Наилучшие по безопасности условия покидания летательного аппарата будут у летчика-оператора, а наихудшие – у бортового техника. Дальнейшие результаты анализа можно представить в виде таблицы, в которой указаны максимальные безопасные скорости, при которых возможно покидание вертолета Ми-24 (табл. I). На больших скоростях, превышающих указанные в таблице, покидать вертолет небезопасно.
При наличии крена в сторону, обратную прыжку, опасные точки существенно поднимаются относительно точки покидания вертолета парашютистом. Так, при левом крене 5° на вертолете Ми-24 опасные точки поднимаются относительно точки покидания вертолета командиром экипажа на 0,24 м, а при крене 10° – на 0,49 м. Таким образом, крен в сторону, обратную прыжку, существенно повышает безопасность покидания вертолета.
Рнс.1. Теоретические и экспериментальные траектории движения парашютиста в нормальной земной системе координат при отделении от вертолета Мн-8 на различных скоростях горизонтального полета
Рис. 2. Теоретические траектории движения парашютиста – командира экипажа в связанной с вертолетом Ми-24 системе координат при отделении на различных скоростях горизонтального полета
Рис. 3. Теоретические траектории движения парашютиста – командира экипажа в связанной с вертолетом Ми-24 системе координат при отделении на различных скоростях планирования на РСНВ
Рис. 4. Влияние высоты и скорости полета на РСНВ на траекторию движения парашютиста
Анализ изменения траекторий движения парашютиста в зависимости от высоты полета показывает, что условия вынужденного покидания вертолета улучшаются с увеличением высоты (рис.4). Это обусловлено уменьшением плотности воздуха и, следовательно, силы лобового сопротивления парашютиста.
С целью обоснования достоверности выполненных приближенных расчетов и уточнения траектории движения парашютиста был проведен расчет на ЭВМ с использованием методов нелинейной нестационарной аэродинамики. Выяснено, что лобовое сопротивление по оси Oxf . рассчитанное с учетом и без учета влияния несущего винта (НВ) в непосредственной близости от вертолета, различается достаточно сильно. По мере удаления парашютиста от вертолета (примерно через 1 с после покидания) эта разница становится незначительной. Эффект воздействия НВ сказывается в том, что по оси Охg парашютист медленнее тормозится встречным потоком. В непосредственной близости от вертолета (где находятся опасные точки) разница в перемещении составляет 15-20 см и, с точки зрения безопасности прыжка, она положительна. Лобовое сопротивление по оси Оуg без учета влияния НВ рассчитывается с незначительной ошибкой, которой можно пренебречь. Так, к примеру, через 2 с после покидания разница в расчетах перемещения по оси Оуg составляет всего 12 см, в то время как по оси Ох она достигает 2 м. в Подобранный в результате экспериментальных исследований коэффициент сg же учитывает влияние НВ вертолета на движение парашютиста. Это позволяет считать проведенные по приближенной методике расчеты достаточно достоверными.
Применяемый метод расчета безопасных скоростей вынужденного покидания кабины применим для любого вертолета и позволяет просчитать весь эксплуатационный диапазон скоростей полета, а также возможных маневров, на которых необходимо исследование безопасности покидания вертолета.
МАИ+Миль новый сверхлегкий
Согласно современной концепции авиации общего назначения (АН), достаточно большую часть вертолетного парка должны составлять сверхлегкие вертолеты с взлетным весом до 1000 кг. Такие машины, имея грузоподъемность от 100 до 300 кг, способны выполнять широкий круг задач, относящихся к сфере деятельности AОН Это могут быть вертолеты, выполненные по одновинтовой или соосной схеме, оснащенные поршневыми двигателями зарубежного или отечественного производства, работающие на авиационных или автомобильных сортах бензина.
Б.Л. Артамонов
канд. техн. наук, МАИ
В зависимости от числа посадочных мест (одноместные, двухместные и трехместные, включая пилота) сверхлегкие винтокрылые машины могут применяться для выполнения различных видов работ (см. табл. 1). По предварительным оценкам, потребность в такой технике по России составляет от 200 до 500 вертолетов.
Однако в настоящее время в данной весовой категории вертолеты отечественного производства полностью отсутствуют, поскольку авиационными заводами никогда не производились и в ОКБ реально не проектировались. Не существует также отечественных проектов, в полной мере подготовленных к производству, либо рабочего проекта, соответствующего установленным требованиям. Отсутствует также нормативная база для сертификации машин подобной грузоподъемности.
В этих условиях со стороны зарубежных вертолетостроительных фирм (США, Германия. Франция) и отечественных торговых компаний предпринимаются попытки поставить на российский рынок зарубежные легкие и сверхлегкие летательные аппараты, не сертифицированные по нашим стандартам и не приспособленные для работы в природно-климатических условиях России. Именно поэтому крайне важным является создание для АОН отечественных вертолетов, конкурентоспособных на внутреннем и внешнем рынках.
В 1994 г. на кафедре проектирования вертолетов Московского государственного авиационного института (МАИ) под руководством докт. техн. наук., академика РАН М.Н.Тищенко и при участии специалистов АО «Московский вертолетный завод им. M.Л.Миля» началась работа по проектированию первого отечественного двухместного вертолета, получившего обозначение Ми-60 МАИ (рис. 1). Вертолет предназначен для перевозки одного пассажира или эквивалентного груза как внутри кабины, так и на внешней подвеске при эксплуатации в климатических условиях России.
Проект выполняется на основе технического предложения, получившего положительное заключение расширенного научно-технического совета факультета авиационной техники МАИ с участием представителей ведущих научно-исследовательских и проектных организаций гражданской авиации и авиационной промышленности России. Новизна проекта заключается в создании современной конструкции с широким использованием композиционных материалов, применением новых технических решений в области несущей системы, трансмиссии и других агрегатов. Вертолет проектируется в соответствии с требованиями специальных норм летной годности, разработанных на основе НЛГВ-2 и FAR-27. Расчетный ресурс основных элементов конструкции составляет 2000 часов.
Вертолет Ми-60 МАИ выполнен по одновинтовой схеме с рулевым винтом (рис. 2). Основным элементом конструкции фюзеляжа является задний шпангоут кабины (20). К шпангоуту крепится хвостовая часть фюзеляжа, которая выполнена в форме «вилки». Две подкрепленные поперечными диафрагмами оболочки внутренними боковыми поверхностями примыкают к боковым поверхностям передней части хвостовой балки (10), образуя с ней единую конструкцию. Эти элементы конструкции выполняются из композиционного материала.
Две поперечные оболочки «вилки» выполняют функцию силовых балок, к ним крепятся главный редуктор (4) и задняя рессора (15) полозкового шасси (16). Передняя рессора (19) крепится к нижней части пояса силового шпангоута (20). Для создания замкнутой силовой конструкции от нижней части пояса шпангоута до оболочек «вилки» к месту крепления задней рессоры шасси и задних опор редуктора с обеих сторон фюзеляжа подходят два подкоса, образующие со шпангоутом и продольными балками-оболочками силовой треугольник. Такое компоновочное решение силовой схемы фюзеляжа позволяет устанавливать на вертолете либо один, либо два двигателя. Во всех случаях крепление двигателей (17) осуществляется но их верхнему поясу через упругие элементы к двум продольным балкам «вилки».