Вертолёт 2000 04
Шрифт:
Совершенствование несущего винта вертолета может осуществляться за счет применения новых оптимизированных аэродинамических профилей. Последние разработки ЦАГИ позволяют рассчитывать на существенное продвижение в этой области.
Компоновка существующей лопасти несущего винта закладывалась в первой половине семидесятых годов. С тех пор были получены новые результаты исследований по оптимизации формы концевых частей лопасти, а также угла отгиба законцовки лопасти вниз.
Наконец, увеличение геометрической крутки лопасти, применение наплыва и не прямоугольной формы лопасти в плане дают дополнительные возможности для увеличения аэродинамического качества несущего винта.
Проведение всех вышеперечисленных
Для увеличения аэродинамического качества всего вертолета необходимо также провести комплекс работ по снижению сопротивления не несущих элементов конструкции вертолета и уменьшению сопротивления, вызываемого интерференцией между отдельными элементами конструкции.
В частности, целесообразно сделать шасси убирающимся, провести работы по снижению сопротивления втулок несущего и рулевого винтов, улучшить обтекание в зоне между несущим винтом и фюзеляжем, рассмотреть возможность применения отсоса пограничного слоя или выдува воздуха для дополнительного снижения лобового сопротивления.
На рис. 2 представлены результаты, ожидаемые от реализации мероприятий по повышению аэродинамического качества вертолета.
Рис.1. Изменение мощности гипотетического двигателя по высоте для стандартных условмй и для температуры, на 20 * С превышающей стандартну></emphasis>
Рис.2. Аэродинамическое качество несущего винта и вертолета до и после модернизации
Предполагаемая глубокая модернизация вертолета дает определенный шанс на улучшение весовой отдачи.
Накопленный опыт практической эксплуатации и работы, выполненные для обеспечения требований сертификационного базиса, позволяют рассчитывать на снижение веса определенных элементов конструкции. Создание ряда новых агрегатов, таких, как лопасти несущего винта, убирающееся шасси, а также модернизация главного редуктора делают предположения об улучшении весовой отдачи обоснованными и реально осуществимыми.
Замена электрического, электронного, радиотехнического, гидравлического, погрузочно-разгрузочного и связного оборудования, созданного еще в 70-е годы, также позволяет рассчитывать на снижение массы пустой машины.
Для дальнейших исследований мы примем, что, несмотря на некоторое увеличение массы, связанное с увеличением полетной массы и передаваемой мощности, масса пустого снаряженного вертолета в результате всех изменений и с учетом обязательного оснащения новыми, главным образом электронными системами уменьшится на 500 кг и составит 28870 кг вместо 29370.
Дальнейшая углубленная работа, если она будет проведена, покажет более точный размер такого выигрыша.
| Условия вылета | Статический потолок, м |
| МСА + 20°С + 2,54 м/с, БВЗ | 1219 |
| МСА + 20°, БВЗ | 1558 |
| MCA, БВЗ | 1868 |
| МСА + 20°С, СВЗ | 2885 |
| МСА, СВЗ | 3196 |
Рис 3. Изменение по высоте статического потолка модернизированного вертолета при температуре, на 20* превышающей стандартную
Рис. 4. Зависимость полезной нагрузки от дальности вылета для модернизированного вертолета Ми-2
Как уже было отмечено, существует два параметра, по которым Ми-26 не соответствует требованиям, предъявляемым к JTR. Во- первых, это ограниченные возможности вертолета при взлете на заданной высоте в условиях повышенной, по сравнению со стандартной, температуры, во-вторых, меньшая, чем задано в требованиях, крейсерская скорость, особенно при полетной массе свыше 49,65 т.
Применение нового двигателя, модернизированных лопастей несущего винта с увеличенной хордой и модернизированного главного редуктора позволят устранить несоответствие по взлетным свойствам.
На рис. 3 представлены возможности модернизированного вертолета на режимах висения и вертикального набора высоты. Поскольку мощность двигателей задавалась исходя из условия выполнения требования вертикального набора высоты со скороподъемностью 2,45 м/с на высоте 1219 м при температуре, на 20° превышающей стандартную, все приведенные ниже характеристики являются следствием выполнения такого требования.
Результаты расчетов представлены в табл. 1, где приведены значения статического потолка при разных условиях взлета.
Как видно из таблицы, вертолет, обладающий такой энерговооруженностью, будет способен взлетать, используя влияние земли, с площадок, расположенных на высотах до 3200 м. Кроме того, обеспечение требуемой скорости 2,54 м/с вертикального набора высоты эквивалентно уменьшению величины статического потолка примерно на 330 м.
Рассмотрим теперь, как изменяется значение перевозимой полезной нагрузки в зависимости от дальности полета (рис. 4) при реализации всех улучшений, предусмотренных в обсуждаемых мероприятиях по модернизации вертолета.
Прежде всего необходимо подчеркнуть, что из трех направлений, по которым должна проводиться модернизация вертолета (увеличение весовой отдачи и аэродинамического качества, а также снижение удельного расхода топлива двигателей), наибольшие результаты дало снижение удельного расхода топлива.
В результате проведения всех мероприятий по модернизации удалось получить потенциально возможную дальность 3249 вместо 2445 км. Однако этого недостаточно для обеспечения перегоночной дальности 3890 км, обозначенной в требованиях к JTR. Рассмотрим возможный вариант решения указанной проблемы. Уникальность поставленной задачи потребует для ее решения использования экстраординарных мер.
Так как вертолет способен осуществлять висение в зоне влияния земли при повышенной температуре и на высоте 1219 м с взлетной массой до 68 т (рис. 3), будем считать, что для уникальных операций, подобных беспосадочному перелету из Америки в Европу, можно допустить снижение обычно нормируемой расчетной перегрузки с 3 единиц до 2,5. При нормальной полетной массе, равной 56 т, это позволит принять 66,7 т в качестве перегрузочной полетной массы. На рис. 5 видно, что при такой взлетной массе и взлете с использованием влияния земли можно обеспечить дальность полета, требуемую для JTR.