ГЗ 11

1.

Групове заняття № 11
Змістовий модуль 3.
Експлуатаційні обмеження вертольота Мі8МТ(В)
ТЕМА: Експлуатаційні обмеження вертольота
Мі-8МТ(В)
Мета: Дати чітку уяву про експлуатаційний діапазон
центрувань, обмежень польотної маси та маси вантажу, по силі
та напрямку вітру, по злітно-посадковим площадкам
1

2.

НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ
1. Експлуатаційний діапазон центрувань.
2. Обмеження польотної маси та маси
вантажу.
3. Обмеження по силі та напрямку вітру.
4. Обмеження по злітно-посадковим
площадкам.
2

3.

1. Експлуатаційний діапазон центрувань
Поздовжнє центрування вертольота (Xт) – це відстань, яка
вимірюється в міліметрах, від осі вала НГ до центра мас вертольота по
осі ОХ зв'язаної системи координат. У разі розташування центра мас
вертольота попереду осі валу НГ величина Xт > 0, і навпаки.
Y
Х
Ц.м.0
G
хт >
0
Вісь вала НГ
Рис. 1. До пояснення поняття поздовжнього центрування вертольота
3

4.

Положення ц. м. вертольота на осі ОХ (Xт), впливає на умови
балансування вертольота по поздовжніх моментах Мz = 0. Так, при
зсуві центра мас уперед для забезпечення Мz = 0 необхідне додаткове
відхилення Rн назад (додаткове відхилення тарілки автомата перекосу
назад шляхом узяття РЦК на себе). При цьому зменшується запас ходу
РЦК “на себе”.
При будь-якому режимі польоту центр мас вертольота повинний
лежати між лініями дії Rн при максимальних її відхиленнях уперед та
назад. При будь-якому режимі польоту запас ходу РЦК у
поздовжньому відношенні повинний бути не менше 15 % від
повного її ходу. Цей запас керування необхідний льотчику для
усунення наслідків дій зовнішніх збурень і наслідків своїх помилок
у техніці пілотування з метою забезпечення безпеки польотів.
Отже, гранично переднє положення ц. м. вертольота визначається
необхідністю забезпечення достатнього запасу ходу РЦК “на себе”.
Тобто, при гранично-передньому положенні ц. м. вертольота Xт = Xт гр.п
запас ходу РЦК “на себе” становить 15 % від повного ходу.
4

5.

А. Найменший запас ходу РЦК “на себе” у процесі льотної експлуатації
спостерігається на злітно-посадочних режимах при Xт > 0 і попутному вітрі.
Це пояснюється наступним. При висінні вертольота для забезпечення
Мz = 0 Rн і сила тяжіння вертольота мають проходити по одній вертикальній
лінії. Для забезпечення цієї умови при Xт > 0 потрібно відхилити Rн назад від
осі вала НГ шляхом узяття РЦК “на себе”.
Yн
≈
G
O
z max
Rн
O ≈
z
G
O O
O
н
≈
G
O
Горизонт
0
X
N пер
0
x т x т гран.пер 0
G
Рис. 2. Висіння вертольота при Xт > 0 у штильових умовах
5

6.

При висінні з попутним вітром крім того, на фюзеляжі з'являється
сила Хшк, що зсуває вертоліт уперед. Для того, щоб забезпечити висіння в цих
умовах, потрібно додаткове відхилення РЦК на себе, що зменшує запас її
ходу.
Б. При висінні вертольота, коли ц.м. знаходиться позаду осі вала НГ,
потрібно відхилити Rн уперед від осі вала НГ (РЦК “від себе”).
При висінні з зустрічним вітром потрібне додаткове відхилення РЦК
від себе для врівноваження сили Хшк.
При збільшенні швидкості польоту росте кабруючий момент від
стабілізатора і спостерігається завал конуса НГ назад по потоку. Це
призводить до розбалансування поздовжніх моментів. Для забезпечення
Мz = 0 потрібно збільшити пікіруючий момент від НГ шляхом додаткового
відхилення Rн уперед (РЦК додатково відхиляють уперед), запас ходу РЦК
“від себе” при цьому зменшується.
6

7.

Висновок:
Гранично-заднє
центрування
(ГЗЦ)
призначається
з
умови
забезпечення необхідного запасу ходу РЦК “від себе” при польоті на V = Vmax.
Гранично-переднє центрування
(ГПЦ) призначається
з
умови
забезпечення необхідного запасу ходу РЦК на себе при висінні з урахуванням
величини максимально допустимого попутного вітру.
Гранично-переднє центрування – 300 мм (МТ).
Гранично-заднє центрування – мінус 95 мм.
7

8.

