателе в аэродромных условиях не превышает 2,5 мин;
- при одном задросселированном и работающем на ЧР втором двигателе обеспечивается необходимый запас мощности и управления вертолетом с т = 9700 кг 9800 кг для выполнения режима вертикального снижения с Уу < 0,9 м/с 1,8 м/с с возможностью перехода на режим уверенного висения вертолета на Ь = 50 м;
- на режимах вертикального маневрирования запас мощности работающего на ЧР двигателя достаточен для обеспечения вертикального набора высоты с Уу < 0,15 м/с 0,71 м/с при значениях фош = 6,1°
7,3° и пНВ = 93,1 % 94,5 % с кратковременным падением оборотов НВ до значений пНВ = 91,5 %;
- полученные в исследованиях результаты дают возможность обеспечить безопасное расширение зоны ограничений на управление вертолетом Ми-8МТВ на режимах ГП, висения и вертикального маневрирования, а также оптимизировать действия экипажа при непроизвольном попадании за пределы этих ограничений в случае отказа критического двигателя в полете с грузом на ВП.
ЛИТЕРАТУРА
1. Козловский В.Б., Паршенцев С. А., Ефимов В.В. Вертолет с грузом на внешней подвеске. - М.: Машиностроение,
2008.
2. Акимов А.М., Берестов Л.М., Михеев Р. А. Лётные испытания вертолётов. - М.: Машиностроение, 1980.
ESTIMATION OF SAFETY OF FLIGHT OF HELICOPTER MI-8 - АМТ AT REFUSAL OF ONE ENGINE ON MODE HANG BY RESULTS OF FLIGHT TESTS
Natalin V.M.
Parameters of flight of helicopter Mi-8AmT in conditions of refusal of one engine with a cargo on an external suspension bracket on modes hang and the vertical maneuvering, received are considered at carrying out flight researches, and as modeling of actions of crew at involuntary hit for limits of restrictions in default the critical engine in flight.
Сведения об авторе
Натальин Владимир Михайлович, 1950 г.р., окончил Сасовское летное училище ГА (1971), ОЛА ГА (1988), кандидат технических наук, доцент, главный инспектор-летчик по безопасности полетов авиации ФТС России, автор более 30 научных работ, область научных интересов - летная эксплуатация воздушного транспорта, безопасность полетов летательных аппаратов.
