Вертолёт, 2005 № 02

Взлет с разбегом на носовом колесе

Ми-8МТВ-5

Эффективная эксплуатация вертолета во многом зависит от его возможности взлетать с конкретной, не всегда специально подготовленной площадки. В этом случае особенно важно, каким способом производится взлет.

Обратимся к «новейшей» истории. Война в Афганистане показала, что в условиях высокогорья и повышенных температур воздуха транспортная эффективность российских вертолетов снижается. Причина — уменьшение располагаемой тяги при взлете. Чтобы исправить ситуацию, было решено использовать взлет с разбегом по- самолетному.

Для такого взлета требуется подготовленная площадка больших размеров. Это связано с тем, что ускорение на разбеге сравнительно небольшое, поскольку тяга винта мала и разгон осуществляется без отрыва колес основного шасси от поверхности площадки, то есть при небольшом угле наклона несущего винта вперед относительно вертикали. Потребная длина полосы для взлета может быть уменьшена, если выполнять разбег на носовом колесе, с отрывом колес основных шасси от земли. Однако такой метод был запрещен инструкциями по эксплуатации из-за больших нагрузок на переднюю стойку шасси и угрозы ее разрушения. В Афганистане, в условиях высокогорья, летчики вынуждены были рисковать, начиная разбег по-самолетному без отрыва колес основного шасси от полосы, а заканчивая на носовом колесе. Летная практика потребовала проведения детальных исследований взлета с разбегом на носовом колесе.

Такие исследования (по директивным письмам Главного штаба ВВС) были проведены в ЛИИ им. М.М. Громова под научным руководством автора статьи. В середине 1980 года проводилась отработка методики взлета вертолета Ми-8Т с разбегом на носовом колесе (ведущий летчик-испытатель Н.А. Бессонов, ведущий инженер по летным испытаниям И.Ю. Фоменко). Взлетный вес вертолета был максимально допустимым — 11000 кг. Имитация высокогорных и высокотемпературных условий производилась путем ограничения оборотов турбокомпрессоров двигателей ниже взлетного значения. Разбег на носовом колесе (в отличие от рекомендованного инструкциями взлета по-самолетному с общим шагом около 4°) выполнялся при увеличении значения общего шага до 14°.

С целью уменьшения длины разбега разгон в этих испытаниях выполнялся с углами тангажа -15…-20° (взлет по-самолетному, по действующим «Руководствам по летной эксплуатации», выполнялся со значениями угла тангажа, близкими к нулевым). Ожидалось, что увеличение ускорения и уменьшение длины разбега при таком взлете будет достигаться за счет изменения вектора тяги по величине и направлению относительно вертикали на разгоне.

Испытания показали, что при разбеге на скорости 25–30 км/ч вертолет имеет тенденцию к кабрированию и приседанию на колеса основного шасси даже при полностью отклоненной вперед и зафиксированной в этом положении ручке управления. При дальнейшем увеличении скорости появляется тенденция к энергичному пикированию. Летчику приходится брать ручку «на себя» для выдерживания заданного угла тангажа на разбеге. Такое поведение вертолета получило название «клевок».

«Клевок» происходит из-за падения тяги и завала конуса лопастей несущего винта сначала назад, а затем вперед вследствие возникновения дополнительного поля индуктивных скоростей, создаваемых вихревой системой винта при перемещении вертолета вблизи экранной поверхности. «Клевок» при углах тангажа от -15 до -20° приводит к существенному уменьшению ускорения в процессе разбега, преждевременному отрыву вертолета от полосы и ее повторному касанию передним колесом, сопровождающемуся ростом нагрузок и колебаниями рычага передней амортизационной стойки шасси в горизонтальной плоскости с частотой 10–12 Гц и амплитудой до 20°.

Колебания полностью прекращались при отрыве носового колеса от взлетно-посадочной полосы. Нагрузки при этих затухающих колебаниях не превышали допустимых. Однако наличие пугающего «клевка» послужило причиной остановки испытаний.

