ГЗ 4

1.

Групове заняття № 4
Змістовий модуль 10
Експлуатаційні обмеження вертольота
Мі-8МСБ-В
ТЕМА: Експлуатаційні обмеження
вертольота Мі-8МСБ-В
Мета: Дати чітку уяву про експлуатаційний діапазон
центрувань, обмеження польотної маси та маси вантажу,
обмеження по силі та напрямку вітру, обмеження по злітнопосадковим 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. Відхилення
тарілки автомата перекосу шляхом РЦК зменшує запас ходу РЦК до її
максимального відхилення.
При будь-якому режимі польоту центр мас вертольота повинний
лежати між лініями дії Rн при максимальних її відхиленнях уперед та
назад. Крім того, при будь-якому режимі польоту запас ходу РЦК у
поздовжньому відношенні повинний бути не менше 15 % від повного її
ходу для наявності певних запасів керування. Таким чином для
забезпечення
Мz = 0,
Rн і сила тяжіння вертольота мають
проходити по одній вертикальній лінії - рис. 2.
Також при збільшені відстані центру мас від осі обертання НГ
збільшується змінна складова згинального моменту, що діє на вал НГ.
Найменший запас ходу РЦК “на себе” у процесі льотної експлуатації
спостерігається на злітно-посадочних режимах при Xт > 0 і попутному
вітрі, тому що на фюзеляжі з'являється сила Хшк, що зсуває вертоліт
уперед і для боротьби із зносом потрібно додатково відхилятити Rн
назад від осі вала НГ шляхом узяття РЦК “на себе”. Тому додатковим
негативним фактором є збільшення змінної складової згинального
моменту, що діє на вал НГ при великих відстанях центру мас від осі
обертання НГ.
4

5.

Отже, гранично переднє положення ц. м. вертольота визначається з
необхідністю забезпечення:
- 15 % запасу ходу РЦК “на себе” для усунення наслідків дій зовнішніх
збурень і наслідків своїх помилок у техніці пілотування при висінні з
урахуванням величини попутного вітру;
- розрахункових значень згинального моменту, що діє на вал НГ.
Yн
≈
G
O
z max
Rн
O ≈
z
G
O O
O
н
≈
G
O
Горизонт
0
X
N пер
0
G
x т = x т гран.пер 0
Рис. 2. Висіння вертольота при Xт > 0 у штильових умовах
5

6.

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.
Таким
чином
гранично-заднє
центрування
–
ГЗЦ
призначається з умови:
- забезпечення 15 % запасу ходу РЦК “від себе” при польоті на
V=Vmax;
- розрахункових значень згинального моменту, що діє на вал
НГ.
Гранично-переднє центрування – плюс 370 мм.
Гранично-заднє центрування – мінус 95 мм.
6

7.

Рис. 3. Схеми розмітки вантажної кабіни вертольота
7

8.

8

9.

2. Обмеження польотної маси і маси вантажу
Для вертольота Мі-8МСБ-В призначена нормальна злітна маса
m =11 100 кг. При цій злітній масі вертоліт 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 (що відповідає
потужності СУ - Nе = 1500×2=3000 к.с.) НГ розвиває тягу 10800кг.
9

10.

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 Мі-8МСБ-В обмежена
величиною m = 12 500 кг з умов міцності агрегатів та забезпечення
достатніх запасів по зриву потоку на лопатях НГ при виконанні польоту з
максимальною швидкістю і на маневрах.
УВАГА. ДО ОСОБЛИВОГО РОЗПОРЯДЖЕННЯ ПОЛЬОТИ іЗ
ЗЛІТНОЮ МАСОЮ ВИЩЕ 12000 КГ В УМОВАХ ТЕМПЕРАТУР БІЛЬШЕ
+25 °С НЕ ВИКОНУВАТИ.
У процесі льотної експлуатації при ухваленні рішення на
зліт чи посадку допустиме значення злітної (посадкової) маси
визначається по номограмах, наведених в КЛЕ рис. 7.1а.1 - 7.1а.5.
Ці номограми враховують вплив температури повітря,
перевищення площадки над рівнем моря і швидкості вітру на
припустиме значення злітної (посадкової) маси.
10

11.

Рис. 7.1а.1. Максимально допустимі злітні та посадкові маси вертольота, при зльоті (посадці) з
коротким розбігом (пробігом)
11
(злітно-посадкові характеристики за категорією «В»)

12.

Рис. 7.1а.2.
Максимально
допустимі злітні та
посадкові маси
вертольота,
урахуванням швидкості
зустрічної складової
вітру при зльоті та
посадці з
використанням впливу
«повітряної подушки»
П р и м і т к а. У
номограмі враховано
обмеження злітної
маси, пов'язані з
забезпеченням
достатності запасів
шляхового керування.
12

13.