8

9.

Мі-8МТВ
Рис. (КЛЕ Мі-8МТВ) 3.1.37 Зміна центрування вертольота залежно від витрати палива в польоті з:
1. зліт із максимальною злітною масою 13 т
2. (пунктир) зліт із максимальною злітною масою 11,1 т (ц.т. на осі НГ)
3. (суцільна) зліт із максимальною заправкою палива (вертоліт без вантажу)
9

10.

КЛЕ Мі-8МТВ
3.1.1. Розрахунок центрування вертольота
Правильне розміщення та закріплення вантажу у вертольоті необхідне для
забезпечення безпеки польотів. У всіх випадках центрування вертольота повинно
залишатися в допустимих межах. У вантажній кабіні розміщення вантажів має
здійснюватися відповідно до правил завантаження та центрування вертольота,
зазначених на правому борту кабіни. На схемі розміщення мас усіх вантажів,
розташованій у кабіні, між загальним центром мас зі стрілками, що відповідають
класам транспортованого вантажу, необхідно розташовувати вантажі у поперечному
напрямку. Якщо це виконати неможливо, вантаж слід розташовувати симетрично
відносно середини підлоги транспортної кабіни. Після завантаження вертольота
необхідно переконатися, що центрування знаходиться в допустимих межах і при
витраті палива в польоті не вийде за ці межі. Зміна положення центра мас
вертольота залежно від польотної маси та витрати палива в польоті наведено на
графіку (рис. 3.1.37). Розрахунок і контроль центрування здійснюється відповідно
до матеріалів, рекомендованих у керівництві із завантаження вертольота.
Відповідальність за прийом вантажу на борт, контроль за його
завантаженням та розміщенням з урахуванням допустимих налаштувань і
навантажень на підлогу вантажної кабіни несе бортмеханік.
10

11.

2. Обмеження польотної маси і маси вантажу
2.1. Обмеження польотної маси
Для вертольота Ми-8 при проектуванні була призначена
нормальна злітна маса m =11 100 кг. При цій злітній масі вертоліт Мі8МТ(В) може виконувати висіння поза зоною впливу повітряної
подушки в стандартних атмосферних умовах із запасом шляхового
керування (по ходу правої педалі), рівному 15 %. За цих умов на
злітному режимі роботи двигунів НГ розвиває тягу (дивись рис. 3, 4).
11

12. Рис. 3. Залежності максимальної тяги НГ від висоти висіння над площадкою при злітному (1) та номінальному (2) режимах роботи

Ми-8МТ
Tmax,
кгс
НЗПС = 0
tн = 15 °С
14 000
1
13 000
2
12 000
11 000
0
5
10
15
h, м
Рис. 3. Залежності максимальної тяги НГ від висоти висіння
над площадкою при злітному (1) та номінальному (2)
режимах роботи двигунів:
ПЗП вимкнено;
ПЗП увімкнено
12

13.

Для компенсації реактивного моменту, що збільшується, буде
потрібно додаткове переміщення вперед правої педалі (запас ходу якої
складав 15 %), при цьому можливий вихід правої педалі на упор
("нестача правої педалі"). Таким чином, вертоліт, довільно знижуючись,
почне обертатися по куту рискання вліво.
Максимальна злітна маса вертольота Ми-8 обмежена
величиною m = 13 000 кг із розрахунку забезпечення можливості
виконання висіння в зоні впливу повітряної подушки на висоті 3 м
над площадкою при злітному режимі роботи двигунів у
стандартних атмосферних умовах із забезпеченням 15 % запасу
шляхового керування по правій педалі.
У процесі льотної експлуатації при ухваленні рішення на зліт чи
посадку
допустиме
значення
злітної
(посадкової)
маси
визначається по номограмах, наведених в Інструкції екіпажу. Ці
номограми враховують вплив температури повітря, перевищення
площадки над рівнем моря і швидкості вітру на припустиме значення
злітної (посадкової) маси.
13

14.

14

15.

15

16.

16

17.

17

18.

18

19.

Мі-8МТВ
Рис. 3.1.1. Номограма для визначення максимально допустимої маси вертольота під час
вертикального зльоту та посадки без використання впливу "повітряної подушки" (злітний
режим роботи двигунів; ПЗУ встановлено, вимкнено). При ввімкненні ежектора ПЗУ на
висотах 0...3 км злітна маса повинна бути зменшена на 200 кг; при ввімкненні ПОС
двигунів, НВ та РВ — на 1000 кг.
19

20.

