Вихревое кольцо у соосников и одновинтовых

Вихревое кольцо и левое самопроизвольное вращение вертолёта

Статья Семенович А.Н. в журнале "Вертолётная индустрия" за апрель 2008 года "Попасть на вращение" удивила и ввергла в уныние. Впервые обнародованные увеличивающиеся потери одновинтовой вертолётной техники из-за случаев "непроизвольных, неуправляемых" левых вращений на режимах близких к висениям и откровенного непонимания лётчиками физики этого явления очевидны. Именно это непонимание делает пилотов беспомощными и при попадании их во вращение, и при выходе из него. Разумеется, этот вид лётной неграмотности проистекает из неграмотности их научных и других руководителей или неумения ими правильно использовать свои знания.

На самом деле эта проблема не стоит и выеденного яйца. Собственно никакой проблемы и нет. Есть только сплошная прикладная физика почему-то многими прикладными специалистами ещё не освоенная.

Одновинтовой вертолёт начинает неуправляемо вращаться влево только тогда, когда полная правая педаль не может остановить (парировать) это движение. В большинстве случаев это происходит из-за образования на хвостовом винте вихревого кольца по своей физике точно подобного вихревому кольцу (т.е. воздушному вихревому тору) на несущем винте, только в перпендикулярной по отношению к несущему винту плоскости. В этом случае, мощность, потребляемая хвостовым винтом, уходит не на создание силы и момента против вращения фюзеляжа, как реакции на прилагаемые к нему усилия двигателей, а на вращение массы воздуха в кольцевом торе и поэтому её не хватает собственно для путевого управления.

Условия для возникновения вихревого кольца на хвостовом винте и его характер, видимо серьёзно никто не изучал, но, полагаю, что они идентичны с характером и условиями возникновения его на несущем винте.

Любому лётчику, чтобы не бояться левых вращений и никогда из-за этого не ломать одновинтовые вертолёты, нужно знать вот что.

В самом начале формирования вихревого кольца на хвостовом винте внимательный лётчик замечает некоторую рассогласованность поведения курса вертолёта по отношению к своим управляющим действиям педалями. В этот момент можно ещё довольно просто исправить ситуацию незначительным движением ручки управления "от себя", т.е. увеличить "косую обдувку" хвостового винта. Но этот момент начала образования вихревого кольца и ещё слабый самопроизвольный разворот может совпасть с сиюминутным, плановым, произвольным пилотажным исполнением лётчика, и тогда начало неподчинения вертолёта может быть упущено пилотом любого высокого уровня. А секунду спустя, начнётся, по-настоящему, неуправляемое пресловутое вращение влево, и вот тогда отдача ручки управления вперёд, как это глубоко ошибочно требует инструкция, только усугубит ситуацию из-за того, что центр вращения вертолёта неизбежно переместится вперёд, увеличивая при этом радиус вращения хвостовой части фюзеляжа вместе с хвостовым винтом. А это очень сильно укрепляет позицию вихревого кольца и уже точно, таким способом благополучно выбраться из этой ситуации никакому лётчику не удастся.

Известно, что абсолютное большинство лётчиков-вертолётчиков на режиме висения чисто интуитивно разворачивают вертолёт относительно самого себя, т.е. пилотская кабина разворачивается на одном месте, а все остальные части фюзеляжа вращаются по своим, геометрическим для этого случая радиусам. К великому сожалению многие, видимо, не умеют управлять центром вращения и радиусами вращения различных частей своего вертолёта, а, между тем, это совсем не сложно, если лётчика кто-нибудь научил, или он сам, задумавшись, научился этому заблаговременно. Подобное умение вообще оказывается во многих пилотажных обстоятельствах востребованным, а для благополучного выхода из левого неуправляемого вращения вертолёта просто необходимым.

Вместо многочисленных официальных общих рекомендаций лётчикам, которые, к сожалению, в статистике изменить ничего не смогут, предлагаю конкретный, проверенный на себе и потому верный способ.

