Вертолётные зарисовки
Нет, сегодня речь не о глупых шутках про ведущие колёса и маленькие карданчики внутри шасси. Самолёты и вертолёты и летают, и рулят по земле сугубо за счёт отброса масс воздуха, поэтому и ведущее колесо вертолёта — его несущий винт — тоже при пробуксовке месит не грязь, а воздух. Впрочем, где-то и воздух — тоже грязь...
Интересный случай «пробуксовки» описан у Игоря Александровича Фролова в его афганском «Бортжурнале». Я уверен, что тут сильно приукрашено, но глубоко под «художествами» видна реальная история:
К счастью для борттехника Ф. во время замены двигателей в ТЭЧи ошивался доработчик с казанского завода. Он предложил борттехнику повысить температуру газов за турбинами двигателей. - У тебя будет самый мощный борт в эскадрилье, - сказал искуситель.
...Доработчик напоследок дал совет:
- И скажи летчикам, чтобы большой шаг не брали. Лопасти начнут грести воздух - срыв потока, падение оборотов и прочая дрянь обеспечены...
Облёт делал капитан Левашов. На висении машина показала себя великолепно - поднялась чуть ли не при нулевом угле атаки лопастей. Но когда пошли в набор по спирали, что-то не заладилось. Командир морщился:
- Хреново лезет. Шаг уже 11 градусов, и кое-как ползет - так мы и до трех тысяч не дотянем.
- А ты попробуй шаг сбросить, - посоветовал борттехник. - До девяти или даже до восьми.
- Сдурел, что ли? Посыплемся.
- Ну, потихоньку снижай. Командир с неохотой послушался - и чудо произошло! Машина взмыла вверх как горячий монгольфьер!
- Вот это да! - восхитился командир. - Прет на восьми градусах. Такой мощи я еще не видел!
Игорь Александрович — выпускник Уфимского авиационного института, после военной кафедры 2 года отслужил лейтенантом. Его страница на artofwar.ru:
http://artofwar.ru/f/frolow_i_a/
Правда, написано у него больше художественно, чем документально: например, шаг назван углом атаки. Угол установки лопастей, он же общий шаг, он же φ — это одно, угол атаки винта А — это другое, угол атаки элемента лопасти α — это третье...
А ужасный случай описан у Александра Владимировича Шевчука в 6-й части «Записок...»:
Мощный вертолёт МИ-8МТВ привёз туристов, любителей лазить по горам и высадил их на ледник. Они уже вытащили из вертолёта всё своё барахло, попадали на него, чтобы ничего не улетело от потока воздуха. Командир начал взлетать. Ну, уж если ты высадил людей на вершине, выгрузил груз, и пока высаживал людей, уже сжёг какое-то количество топлива, значит, машина стала намного легче. Ну подумай, родной, прикинь, не торопись. Нет, погнали лошадей!
Машина просаживается, а он тянет «шаг» вверх, а ведь это Ми-8МТВ. Там у движков мощи до дури, но винт обыкновенный, «восьмёрочный». Тяни «шаг» вверх, хоть под мышку, обороты не падают. Но законы аэродинамики никто не отменял. При достижении определённого угла атаки лопастей коэффициент подъёмной силы резко падает, а коэффициент сопротивления возрастает.
Подъёмная сила винта резко уменьшается и машина садится прямо на то, что в данный момент под ней находится. А там скалы, камни, глыбы и уступы и склон ледника под хвостом. Дальше всё, как по писаному. Хвостовой винт задевает каменную осыпь...
Александр Владимирович — гражданский пилот, самый молодой командир Ми-6 в СССР, сейчас уже на пенсии. Вот его страница на Прозе.ру:
https://proza.ru/avtor/lokomotiv59
В обоих случаях речь идёт от вертолётах Ми-8М с двигателями ТВ3-117 (ТВ три-117). Как я уже не раз говорил, лопасть несущего винта вертолёта — то же самое крыло, только скоростной напор на нём берётся не за счёт разгона всего вертолёта, а за счёт вращения. И угол атаки лопасть меняет иначе. Как добавить подъёмной силы самолёту? Задрать нос, чтобы крыло круче легло на поток. А вертолёт для увеличения подъёмной силы не поднимает нос, а меняет шаг винта за счёт работы автомата перекоса:
Естественно, что на лопасти, как и на крыле, может развиться срыв потока — воздух перестанет обтекать спинку лопасти, «сдувая» с неё давление, сорвётся, завихрится и подъёмная сила упадёт. В статье об АУАСП рассказано, как поток срывается от повышенной скорости, но здесь немного другой случай — срыв от повышения угла атаки, иначе говоря — от выхода на закритический угол атаки:
Именно это и происходит, если перетянуть «шаг-газ». В «Записках...» понятно написано, что на обычном Ми-8, у которого двигатели ТВ2-117 взлётной мощностью 1500 л. с., если тянуть «шаг» — падают обороты, двигатели не могут под большой нагрузкой обеспечить неизменные обороты винта.
Соответственно, при потере оборотов, то есть скорости лопастей, критический угол атаки растёт, граница срыва отодвигается. А ТВ3-117 — 2000-сильные, они держат обороты, и если перетянуть «шаг», не увидев по поведению вертолёта срыв — то поток сорвётся с большей части размаха лопастей, винт резко потеряет тягу и всё... Вроде «даёшь гари» — а машина не «едет». Ни дать ни взять — «пробуксовка».
А на снижении несущий винт может попасть в другой вариант «пробуксовки» — вихревое кольцо. Лучше Александра Владимировича я это не опишу, поэтому — снова цитата, из девятой части:
Если на большой высоте ты будешь держать малую поступательную скорость, да ещё не уследишь за вертикальной скоростью снижения, ты запросто можешь попасть в режим «вихревого кольца». Звучит не страшно, но последствия ужасные. Вокруг концов лопастей образуется этакий невидимый воздушный «бублик» (тор), и несущий винт уже не опирается на всё небо, а гоняет вокруг законцовок лопастей этот «бублик» - «вихревое кольцо».
Всё, «ручка» может ходить свободно по кабине, вертолёт тебя не слушается, сыплется к земле, как приговорённый. Спасение только одно, сбросить «шаг» совсем (до пола) и перейти на режим авторотации, и тогда этот проклятый «бублик» уйдёт вверх, выше плоскости вращения несущего винта и на авторотации ты восстановишь управление.
Но это, если есть запас высоты. А его, при заходе на посадку, как правило, нет, земля уже рядом.
То есть несущий винт попадает в им же отброшенный воздух, а на него уже не обопрёшься — он уже приобрёл скорость в сторону земли... Как избежать этого режима? Либо снижаться либо по-самолётному (наклонно вниз), либо строго следить за вертикальной скоростью. В самих «Записках...» написано с примерами и подробностями, а я на сегодня откланиваюсь!
P. S. Однако некоторые самолёты всё же рулят не за счёт тяги двигателей, а за счёт мотор-колёс на передней опоре шасси. Система называется WheelTug (с английского — колесо-тягач) и создана для А320 и Боинга 737:
Правда, в работе мне её видеть не приходилось, и ходят слухи, что её практически никто не ставит — самолёт перетяжеляет, экономии на тягачах не даёт. Но я этого не проверял.