В начале 1981 года, после тщательного анализа полученных материалов, испытания были продолжены (вертолет Ми-8Т, ведущий летчик-испытатель А.Д. Грищенко, ведущий инженер И.Ю. Фоменко). Для уменьшения негативного влияния «клевка» разгон на носовом колесе выполнялся при углах тангажа -7.-8° (что соответствует положению концов лопастей несущего винта на уровне горизонта). Это упростило технику пилотирования и уменьшило нагрузку на амортизационную стойку (нагрузки на носовую стойку не превышали стояночного значения). Включение автопилота осуществлялось отклонением ручки управления от себя, а снятие усилий — отклонением ручки перед разбегом на себя. Взлет с разбегом на носовом колесе был рекомендован для вертолета со взлетным весом, на 30 % превышающим свободную тягу.

Исследования методики дальше проходили (Ми-8Т, ведущий летчик-испытатель А.Д. Грищенко, летчик-испытатель Ю.Г. Ивченко, ведущий инженер В.П. Бутов) на аэродроме Ленинакана, в реальных условиях высокогорья (высота 1524 м над уровнем моря, температура воздуха до +27 °C). В 1982 году испытания проводились на вертолете Ми-8МТ (ведущий летчик-испытатель А.Д. Грищенко, летчик-испытатель В.М. Семенов, ведущий инженер В.П. Бутов), а в 1983 году на — Ми-24 (летчик-испытатель В.М. Семенов, ведущий инженер В.П. Бутов).

Испытания показали, что в высокогорных районах предельный взлетный вес машины следует выбирать из условий отрыва колес от земли на режиме висения. Этот вес превышает рекомендованный действующими инструкциями для взлета по-самолетному вес Ми-8Т на 800 кг, Ми-8МТ — на 1600 кг и Ми-24 — на 1500 кг. Длина разбега при взлете с носового колеса примерно в два раза меньше, чем при взлете по-самолетному, взлетная дистанция (определяемая достижением высоты 15 м) — меньше на 30 %. Каких-либо различий в поведении вертолета при взлетах с бетонной или грунтовой взлетно-посадочной полосы не обнаружено.

При посадке в соответствии с действующими инструкциями после приземления общий шаг уменьшался до минимального значения, ручка отклонялась на себя на 1/4 ее отхода от нейтрального положения и производилось торможение колесами шасси.

В ходе испытаний была отработана посадка с торможением несущим винтом и колесами. Угол общего шага на пробеге составлял 4.8°, торможение винтом осуществлялось при взятой на себя ручке управления на 1/2-1/3 ее отклонения от нейтрального положения, затем производилось торможение колесами. При этом зазор между несущим винтом и хвостовой балкой был достаточным. Длины пробега при такой посадке практически совпадали с длинами разбега на носовом колесе.

Ми-24А

По результатам проведенных исследований сделано два изобретения, опубликованы четыре научные статьи, выпущено двенадцать научно-технических отчетов и технический кинофильм, введено в действие три дополнения к РЛЭ вертолетов. В работе по анализу материалов испытаний участвовали специалисты ЛИИ Н.И. Смородин, Е.И. Бирюкова, В.И. Щукина, И.П. Гусарова, И.Ю. Трофимов, В.К. Кончаев, А.Ф. Гарбуз и В.А. Голиненко.

Методы взлета и посадки перегруженных вертолетов были одобрены летчиками-испытателями А.Н. Лаврентьевым, В.И. Костиным (Летно-испытательный институт им. В.П. Чкалова) и Б.В. Савиновым (МВЗ им. М.Л. Миля). Большой вклад в обработку результатов исследований внесли инженеры А.Г. Бурлаков, Г.Н. Львов, В.Н. Пильчевский, А.К. Шерстков и Р.Г. Амбарцумян (ЛИИ им. В.П. Чкалова).

Позднее аналогичные исследования выполнялись в Узбекистане на вертолете Ми-26.

Методы взлета с разбегом на носовом колесе и посадки с применением торможения несущим винтом согласовывались со специалистами МВЗ и вводились в «Руководства по летной эксплуатации» сразу по окончании испытаний на конкретном типе вертолета. Так, например, «Дополнение к инструкции экипажу Ми-8Т» (по выполнению взлетов с разбегом на носовом колесе) было введено в действие начальником Управления боевой подготовки ВВС С.В. Голубевым уже в январе 1982 года. Можно смело сказать, что новая методика помогла существенно повысить эффективность применения вертолетов семейства «Ми», в том числе и во время ведения боевых действий в Афганистане.

Иван ГРИГОРЬЕВ, канд. техн. наук, ЛИИ им. М.М. Громова

И С Т О Р И Я