Вертолёт, 2005 № 04

Вначале хочу обратить внимание читателей на одну из особенностей всех вертолетов: висит ли вертолет у земли без груза или с максимальным грузом, летит ли на максимальной скорости у земли или на большой высоте — несущий винт должен вращаться с постоянной скоростью. Скажу об этом по-другому: допустим, несущий винт конкретного вертолета рассчитан на вращение три оборота в секунду. И независимо от загрузки вертолета, независимо от скорости и высоты полета вертолета и даже при выключенных в полете двигателях и снижении на самовращении несущего винта винт должен вращаться в ту же сторону со скоростью три оборота в секунду. Увеличение оборотов недопустимо, так как приводит к перенапряжению лопастей, шарниров подвески лопастей несущего и рулевого винтов, трансмиссий. Достаточно сказать, что каждая лопасть вертолета типа Ми-8 развивает центробежную силу до 20000 кг, а лопасть Ми-6 — около 100000 кг. Уменьшение оборотов несущего винта также недопустимо, так как приведет к уменьшению его КПД, следовательно, к уменьшению подъемной силы несущего винта и увеличению вертикальной скорости снижения на самовращении. И как следствие — неуправляемое падение вертолета.

В случае отказа двигателя (двигателей) в полете вертолетчику проще всего перевести несущий винт на самовращение, установить рекомендуемую инструкцией скорость и выполнять посадку по-самолетному, с пробегом по земле. Но для этого необходима хоть в несколько раз меньшая, чем самолету, но довольно длинная и относительно ровная площадка. А если таковой не окажется, посадка может закончиться таким же трагическим исходом, как и для самолета.

Я много летал за Полярным кругом на самолетах и вертолетах различных типов, участвовал в расследовании причин катастроф, видел «результаты» посадок самолетов и вертолетов по-самолетному на лес, на заболоченную местность, в горах. Страшное это зрелище.

А нельзя ли, используя кинетическую энергию несущего винта, закончить снижение вертолета вертикальным приземлением и вертикальной посадкой?

В полете двигатели вращают несущий и рулевой винты. А что вращает несущий винт в том же направлении и с прежней скоростью при выключенных в полете двигателях? Попробуем приблизиться к пониманию происходящего при снижении вертолета на «самовращении» несущего винта (слово «самовращение» я взял в кавычки для того, чтобы обратить ваше внимание на то, что несущий винт — не «вечный двигатель», не сам он вращается, его вращает потенциальная энергия, приобретенная при подъеме массы всего вертолета на высоту).

Двигатели самолета, преобразуя тепловую энергию керосина в кинетическую и потенциальную, ускоряют разбег и взлет, подъем и полет самолета на больших высотах, на значительных скоростях. И самолет из Москвы до Владивостока доставит нас за считанные часы. А в случае отказа двигателей в полете, расходуя потенциальную энергию многотонной массы, поднятой на высоту, опускаясь на планировании, самолет может пролететь значительное расстояние. Но самолет не может летать на маленьких скоростях, и его летчик вынужден приземлять воздушное судно на довольно большой скорости, продолжать уменьшение скорости после посадки, преобразуя кинетическую энергию самолета в тепловую.

Двигатели вертолета, преобразуя тепловую энергию керосина в кинетическую, раскручивают несущий и рулевой винты. Несущий винт поднимает вертолет, ускоряет его движение вперед и вверх. При этом вся масса вертолета приобретает кинетическую и потенциальную энергию. Таким образом, в полете за счет своей массы, поднятой на высоту, вертолет имеет большое количество потенциальной энергии, а за счет скорости полета и вращения винтов — и кинетической энергии. И чем выше и быстрее летит вертолет, чем больше его вес, тем больше он имеет кинетической и потенциальной энергии. В случае отказа двигателей в полете эта огромная потенциальная и кинетическая энергия (при неправильном ее расходовании — при посадке «по-самолетному» на пересеченную местность) может привести к трагическим последствиям, к катастрофе. Если же летчик своевременно переведет несущий винт на самовращение, то, расходуя потенциальную энергию массы машины на преодоление сопротивления вращению лопастей несущего винта и всего вертолета (винт будет вращаться в ту же сторону с прежней скоростью), вертолет продолжит полет с постепенным снижением.

Летчик, снижаясь на авторотации, выполнит необходимые предпосадочные действия и закончит полет совершенно безопасной вертикальной посадкой. Закончит полет практически с нулевыми поступательной и вертикальной скоростями.

Это может выглядеть примерно так. При отказе двигателей в полете летчик, опуская рычаг «шаг-газ», переводит несущий винт на меньшие установочные углы — на такие углы атаки лопастей, при которых винт будет продолжать вращаться в ту же сторону с прежней скоростью (помните? — три оборота в секунду).