Мі-8МТВ
Рис. 3.1.2. Номограма для визначення приросту маси вертольота залежно від швидкості та
напрямку вітру під час зльоту і посадки без використання впливу повітряної подушки.
20

21.

Мі-8МТВ
Рис. 3.1.3. Номограма для визначення максимально допустимої маси вертольота під час
вертикального зльоту та посадки з використанням впливу "повітряної подушки" (злітний режим
роботи двигунів; ПЗП встановлено, вимкнено). При ввімкненні ежектора ПЗП на висотах 0...3 км
злітна маса повинна бути зменшена на 200 кг; при ввімкненні ПОС двигунів, НГ та РГ — на 1000 кг.
21

22.

Мі-8МТВ
Рис. 3.1.4. Номограма для визначення приросту маси вертольота Δm залежно від
швидкості та напрямку вітру під час зльоту і посадки з використанням повітряної подушки.
22

23.

2.2. Обмеження маси вантажу
Для вертольота Ми-8МТ існують обмеження по масах вантажів,
що перевозяться у вантажній кабіні, на зовнішній підвісці та на
бортовій лебідці.
У вантажній кабіні допускається перевезення вантажів масою до
3 000 кг (до 4 000 кг при зменшенні запасу палива) або 24 людини,
загальною масою не більш 2 400 кг. Це обмеження вводиться по
наявній потужності двигунів і по міцності підлоги вантажної кабіни.
На зовнішній підвісці допускається вантаж масою до 3 000 кг на
тросовій підвісці або до 2 500 кг на шарнірно-маятниковій підвісці. Це
обмеження обумовлене міцністю елементів зовнішньої підвіски і вузлів
її кріплення до фюзеляжу вертольота.
23

24.

Мі-8МТВ
Керівництво з льотної експлуатації Ми-8МТ
2.5. 2.5.1. Обмеження допустимих центрувань
2.5.1.1. Граничне переднє центрування:
a) для польотної маси 12 500 кг і менше ........ плюс 300 мм (попереду осі несучого
гвинта)
b) при польотній масі 13 000 кг ........ плюс 257 мм 2.5.1.2. Граничне заднє центрування:
a) для польотної маси 12 570 кг і менше ........ мінус 95 мм (позаду осі несучого гвинта)
b) при польотній масі 13 000 кг ........ плюс 20 мм 2.5.1.3. При проміжних значеннях
польотних мас від 12 500 до 13 000 кг допустимі центрування змінюються відповідно
до графіка (рис. 3.17).
2.5.2. Обмеження по масі вертольота 2.5.2.1.
Максимальна злітна маса ........ 13 000 кг
2.5.2.2. Нормальна злітна маса ........ 11 100 кг
2.5.2.3. Максимальна злітна маса при польотах із вантажем на зовнішній підвісці
(включаючи масу вантажу на підвісці) ........ 13 000 кг
2.5.2.3. Максимальна маса вантажу, що перевозиться всередині фюзеляжу (при повній
заправці основних паливних баків) .......... 4000 кг.
2.5.2.4. Максимальна маса вантажу, що перевозиться на зовнішній підвісці (залежно від
типу зовнішньої підвіски, встановленої на вертольоті) .......... 3000 (5000) кг.
Примітка. Допустимі навантаження на підлогу фюзеляжу та графіки центрування
викладені у Керівництві із завантаження та центрування вертольота.
24

25.

3. Обмеження по силі і напрямку вітру
При експлуатації вертольотів на землі (запуск і останов двигунів,
руління), висінні, при зльоті і посадці встановлюються обмеження
допустимих швидкостей вітру, що залежать від його напрямку.
Ці обмеження пояснюються тим, що вітер при малих (нульових і
близьких до нульових швидкостях польоту) впливає на аеродинамічні
сили і моменти несучого і рульового гвинтів. Цей вплив може бути як
позитивним, так і негативним.
Наприклад, зустрічний вітер підвищує ефект навкісного обтікання
НГ і РГ, що є позитивним. Але цей же вітер приводить до завалу конуса
НГ назад (і вправо), що потребує від льотчика додаткового відхилення
РЦК уперед (зменшується запас ходу РЦК від себе). Крім того,
невпорядкованість
поривів
зустрічного
вітру
приводить
до
неупорядкованого махового руху лопатей, що підвищує небезпеку удару
лопатей по хвостовій балці, особливо під час запуску й останову
двигунів (у цих випадках малі відцентрові сили лопатей). Тому для
вертольота
Ми-8МТ допустима швидкість зустрічного вітру при
зльоті (посадці) і запуску (останову) двигунів обмежена величиною
20 м/с.
25

26.