Для прекращения паразитного левого вращения одновинтового вертолёта лётчику необходимо, удерживая правую педаль на упоре, ручкой управления соразмерено взяв её на себя, переместить центр вращения ближе к хвостовому винту. Я не хочу комментировать достаточно спорные, в некоторых случаях, описания поведений терпящих аварии вертолётов. Однако хочу отметить, что систематические заваливания вращающихся вертолётов при приземлении на правый бок красноречиво говорят о передних расположениях центров вращения, т.е. об опущенных носах. При этом никак нельзя говорить о самопроизвольном опускании носа, т.к. ручка управления для парирования этого не бывает и не может быть использованной назад до упора, кроме тех случаев, когда лётчик согласно неверной рекомендации упорно стремится разогнать скорость. Вот тогда заведомо меньший темп разгона скорости, чем темп вращения фюзеляжа может приводить к тому, что фюзеляж подставляет свой хвост на разогнанную уже какую-то скорость. Последствия этого легко представит любой аэродинамик, а именно, освободившаяся от индуктивного потока хвостовая часть фюзеляжа создаст вертолёту момент на пикирование, плюс отданная ручка вперёд, от чего тангаж и так уже пикирующий. Всё это действительно может создать условия для энергичного опускания носа, которое возможно трудно будет парировать даже полным, уже запоздалым взятием ручки на себя. И это лишний раз говорит о безрассудности даже экспериментальных попыток разгона скорости при неуправляемом мощном левом вращении вертолёта без очень грамотного методического сопровождения.

Рекомендации лётчику как действовать органами управления, чтобы лучше упасть тоже выглядят слегка странными. Дело в том, что приземление правильно вращающегося вертолёта, т.е. вращающегося относительно вала несущего винта или относительно центра базы основного шасси обязательно приведёт к опрокидыванию влево. Главный вопрос в том, что вовсе незачем немедленно приземляться при вращении, не использовав против этого органы управления правильно.

При соразмеренном взятии ручки управления на себя уменьшается радиус вращения хвостовой части фюзеляжа, создаются условия для разрушения вихревого кольца, ибо инертный вихревой тор не успеет за хвостовым винтом перестроить свою плоскость, плюс значительно уменьшится и осевой, наступающий на винт, внешний поток воздуха, как главный организатор завихрения. Всё очень просто!

Хочу сказать, что некоторые американские авиационные конструкторы, стремясь не допускать образований вихревого кольца на хвостовых винтах своих вертолётов, конструктивно заваливают плоскость их вращения вбок на весьма заметное число градусов, мирясь при этом с неизбежным возникновением перекрестных связей в системе управления, но надеясь на уменьшение числа катастроф. Интересно и то, что в своих информационных не секретных документах они пишут для наших доверчивых инженеров совсем о других причинах этой, в прошлом, большой новости.

Кстати, неуправляемо вращающийся в горизонтальной плоскости вертолёт, можно благополучно приземлить, если передние колёса его шасси при взлёте не самоориентируются вдоль продольной оси фюзеляжа, или эта фиксация достаточно легко нарушается при первом же посадочном боковом юзе, чего сейчас нет, но могло бы быть, если заказчик-эксплуатант, просчитав свои будущие, вполне возможные, потери от вынужденных приземлений с неуправляемым вращением, не обязательно левым и не обязательно из-за вихревого кольца, будет заказывать, и оплачивать именно такую конструкцию передних стоек шасси.

Лично я в своей лётной практике, такое приземление выполнил благополучно и только благодаря не самоориентирующимся передним колёсам на вертолёте Ка-15, как, впрочем, благополучно прекратил неожиданно возникшее мощное неуправляемое левое вращение вертолёта Ми-4. Последнее случилось в районе 1958 года, когда я ещё не обремененный на сей счёт никакими инструктивными рекомендациями, стараясь как-нибудь отдалить свой вращающийся вертолёт от близкой стоянки авиатехники, импульсами брал ручку "на себя", каждый раз, когда нос вертолёта был направлен на стоянку. Тогда причины возникновения вращения и его прекращения не были мной вполне осознаны. Прозрение пришло гораздо позже, когда случилась первая поломка вращающегося Ми-24 в ЛИИ. Но все мои обращения к различным специалистам по этому вопросу много лет были тщетными. Вероятно, я был бы более настойчивым, если бы знал раньше о видимо тщательно скрываемой доселе неприятной статистике этих лётных происшествий на исправных одновинтовых вертолётах.

