Руководство по летной эксплуатации вертолета Ми-2

Расчет радиуса, дальности и продолжительности полета

Расчет радиуса, дальности и продолжительности полета вертолета с взлетной массой 3550 кг

Радиус, дальность и продолжительность полета при заданной нагрузке зависят от запаса топлива на вертолете и от режима полета, который задается высотой и скоростью полета по прибору. Число оборотов несущего винта на вертолете Ми-2 поддерживается в определенных пределах системой автоматического регулирования.

Нагрузка и заправка топливом определяют взлетную массу вертолета, которая не должна превышать 3550 кг.

Выбор режима полета определяется в основном поставленной задачей. Однако при этом следует учитывать, что с увеличением высоты полета до 2000 м радиус и дальность полета увеличиваются; при полете на высоте выше 2000 м радиус и дальность полета при одной и той же нагрузке уменьшаются. Скорости полета по прибору, которые необходимо выдерживать для получения наибольшей дальности, и соответствующие им истинные скорости полета при стандартных температурах наружного воздуха (стандартные скорости) в зависимости от высоты полета приведены в табл. 16.

На высотах 1000 м и ниже при температурах наружного воздуха +25°С и выше, а также при полетах в СМУ при всех температурах наружного воздуха полет производится на скорости 180 км/ч по прибору, в остальных случаях при температурах наружного воздуха ниже +25°С — на скорости 190 км/ч.

При полете со скоростями, меньшими указанных в табл. 16, радиус и дальность полета уменьшаются, а продолжительность полета увеличивается.

Максимальная продолжительность полета обеспечивается на скорости 90–100 км/ч по прибору и при взлетной массе 3550 кг с полной заправкой топлива 465 кг (груз — 588 кг) и 10%-ным остатком топлива при полете на высоте 100 м равна 2 ч 06 мин, а на высоте 3000 м — 2 ч 14 мин.

Таблица 16

Радиус и дальность полета вертолета определяются с помощью графиков рис. 20–24 по величине нагрузки.

Радиус и дальность рассчитаны для полета без изменения высоты по маршруту, а радиус — для полета с нагрузкой в одном направлении (от исходного пункта или в исходный пункт) и без нагрузки в обратном. При изменении высоты полета по маршруту и для других вариантов загрузки при полете от исходного пункта и обратно радиус и дальность полета рассчитываются на основании данных табл. 19, 20 и рис. 25.

При расчете графиков рис. 20–24 приняты:

• расход топлива при работе двигателей на земле (запуск, прогрев и руление) в течение 5 мин — 10 кг;
• расход топлива, путь и время при взлете и наборе высоты, при снижении и посадке согласно табл. 19 и 20;
• километровый расход топлива по графику рис. 25 для средней массы вертолета на участке горизонтального полета;
• расход топлива при разгрузке вертолета в течение 7 мин — 14 кг (только при подсчете радиуса полета);
• гарантийный запас топлива (на неточное выдерживание маршрута, изменение метеорологических условий, боевой обстановки) — 10% массы заправленного топлива.

В связи с тем, что топливо из основного и подвесных баков вырабатывается практически полностью, невырабатываемый остаток топлива в расчетах не учитывался.

Расчет взлетной массы вертолета производится в следующем порядке. Для удобства подсчетов массы вертолета представляется в виде суммы трех слагаемых:

• неизменной массы вертолета, которая включает в себя массу конструкции вертолета и массу постоянного груза (оборудования, всегда установленного или имеющегося на вертолете при любых полетах, масла в двигателях и редукторах, масла АМГ-10 в гидросистеме, а также экипажа из двух человек);
• массы переменного груза, состоящего из перевозимого груза, оборудования и снаряжения, которое не всегда установлено или имеется на вертолете, а также из дополнительных членов экипажа;
• массы топлива при взлете.

Неизменная масса вертолета, принятая при расчете графиков рис. 20–24, составляет mнеизм = 2570 кг. В учебном варианте mнеизм = 2640 кг (на 70 кг больше).

Масса переменной нагрузки mпер слагается из нижеприведенных элементов в зависимости от того, имеются они на вертолете или нет:

• перевозимый груз в кабине — до 700 кг;
• перевозимый груз на внешней подвеске — до 800 кг;
• приспособления для перевозки груза (швартовочные ремни, сетка) — 7 кг;
• оборудование для перевозки людей — 21 кг;
• санитарное оборудование — 40 кг;
• изделие 020 — 43 кг;
• лебедка со стрелой —20 кг;
• подвесные баки с креплением — 32 кг;
• внешняя подвеска с удлинительным тросом 5 м — 17 кг;
• дополнительные удлинительные тросы: длиной 5 м — 1,5 кг; длиной 10м — 3 кг.

Масса дополнительных членов экипажа, пассажиров и раненых на носилках принимается равной по 90 кг каждого, десантников со снаряжением — по 100 кг.