При правому бічному вітрі льотчик змушений додатково відхилити РЦК вправо
(проти вітру). Це може привести до зменшення кутів змаху лопатей НГ в азимутах 270…360°,
у зв'язку із зменшенням їх піднімальної сили, що приведе до зближення лопатей та хвостової
балки і до імовірності їх торкання.
Небезпека удару лопатей по хвостовій балці підвищується при зменшенні частоти
обертання НГ, тобто при запуску й останові двигунів.
Крім того може з’явитися складний розподіл потоків та вихорів на РГ, що збільшує
ймовірність розвитку стану вихрового кільця, особливо при розвороті в ліво.
Тому обмеження сили вітру справа при зльоті і посадці для вертольота Ми-8МТ
становить 10 м/с. Крім того, це обмеження обумовлене можливістю входу РГ у режим
“вихрового кільця” і втрати шляхової керованості.
При вітрі зліва вертоліт намагається розгорнутися вліво (стати носом проти вітру
в силу стійкості по куту ковзання). Це потребує від льотчика додаткового переміщення
вперед правої педалі (при висінні, зльоті і посадці в штиль права педаль переміщена
вперед). Це зменшує запас ходу правої педалі.
Крім того, вітер ліворуч зменшує тягу РГ при тих же кутах установки лопатей, тому
що кут його атаки при цьому негативний. Отже, для збереження величини Трв, потрібної для
компенсації реактивного моменту, необхідно ще додатково перемістити вперед праву
педаль.
Усі перераховані факти, при вітрі ліворуч, приводять до зменшення запасу ходу правої
педалі. При вітрі ліворуч можливий вихід правої педалі на упор ("нестача правої педалі"), що
приводить до мимовільного обертання вертольота під дією реактивного моменту (можливий
розворот вертольота вліво на 90° ).
У силу названих причин швидкість вітру зліва при зльоті і посадці не повинна
перевищувати 10 м/с по запасам шляхового керування (15 м/с – запуск).
26

27.

Попутний вітер при розкручуванні чи зупинці НГ збільшує
імовірність удару лопатей об хвостову балку.
Крім того, попутний вітер приводить до завалу конуса НГ
уперед. Для його компенсації потрібно додаткове відхилення РЦК на
себе. У процесі зльоту (посадки) при гранично передньому центруванні
вертольота запас ходу РЦК на себе мінімальний. Попутний вітер цей
запас зменшує.
Попутний вітер при запуску двигунів небажаний, тому що при
цьому вихлопні гази, потрапляючи на вхід двигуна, можуть привести до
його помпажу.
У силу названих причин сила попутного вітру для
вертольота
Ми-8МТ обмежується величиною 10 м/с (8 м/с при
запуску та зупинці двигунів).
Руління вертольота Ми-8МТ дозволяється при зустрічному
вітрі не більш 15 м/с. При швидкості вітру від 15 до 20 м/с замість
руління на старті і зі старту допускається буксирування вертольота.
27

28.

2.5.7. Максимальна швидкість вітру
Мі-8МТВ
2.5.7.2. Швидкість руління вдень і вночі не повинна перевищувати 30 км/год. При рулінні на засніжених
злітно-посадкових майданчиках швидкість руління не повинна перевищувати 10 км/год.
2.5.7.3. Руління вдень і вночі дозволяється виконувати при швидкості вітру не більше 15 м/с, за будь-якого
напрямку вітру відносно поздовжньої осі вертольота, а також при зустрічному вітрі до 25 м/с.
28

29.

Мі-8МТВ
Рис. 2.1.1. Максимальна швидкість вітру в залежності від його напрямку щодо
поздовжньої осі вертольота при висінні
29

30.

Мі-8МТВ
Рис. 2.1.2. Максимальна швидкість вітру залежно від його напрямку відносно поздовжньої осі вертольота
під час висіння та посадки.
Приклад: при напрямку вітру 340° справа відносно поздовжньої осі вертольота максимальна швидкість
вітру становить 15 м/с (точка Б).
30

31.