Рис. 7.1а.3. Максимально
допустимі злітні та
посадкові маси вертольота,
з урахуванням швидкості
зустрічної складової вітру
при зльоті та посадці без
використання впливу
«повітряної подушки»
13

14.

Рис. 7.1а.4. Максимально
допустимі злітні маси
вертольота при зльоті з
використанням
впливу
«повітряної подушки» на
рівні
аеродрому
при
виконанні
вимог
до
злітно-посадкових
характеристик
за
категорією «А»
П р і м і т к и.
Максимальні маси для
зльоту під час виконання
вимог
до
злітнопосадковим
характеристикам
за
категорією
«А»
розраховані
з
умови
забезпечення нормованої
швидкопідйомності
не
менше 0,5 м/с на висоті
60
м
над
злітною
поверхнею та не менше
0,75 м/с на висоті 300 м
над злітною поверхнею
при польоті зі швидкістю
120 км/год по приладу у
разі
відмови
одного
двигуна та роботі іншого
на злітному режимі.
14

15.

Рис.
7.1а.5.
Максимально допустимі
маси
вертольота,
з
якими забезпечується
горизонтальний політ зі
швидкістю 120 км/год за
приладом при відмові
одного
двигуна
та
роботі
іншого
на
злітному режимі.
П р і м і т к и.
Максимальні маси для
виконання
горизонтального
польоту розраховані із
запасом
швидкопідйомності 0,25
м/с для забезпечення
маневрування
в
горизонтальному
польоті та усунення
наслідків атмосферних
збурень.
15

16.

Для вертольота Мі-8МСБ-В існують обмеження по масах
вантажів, що перевозяться у вантажній кабіні, на зовнішній підвісці та
на бортовій лебідці.
У вантажній кабіні допускається перевезення вантажів та
десантників загальною масою до 4 000 кг або 12 носилкових поранених
в супроводі медпрацівника. Це обмеження вводиться за умов
забезпечення міцності підлоги та отримання злітної маси не більше
максимальної.
Максимальна маса вантажу, що перевозиться на зовнішній підвісці:
- на шарнірно-маятникової – до 2500 кг;
- на тросовій - до 3000 кгс.
Це обмеження обумовлене міцністю елементів зовнішньої
підвіски і вузлів її кріплення до фюзеляжу вертольота.
16

17.

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
ударів по упорах втулки несучого гвинта, а також можливості ударів
кінців лопатей НГ за хвостову балку особливо під час запуску й останову
двигунів (у цих випадках малі відцентрові сили лопатей). Тому для
вертольота Мі-8МСБ-В допустима швидкість зустрічного вітру при
розкручуванні, зупинці НГ та рулінні, висінні, зльоті, посадці та
переміщеннях обмежена величиною 25 м/с.
17

18.

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 ударів 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 і втрати шляхової керованості, особливо при
розвороті в ліво.
Тому обмеження сили вітру справа при висінні, зльоті, посадці та
переміщеннях для вертольота Мі-8МСБ-В становить 5 м/с (при розкручуванні, зупинці НГ
та рулінні, 10м/с)
При вітрі зліва вертоліт намагається розвернутися 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 встановлення 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 фактори, при вітрі ліворуч, приводять до зменшення запасу ходу
правої педалі і можливості виходу її на 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 висінні, зльоті, посадці та
переміщеннях для вертольота Мі-8МСБ-В не повинна перевищувати 10 м/с по запасам
18
шляхового керування (при розкручуванні, зупинці НГ та рулінні, 15м/с).

19.

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 Мі-8МСБ-В при висінні, зльоті, посадці та
переміщеннях обмежується величиною 5 м/с (при розкручуванні,
зупинці НГ та рулінні, 8м/с).
19

20.

Таблиця 2.5.1. Максимальна допустима швидкість вітру
Напрям вітру щодо
вертольота
Максимальна швидкість
вітру при розкручуванні,
зупинці несучого гвинта та
рулювання, м/с
Максимальна швидкість
вітру при висінні, зльоті,
посадці та переміщення,
м/с
Зустрічний 0°
25
25
Лівий 270°
15
10
Правий 90°
10
5
Попутний 180°
8
5
П р и м і т к и:
1. Виконання висіння та переміщень із попутним та бічним вітром праворуч ускладнює
пілотування вертольота та вимагає більш плавних рухів органами управління, ніж
виконання аналогічних режимів із зустрічним та бічним вітром ліворуч.
2. Запуск та вимкнення двигунів ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ за наявності поблизу вертольота на
видалення менше 50 м інших вертольотів (літаків) із запущеними двигунами, а також
працюючих спецмашин (наприклад, снігоочисників), які можуть вплинути набезпека
розкручування та зупинки НГ.
20

21.