Полный запас топлива Wполн (заправка топлива перед вылетом) равен количеству заправленного топлива в литрах, умноженному на плотность топлива. В предварительных расчетах, когда фактическая плотность топлива неизвестна, используются расчетные значения плотности топлива в зависимости от его сорта. Графики рис. 20–24 рассчитаны для топлива ТС-1 с плотностью 0,775 кг/л.

Объемы заправляемых баков, полные запасы различных сортов топлива, а также расчетные значения плотностей для каждого сорта топлива приведены в табл. 17.

Таблица 17

При подсчете взлетной массы вертолета из массы заправленного топлива необходимо вычесть количество топлива, расходуемого при работе двигателей на земле W3, исходя из среднего расхода топлива 2 кг/мин.

Взлетная масса вертолета определяется по формуле mвзл = mнеизм + mпер + Wполн — W3

Величина взлетной массы не должна превышать 3550 кг, в противном случае необходимо уменьшить массу груза или топлива.

Для определения максимальной заправки топлива в зависимости oт массы переменной нагрузки служит график рис. 26.

Вследствие относительно небольшой скорости полета вертолета направление и скорость ветра оказывают существенное влияние на дальность ц и продолжительность полета.

Для учета влияния ветра вводится понятие эквивалентного ветра, который, являясь только встречным или попутным, изменяет дальность полета так же, как и фактический ветер с его скоростью и направлением.

Скорость эквивалентного ветра равна разности между путевой и истинной скоростями. Скорость эквивалентного ветра в зависимости от скорости и направления фактического ветра определяется по табл. 18.

Таблица 18

Влияние ветра на дальность и радиус полета учитывается с помощью графиков рис. 27 в зависимости от величины эквивалентного ветра.

Перед каждым маршрутным полетом расчет полета должен уточняться по шаропилотному ветру давностью не более 1 ч.

При использовании графиков рис. 20–24 необходимо:

• выбрать высоту полета;
• знать максимальное количество заправленного топлива;
• знать массу переменной нагрузки;
• найти по табл. 18 величину эквивалентного ветра;
• по данным фактического ветра. Для предварительного расчета величина эквивалентного ветра определяется на основе прогноза или статистических данных;
• по графикам рис. 27 определить дальность (радиус) полета с учетом ветра.

Чтобы определить радиус или дальность полета в зависимости от массы переменной нагрузки по графикам рис. 20–24, из точки на горизонтальной оси, соответствующей массе переменной нагрузки, восстанавливается перпендикуляр до пересечения его с линией, соответствующей максимальной заправке, или с линией, соответствующей нормальной взлетной массе вертолета. Из точки пересечения проводится горизонтальная линия до пересечения ее с вертикальной осью радиуса и дальности полета, на которой определяется величина радиуса или дальности полета.

Если перпендикуляр, восстановленный из точки на горизонтальной оси, соответствующей массе переменной нагрузки, пересек линию, соответствующую максимальной заправке, то полет производится с полной заправкой топлива (основного или основного и подвесных баков).

Если этот перпендикуляр пересек линию, соответствующую нормальной взлетной массе, необходимо определить заправку топлива. Для этого на графике рис. 26 из точки на горизонтальной оси, соответствующей массе переменной нагрузки, восстанавливается перпендикуляр до пересечения с прямой, соответствующей нормальной взлетной массе, и из точки пересечения проводится горизонтальная прямая до вертикальной оси, на которой и определяется заправка топлива.

Если неизменная масса вертолета больше принятой при расчете графиков рис. 20–24 (2500 кг), то разность между фактическим и расчетным значениями неизменной массы вертолета следует прибавить к массе переменного груза и по полученной величине определить радиус или дальность полета, а количество заправляемого топлива — по графику рис. 26.

Например, неизменная масса вертолета в учебном варианте на 70 кг больше, чем принято при расчете графиков. Следовательно, в учебных полетах расчет радиуса и дальности полета необходимо производить для массы переменного груза 70 кг, а при полетах с пассажирами или грузом к их массе добавить 70 кг и по полученной величине определить радиус и дальность полета.

Для подсчета часового расхода топлива необходимо определенную по графику рис. 25 величину километрового расхода топлива умножить на истинную скорость полета, указанную в табл. 16 и на графиках рис. 20–24.

Груз, транспортируемый на внешней подвеске, создает значительное сопротивление, поэтому дальность и продолжительность полета в этом случае меньше, чем при полете с грузом, размещенным в кабине. Скорость полета с грузом на внешней подвеске ограничена и не должна превышать 150 км/ч. Однако полет с внешней подвеской ряда грузов не всегда возможен на этой скорости из-за раскачивания груза, большого отрицательного тангажа вертолета и других причин, затрудняющих нормальное пилотирование вертолета.