Думаю, что серьёзность статьи Семенович А.Н. заставит моё предложение срочно проверить в целевых лётных испытаниях, тем более что преднамеренный вход в режим первой фазы образования вихревого кольца на хвостовом винте и выход из него осваивался слушателями школы лётчиков-испытателей выпуска 1961года под руководством инструктора В.В. Виницкого. Правда, тогда никто не знал, что это явление связано именно с вихревым кольцом, а преподносилось оно как аэродинамическая особенность вертолёта способная самопроизвольно "закинуть" хвост вперёд по движению. Сейчас этот приём легко можно продолжить до полного неуправляемого левого вращения любого одновинтового вертолёта, безопасный выход из которого абсолютно гарантируется предложенным мною способом.

Понимаю, что процесс официального признания моего предложения не будет быстрым, т.к. в этом и техническая политика, и амбиции различных специалистов, но немедленное доведение этой статьи до практикующих лётчиков сразу прекратило бы глупые потери, что позволило бы сколько угодно долго ждать официального дозревания.

Убеждён, что реальная перспектива использования одновинтовых вертолётов на шельфах наших северных морей, особенно в периоды длинных полярных ночей, серьёзно и заблаговременно насторожит авиационных специалистов. Иначе будущие неизбежные катастрофы из-за причин возникновения паразитных вращений влево будут выглядеть, как бы, заранее конструктивно спровоцированными и замаскированными под пресловутый "человеческий фактор".

Ясно, что предотвращать левое вращение и когда это уже случилось благополучно выходить из этой ситуации в условиях полетов на кораблях или нефтяных платформах всё равно будет весьма и весьма проблематично из-за чрезвычайно близких препятствий, и особенно при плохой погоде и ночью. Ведь неуправляемый левый разворот, хотя и не продолжительный, но всё равно будет иметь место. Так что ответственным специалистам есть над чем поломать свои головы, имея в виду, что неуправляемых любых разворотов над одиночными посадочными площадками кораблей и платформ не может быть вообще допустимо.

При этом считаю, что предложения лётчикам гарантированных мер по недопущению непроизвольных левых вращений сейчас невозможны. Здесь и отсутствие официальных достаточно точных данных об условиях образования вихревого тора, его конфигурации с учётом хвостовых конструктивных элементов, здесь и пилотажные способности каждого индивидуума, здесь и сложности учёта угла и силы относительного ветра (скорости и направления перемещения вертолёта в безориентирных условиях) и пр., и пр. Гарантированным в настоящее время может быть только безаварийное прекращение неуправляемых левых вращений в условиях отсутствия близких препятствий и этого уже очень не мало в свете статьи Семенович А.Н.

http://www.aviaport.ru/news/2008/11/28/162102.html

Армейский сборник №3 — 1998, с. 48-53.

Николай Бездетнов.

Как укротить «вихревое кольцо».

В последние годы в нашем обществе заметно снизился общий уровень дисциплины, исполнительности. Не является исключением и сфера авиации. «Старые» конструкции авиатехники и нормативные документы по ее эксплуатации ориентировались на достаточно высокую дисциплиниро-ванность эксплуатантов, в том числе военных летчиков. Сегодня же среди них (и это подтверждают авиапроисшествия последнего времени) можно встретить таких пилотов, которые полагают, что требованиями инструкций и других регламентирующих летную работу документов, а также опытом предшественников можно и пренебречь. Иногда даже зрелые, считавшиеся надежными летчики, утратив дисциплинарный стержень, оказываются в 4 группе риска». В итоге — рост авиапроисшествий, в том числе по вине летного состава.

Механизм подобных происшествий можно представить так. Разрабатывая и испытывая новый летательный аппарат, специалисты осторожно, по определенной методике и на научной основе выявляют и, если можно, рас-ширяют его предельные возможности по каждому из параметров. А для того, чтобы в ходе повседневной эксплуатации (даже с учетом грубых ошибок в пилотировании) летчик и аппарат не вышли за пределы безопасности, в инструкциях эти границы — по грузоподъемности, скорости, маневренности, перегрузкам и т.д. — намеренно сужаются. То есть создаются некие «буферные зоны», позволяющие летчику, попавшему в предаварийную ситуацию и вовремя сориентировавшемуся в ней, благополучно вернуться на эксплуатационный режим. Границы опасных зон названы «летными огра-ничениями» и «предупреждениями». За их пределами полет еще возможен, но протекает он уже в условиях повышенной опасности. Если летчик, нару-шивший границу дозволенного, не остановится и не вернется назад, то неизбежно последует авария.