Рис. 2.5.2.
Максимальна
швидкість вітру
в залежності від
його напрямку
щодо
поздовжньої осі
вертольота при
розкручуванні,
зупинці НГ та
рулювання
21

22.

Рис. 2.5.3. Максимальна
швидкість вітру в залежності
від його напрямку щодо
поздовжньої осі вертольота
при висінні, зльоті, посадці
та переміщеннях
22

23.

4. Обмеження по злітно-посадочним площадкам
Мінімальні розміри:
- посадкових майданчиків або льотних смуг вертодромів для зльотів
та посадок по-вертолітному з використанням впливу «повітряної
подушки» або з розбігом-пробігом - 120х30 м;
- посадкових майданчиків для зльотів та посадок по-вертольотному
без використання впливу «повітряної подушки» – 21х17 м;
- посадкових майданчиків, розташованих на вершинах гір,
сідловинах, терасах та використовуваних тільки для польотів за
терміновими заявками організацій охорони здоров'я, при виконанні
пошуково-рятувальних та аварійно-рятувальних робіт при зльотах та
посадках по-вертолітному в зоні впливу "повітряної подушки" - 40х30 м.
Робоча площа вертодромів та посадкових майданчиків
повинна мати міцність поверхні не менше 3 кг/см2 і ухили не більше 5°
в напрямку зльоту та посадки вертольота і 3° у поперечному
напрямку, при цьому висота нерівностей поверхні робочої площі не
повинна перевищувати 0,1 м.
23

24.

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.
24

25.

25

26.

ПРИМІТКА:
Якщо в процесі стоянки вертольота з вимкненими
двигунами відбулося його креніння більш ніж на 3° або
зміна тангажа більш ніж на 5° щодо горизонту, робити
відновлення просторового положення вертольота шляхом
запуску двигунів і зліту забороняється.
Якщо такі зміни крена або тангажу відбулися при
працюючих двигунах, їх необхідно вимкнути, наступний
запуск двигунів і зліт допускаються тільки після
відновлення
стояночного
положення
вертольота
наземними засобими і виключення можливості його
повторного крінення.
Якщо креніння та зміна кута тангажу відбулося в
межах ± 3° і ± 5° відповідно, необхідно плавно збільшити
загальний крок НГ, паруючи тенденцію вертольота до
зміщення у бік крену та розвороту через можливість
некоординованої “дачі” правої педалі, і здійснити зліт.
26

27. ЗАКІНЧЕННЯ Не витримування обмежень, наведених в КЛЕ, дуже небезпечні при польотах на малих та гранично малих висотах, оскільки

скорочується час на прийняття рішення
при потраплянні в критичні режими
польоту.
27

28.

Навчальна література
1. Мі-8МСБ-В. Керівництво з льотної експлуатації : зі змінами №11 від
23.09.2024. – ОТД, 2024. – 786с.
2. Практична аеродинаміка вертольота Ми-8МТ. Ч. 1. Аеродинамічне
компонування, характеристики стійкості, балансування та експлуатаційні
обмеження вертольота : навч. посіб. / А. М. Алімпієв, В. М. Костенко, І. Б.
Ковтонюк та ін. ; за заг. ред. В. М. Костенка. – Х. : ХУПС, 2013.
3. Практична аеродинаміка вертольота Ми-8МТ. Частина 2. Режими польоту
вертольота: навч. посібник / В. М. Костенко, А.Г. Зінченко, С.І. Пчельніков та
ін. – Х. : ХНУПС, 2020.
4. Практична аеродинаміка вертольота Ми-8МТ. Ч. 3. Дальність польоту та
особливі випадки в польоті : навч. посіб. / В. М. Костенко, А. М. Алімпієв, І.
Б. Ковтонюк та ін.; за заг. ред. В. М. Костенка. – Х.: ХУПС, 2014.
5. Аеродинаміка і динаміка польоту вертольота. Ч. 2. Динаміка польоту
вертольота: підручник / А. Г. Зінченко, І. Б. Ковтонюк, В. М. Костенко та ін.;
за заг. редакцією В. М. Костенка та І. Б. Ковтонюка. – Х. : ХУПС, 2010.
6. Вертольот Мі-8. Технічний опис. Книга I: Льотно-технічні характеристики,
2000. – 46с.
28