4. Обмеження по злітно-посадочним площадкам
Розміри робочих площадок для виконання зльотів і посадок
- по-вертолітному з зависанням поза зоною впливу "повітряної
подушки" мають бути не менше 50 × 50 м;
- по-вертолітному з зависанням на злітному режимі роботи двигунів у
зоні впливу “повітряної подушки” – не менше 50 × 150 м;
- по-літаковому – не менш 40 × 250 м.
Крім обмежень на розміри робочих площадок існують обмеження на
максимальні величини їхніх ухилів.
Максимальні величини ухилів площадки для виконання злетів і
посадок по-вертолітному без вимикання двигунів не повинні перевищувати:
– носом на ухил 7 ;
– лівим бортом на ухил 7°;
– правим бортом на ухил 2° 30';
– носом під ухил 5°.
При посадці по-вертолітному з вимиканням двигунів максимальні
величини ухилів не повинні перевищувати наступних значень:
– носом на ухил 3 ;
– лівим бортом на ухил 3°;
– правим бортом на ухил 2°30’;
– носом під ухил 3°.
31

32.

Обмеження по ухилах площадок обумовлені наступним:
1. При зависанні над площадкою з ухилом вертоліт має
тенденцію до скочування під ухил у результаті різного ефекту
повітряної подушки під несучим гвинтом. Це вимагає додаткового
відхилення РЦК на ухил.
2. При зльоті (посадці) вертольота носом на ухил з'являється
небезпека поломки передньої стійки шасі, а при зльоті носом під ухил –
хвостової балки і рульового гвинта.
3. При зльоті вертольота боком (правим, лівим) на ухил існує
небезпека його ковзання і перекидання. При розташуванні вертольота
лівим бортом на ухил тяга РГ перешкоджає ковзанню і перекиданню
вертольота.
Отже, зліт і посадку на площадку з ухилом доцільно
виконувати носом або лівим бортом на ухил.
Руління і розвороти на рулінні дозволяється
виконувати на площадках з кутом ухилу не більше 3°.
32

33.

33

34.

Мі-8МТВ
Примітка: 1. Розміри майданчиків, зазначені в таблиці, визначені за номограмами для мас (рис. 3.1.1. та
3.1.3)і наведені без урахування відмови двигуна при зльоті. 2. Поверхня майданчика для зльоту і
посадки з розбігом-пробігом (покриття та стан ґрунту) повинна забезпечувати безпеку вертольота при
зльоті та пробігу під час посадки.
5.8.3. Мінімальні розміри робочої площі посадкових майданчиків по-вертольотному — 10 x 10 м, для
34
зльотів і посадок з розбігом-пробігом — 110 x 20 м.

35.

КЛЕ Мі-8МТВ
2.5.8.5. Посадка та зліт по-вертольотному без вимкнення двигунів
дозволяється на майданчики з ухилом:
носом на ухил до 7°;
носом під ухил до 5°;
лівим бортом на ухил до 7°;
правим бортом на ухил до 3°.
Максимальні величини ухилів майданчика для виконання посадки повертольотному з вимкненням двигунів не повинні перевищувати 3°.
2.5.8.6. Робоча площа посадкових майданчиків повинна мати міцність
підстилаючої поверхні не менше 3 кг/см². При цьому висота нерівностей
робочої поверхні майданчика не повинна перевищувати 0,1 м.
2.5.8.7. Якщо неможливо (через рельєф місцевості) обладнати двосторонній
старт, допускається односторонній старт. При цьому відстань від торця
посадкового майданчика до перешкоди в напрямку старту повинна бути не
менше 20 м.
2.5.8.8. Для запобігання можливому удару лопатями НГ об хвостову балку
визначається: - відхилення ручки управління на себе від нейтрального
положення більш ніж на 1/2 ходу на всіх режимах польоту при поступальних
швидкостях понад 80 км/год; - відхилення ручки управління на себе більш ніж
на 1/2 ходу за нейтральне положення при загальному кроці НГ менше 3° — по
УШВ при посадці з пробігом та на рулінні.
35

36. ЗАКІНЧЕННЯ Не витримування обмежень, наведених в ІЕ (КЛЕ), дуже небезпечні при польотах на малих та гранично малих висотах,

оскільки скорочується час на прийняття
рішення при потраплянні в критичні
режими
польоту.
36

37.

Навчальна література
1. Інструкція екіпажу вертольота Ми-8МТ. C. 42…46
2. Вертоліт Мі-8МТВ - Керівництво з льотної експлуатації
3. Практична аеродинаміка вертольота Ми-8МТ. Ч. 1.
Аеродинамічне компонування, характеристики стійкості,
балансування та експлуатаційні обмеження вертольота /
А.Г. Зінченко, І.Б. Ковтонюк, В.М. Костенко та ін. – Х. :
ХУПС, 2013. – С. 68…75.
4. Аеродинаміка і динаміка польоту вертольота. Ч. 2. Динаміка
польоту вертольота / А.Г. Зінченко, І.Б. Ковтонюк,
В.М. Костенко та ін. – Х. : ХУПС, 2010. – С. 28…32.
37