Для ориентировочных расчетов могут служить данные, полученные при транспортировке груза массой 800 кг с габаритами 3,5×2,4×0,7 м. При этом на высоте 100 м при полете со скоростью 110 км/ч по прибору километровый расход топлива равен 2 кг/км и часовой —220 кг/ч.

Дальность полета вертолета при транспортировке указанного груза (взлетная масса 3550 кг, заправка топлива 200 кг) при остатке топлива 10% составляет 80 км, радиус — 45 км, а при транспортировке груза 700 кг в тех же габаритах (заправка топлива 300 кг) — дальность 125 км и радиус 75 км.

При транспортировке на внешней подвеске груза другого вида в первую очередь необходимо определить наибольшую скорость полета, при которой обеспечивается нормальное поведение вертолета с этим грузом (но не более 150 км/ч по прибору). Чем больше будет эта скорость, тем больше будут дальность и радиус полета по сравнению с вышеприведенными данными.

Примеры

Пример 1. Определить радиус полета вертолета на высоте 100 м в безветрие при перевозке 7 пассажиров.

Решение.

а) Находим массу переменного груза.

• Перевозимый груз (7 чел. по 90 кг) — 630 кг
• Оборудование для перевозки людей — 21 кг
• Итого — 651 кг

б) Определяем радиус полета по графику рис. 20.

Из точки а на горизонтальной оси, соответствующей массе переменного груза (651 кг), восстанавливаем перпендикуляр до пересечения его с линией, соответствующей нормальной взлетной массе вертолета 3550 кг (точка б). Из точки б проводим горизонтальную линию до пересечения ее с вертикальной осью, на которой определяем радиус полета — 105 км (точка в).

в) Так как перпендикуляр пересек линию, соответствующую нормальной взлетной массе 3550 кг, то по графику рис. 26 определяем заправку топлива. Из точки А, соответствующей массе переменной нагрузки 651 кг, восстанавливаем перпендикуляр до пересечения его с линией, соответствующей нормальной взлетной массе 3550 кг (точка Б), и из этой точки проводим горизонтальную линию до пересечения ее с вертикальной осью, на которой определяем заправку топлива — 340 кг (точка В).

Пример 2. Определить дальность полета вертолета на высоте 1000 м с грузом 510 кг в грузовой кабине.

Скорость ветра 40 км/ч, угол ветра 30°. На вертолете установлены лебедка со стрелой и приспособление для внешней подвески грузов.

Решение.

а) Находим массу переменного груза при массе перевозимого груза 510 кг.

• Перевозимый груз — 510 кг
• Приспособления для транспортировки груза — 7 кг
• Лебедка со стрелой — 20 кг
• Внешняя подвеска — 17 кг
• Итого — 554 кг

б) По графику рис. 22 для переменного груза 554 кг и взлетной массы 3550 кг находим дальность полета в безветрие — 320 км.

в) По табл. 15 находим скорость эквивалентного ветра — 34 км/ч. Ветер попутный.

г) На графике рис. 27 из точки в, в которой пересекаются линии ав и бв, соответствующие дальности полета в безветрие 320 км и эквивалентному ветру 34 км/ч, проводим линию вг и находим дальность полета при наличии ветра — 375 км.

Пример 3. Определить возможность переброски 3 человек на расстояние 350 км на высоте 500 м при скорости ветра 40 км/ч и угле 120°. Определить необходимость установки подвесных баков.

Решение.

а) По табл. 15 находим скорость эквивалентного ветра — 23 км/ч. Ветер встречный.

б) Определяем, какое расстояние пролетел бы вертолет при отсутствии встречного ветра. На графике рис. 27 из точки В, в которой пересекаются линии АВ и Б В, соответствующие дальности полета при наличии ветра 350 км и эквивалентному ветру 23 км/ч, проводим линию ВГ и находим эквивалентную дальность полета в безветрие — 400 км.

в) Находим массу переменного груза при полете без подвесных баков.

• Перевозимый груз (3 чел. по 90 кг) — 270 кг
• Оборудование для перевозки людей — 21 кг
• Итого — 291 кг

г) На графике рис. 21 по массе переменного груза находим, что при полной заправке основного бака 465 кг дальность полета в безветрие равна 345 км. Таким образом, в данном случае полет необходимо производить с подвесными баками. Учтя массу подвесных баков с креплением (32 кг), по графику рис. 21 находим при mвзл=3550 кг дальность полета в безветрие — 465 км, а по графику рис. 26 — заправку топлива — 665 кг.

Пример 4. Определить массу груза и дальность полета вертолета на высоте 2000 м с полностью заправленными основным и подвесными баками при взлетной массе 3550 кг. Скорость ветра 40 км/ч, угол ветра 230°. На вертолете установлена лебедка со стрелой.

Решение.

