Максимальная высота, набираемая вертолетом с поступательной скоростью, на которой вертикальная скорость равна нулю, называется теоретическим потолком набора высоты.
Для еврокоптера максимальная высота набора высоты в стандартных условиях для веса 2250 кгс составляет 6096м. Эта высота, считается также предельной высотой, позволяющей выполнить висение в зоне влияния земли.
Угол набора высоты - это угол, образованный вектором скорости подъема и линией видимого горизонта (рис. 54).
Определяется по формуле:
Sin Θнаб=Vy/V±U,
где V±U - путевая скорость вертолета.
На угол набоpa оказывают влияние: истинная воздушная скорость, скорость и направление ветра, масса вертолета, плотность воздуха, режим работы двигателя.
В соответствии с расчётом, максимальный угол набора высоты получается на минимальной допустимой скорости Vmin .
Для еврокоптера минимальная приборная воздушная скорость равна:
Vmin IAS =74 км/час.
Увеличение угла Θнаб в данных условиях достигается при встречном ветре. Поэтому взлет и набор высоты рекомендуется производить против ветра. Наоборот, при попутном ветре путевая скорость возрастает, а угол набора уменьшается.
Чем больше угол набора высоты, тем больше запас высоты относительно препятствий при взлете.
Скороподъёмность еврокоптера в ожидаемых условиях эксплуатации определяется с помощью Номограммы РЛЭ, рис. 55.
Рис. 55 Характеристики скороподъёмности еврокоптера
6.3 Особенность выполнения набора высоты
Набор высоты с поступательной скоростью является основным видом набора высоты.
Для перехода к набору высоты необходимо увеличить подъемную силу НВ Ун и сохранить поступательную скорость полёта (см. рис. 54).
Для этого пилот увеличивает шаг НВ и крутящий момент двигателя рычагом управления подачи топлива(FFCL) за счет имеющегося избытка мощности.
Вследствие увеличения реактивного момента НВ производится баланси-ровка вертолета, для чего правая педаль отклоняется вперед, а РУ координи-ровано отклоняется от себя и вправо.
Сбалансированный вертолет переводится на режим движения с постоянной скоростью.
Для набора высоты более 30 м и получения максимальной скороподъёмности необходимо выбрать номинальную мощность (MCP) и оптимальную скорость набора высоты (Vy) IAS = 102 км/ч при давлении равном нулю. Скорость уменьшать на 2 км/ч через каждые на 300 м.
Заданную поступательную скорость необходимо сохранять продольными отклонениями РУ. При уменьшении скорости необходимо плавным отклонением РУ на себя увеличить угол тангажа. При увеличении скорости угол тангажа следует уменьшить.
Выдерживание заданной скорости набора высоты облегчается при сохра-нении постоянного положения деталей остекления кабины относительно линии естественного горизонта. Периодически полет контролируется по приборам.
С подъемом на высоту необходимо учитывать, что двигатель невысотный, поэтому его мощность уменьшается. При этом обороты НВ остаются в допустимых пределах, так как вступает в работу центробежный регулятор оборотов НВ (рис. 56).
6.3.1 Схема работы регулятора свободной турбины
Центробежные грузы приводятся в движение свободной турбиной. Центробежная сила (Fc), которая воздействует на центробежные грузы, зависит от угловой скорости свободной турбины.
Воздействие центробежной силы при данной скорости вращения уравно-вешивается усилием пружины Т. Одно положение грузов (в зависимости от w) соответствует одному и только одному положению топливного дозирующего клапана (рис. 56).
Если при установившейся скорости w, скорость вращения винта умень-шается (вследствие уменьшения шага), центробежная сила уменьшается, и грузы отпускаются в результате воздействия пружины. Топливный дозирую-щий клапан увеличивает диаметр отверстия для прохождения топлива; мощность двигателя увеличивается, а вместе с ней — скорость вращения винта.
Когда растущая мощность двигателя становится равной требуемой мощ-ности, скорость вращения винта стабилизируется, регулятор занимает новое положение равновесия.
И, наоборот, при уменьшении шага топливный дозирующий клапан умень-шает отверстие, задавая скорость стабилизации, которая несколько выше исходной скорости.
Рис. 56 Схема работы регулятора оборотов свободной турбины
В наборе высоты можно выделить первый и второй режимы полета (аналогично горизонтальному полету). Граница режимов находится на эконо-мической скорости.
На скоростях первого режима вертолет находится в состоянии устойчивого равновесия продольных сил. Постоянная вертикальная скорость выдерживается незначительными отклонениями РУ.
На скоростях второго режима выдерживание установившегося полета сложнее, так как при случайных изменениях скорости требуются возвратно-поступательные перемещения рычага "шаг-газ". Выдерживание длительного режима набора высоты затруднено, так как изменяется мощность двигателя.
При постоянном шаге НВ и выбранной мощности двигателя скоро-подъёмность постепенно уменьшается.
На высоте потолка вертикальная скорость еврокоптера приближается к нулю.
Для набора высоты за минимальное время необходимо выдерживать оптимальную скорость полёта при максимальном режиме работы двигателя.
При этом необходимо учитывать ограничение по времени работы двига-теля на предельном режиме (крутящий момент на взлётном режиме не более 5 минут).
6.3.2 Ограничения вертолета
Частота вращения НВ:
- в диапазоне рабочих режимов 375-394 об/мин.;
- диапазон опасных режимов 394-430об/мин;
По частоте вращения свободной турбины:
- минимальные обороты свободной турбины 330 об/мин;
- максимальная частота вращения 417об/мин.
По скорости вращения турбокомпрессора:
- минимальная стабильная скорость Ng=67%;
- максимальная для длительной работы 98%; максимальная на взлётном режиме 101,9%.
Допустимый диапазон скоростей совпадает с режимом горизонтального полёта:
- максимальная допустимая скорость VNE=287км/час;
- минимальная приборная воздушная скорость VIAS =74км/час;
- оптимальная приборная воздушная скорость Vy IAS =102 км/час.
Наилучшие характеристики скороподъемности получаются на оптимальной скорости, по углу подъема, при наличии встречного ветра.
Примечание: Для еврокоптера величина максимальной вертикальной скорости, полученная расчётом, в стандартных атмосферных условиях, у земли, на номинальной максимальной мощности двигателя равна 8,5 м/сек (см. Номограмму, рис. 55).