а) На графике рис. 23 находим точку пересечения линий, соответствующих взлетной массе 3550 кг и заправке топлива 830 кг. Проводя из этой точки горизонтальную и вертикальную линии, находим дальность полета в безветрие — 605 км и массу переменной нагрузки — 160 кг.

б) По табл. 18 для скорости ветра 40 км/ч и угла ветра 230° находим скорость эквивалентного ветра — 28 км/ч, ветер встречный.

в) На графике рис. 27 из точки, в которой пересекаются линии, соответствующие дальности полета в безветрие 605 км и эквивалентному ветру 28 км/ч, проводим линию, эквидистантную линиям встречного ветра, и находим, что дальность полета при наличии ветра равна 530 км.

г) Находим массу оборудования, входящего в переменный груз, кроме перевозимого груза.

• Подвесные баки с креплением — 32 кг
• Лебедка со стрелой — 20 кг
• Приспособления для перевозки груза — 7 кг
• Итого — 59 кг

д) Вычитая полученный выше результат из массы переменного груза, находим массу перевозимого груза: 160—59=101 кг.

Продолжительность полета (при необходимости ее определения) подсчитывается по данным табл. 19 и 20, стандартной скорости полета, указанной на графиках, рис. 20–24 и в табл. 16 для условий безветрия, и радиусу или дальности полета. При ветре вместо стандартной скорости берется путевая (с учетом эквивалентного ветра).

Пусть в примере 1 полет происходит при наличии ветра со скоростью 40 км/ч и углом 170° при полете в пункт разгрузки. По табл. 15 находим скорость эквивалентного ветра — 39 км/ч (ветер встречный при полете в пункт разгрузки), а по графику рис. 27— радиус полета с учетом влияния ветра — 95 км.

Путевая скорость равна:

• при полете в пункт разгрузки Vn1 =170—39=131 км/ч;
• при полете обратно Vn2 =170 + 39 = 209 км/ч.

Продолжительность полета равна сумме времени набора высоты, снижения и горизонтального полета.

По табл. 19 и 20 находим путь и время при наборе высоты для взлетной массы 3550 кг и при снижении:

LH1 =0; tH1 = 2 мин; LCH1 =0; tCH1 = 2 мин;

Продолжительность полета в пункт разгрузки равна:

При полете обратно (без нагрузки) путь и время при наборе высоты определяются для взлетных масс 2600–2900 кг: tH2 = 1 мин; LH2 =0. Путь и время при снижении остаются теми же.

Продолжительность полета обратно равна:

При взлете и наборе высоты на режиме максимальной скороподъемности (режим работы двигателей при наборе высоты номинальный)

Таблица 19

Таблица 20

Расчет радиуса, дальности и продолжительности полета вертолета с взлетной массой 3700 кг

При полетах с взлетной массой 3700 кг расчет дальности и продолжительности полета вертолета Ми-2 производить в порядке, изложенном в Инструкции, с использованием графиков рис. 28–32.

Скорости полета, которые необходимо выдерживать для получения наибольшей дальности при mвзл более 3550 кг, приведены в табл. 21, расход топлива, путь и время при наборе высоты — в табл. 22 (m_взл =3700 кг, режим работы двигателей номинальный, вертолет без подвесных баков и с подвесными баками).

Таблица 21

Таблица 22

Графики рис. 28–32 предназначены для определения дальности и радиуса полета вертолета и рассчитаны для топлива ТС-1 плотностью 0,775 кг/л.

Графики рис. 33 предназначены для определения километрового расхода топлива в зависимости от массы вертолета.

В случае когда взлет вертолета производится с массой более 3550 кг, имеются два участка горизонтального полета: первый — с массой более 3550 кг и режимами полета, допустимыми для максимальной полетной массы, и второй — с массой до 3550 кг и режимами полета, допустимыми для нормальной полетной массы (табл. 21 и табл. 16).

Смена режимов полета производится в момент, когда масса вертолета из-за выгорания топлива уменьшится до 3550 кг. Этот момент полета определяется по остатку топлива на вертолете; величина этого остатка находится по формуле:

W_см = W_полн — W_з — (m_взл — 3550)

где

• W_см —запас топлива на борту вертолета в момент смены режима полета, кг; этот запас равен объему топлива по показанию топливомера, умноженному на плотность топлива;
• W_полн — полный запас топлива (заправка топлива перед вылетом), кг; он равен объему заправленного топлива, умноженному на плотность топлива;
• W_з — расход топлива при работе двигателей на земле, кг; он определяется по времени работы двигателей на земле и среднему расходу топлива 2 кг/мин;
• m_взл — взлетная масса вертолета, кг.

График рис. 34 предназначен для определения заправки топлива (которая изменяется в зависимости от массы переменного груза) для взлетных масс вертолета 3550 и 3700 кг.

Вертолет Ми-2