Ширина относительно безопасной (буферной) зоны не превышает 15 — 20 процентов от всего безопасного диапазона. Это не так уж мало, по-скольку профессионала от попадания на запредельные режимы полета удер-живают хорошее знание физических причин полетных ограничений, раз-витая самодисциплина и т. д. Словом, все то, на что, собственно, и рассчитывали составители инструкций, не вдаваясь в глубокие разъяснения. Однако на практике бывает и по-другому. Скажем, вначале летчик, случайно «шагнув» за ограничения, убеждается в нормальном поведении аппарата, успокаивается, теряет бдительность. Потом уже сознательно, без опаски выходя за максимально разрешенные режимы, он постепенно расширяет их границы. Таким образом, оставаясь еще в «буферной зоне», он одной ногой уже ступил на тропу, ведущую к неизбежным неприятностям. Пока они не случились, ему кажется, что те же конструкторы и испытатели где-то

недоработали, в чем-то ошиблись. Это очень тешит самолюбие и... быстро приближает расплату за профессиональное невежество.

Опасность снижения летного профессионализма, а значит, и вероят-ность подобных инцидентов сегодня достаточно велики. Каков же выход? Может быть, создавать такую летную технику, которой не страшны грубые ошибки пилота? Кстати, такого подхода придерживаются на Западе, в частности американские самолетостроители. Но этот способ уменьшения аварийности все же малоперспективен, ибо ограничения все равно останутся, а у описанного выше механизма их нарушений предела нет.

Есть другой выход — обеспечить своевременность и точность действий летчика, в частности применяя принципиально новую пилотажную индикацию. Увы, на этом пути успехи у нас пока скромны.

Прежде чем предложить некоторые собственные рекомендации по повы-шению безопасности летной работы в современных условиях, постараюсь проиллюстрировать вышеизложенное на конкретном примере. А именно — проанализировав опасные ситуации, в которых могут оказаться летчик и вертолет при попадании в режим «вихревого кольца».

Как-то от молодого вертолетчика довелось услышать такие открове-ния: «На Ка-32 в «вихревое кольцо» попасть невозможно, хотя я много раз бывал за пределами указанных в инструкции ограничений. . . » Даже после моих объяснений он, судя по всему, все же остался при своем мнении. Жаль, конечно, но, может быть, приведенные ниже аргументы заставят его (и других пилотов тоже) поменять точку зрения?

Дело в том, что на режиме висения соосного вертолета, того же Ка-32, относительно узкий и мощный поток воздуха отбрасывается несущими винтами далеко вниз и там рассеивается. На Ка-32 действительно сложнее, чем на любом одновинтовом вертолете, в динамике вертикальных снижений догнать эту более удаленную зону рассеивания и попасть в ее центр. Это компактный, мощный, легкоуправляемый и, пожалуй, самый надежный в грамотных руках вертолет. Он очень удобен, особенно при использовании в качестве «воздушного подъемного крана» (груз на внешней подвеске до 5000 кг). В то же время и на этом вертолете вынужденные длительные вертикальные снижения на малых поступательных скоростях (например, при работе с грузом на подвеске) вплотную соседствуют с режимом «вихревого кольца» или частично выполняются в нем.

Этот режим, к слову, мало изучен. На заре развития вертолетостроения об его особенностях не знали. Позже, после ряда связанных с ним авиапроисшествий, попытки более глубокого изучения его при помощи не очень продуманных методик нередко приводили к неприятностям. Это и породило устойчивую неприязнь к « вихревому кольцу ».

Нынешняя инструкция по технике пилотирования вертолета для предупреждения попадания в «вихревое кольцо» запрещает на скорости полета, меньшей, чем 50 км/ч, снижаться быстрее, чем 3 м/с. Выйти за пределы этих ограничений довольно легко. Тем более что, к примеру, в горных условиях или при тушении лесных пожаров вертолет может оказаться в местных восходящих воздушных потоках. Если их скорость будет больше, чем 5 м/с, то они способны образовывать вихревой режим относительно несущего винта (НВ) и без каких-либо ошибок со стороны летчика.

В этом опасном режиме можно оказаться также после энергичного тор-можения на высотах более 20 метров, когда из-за раскрутки НВ оба двигателя уходят на режим «малого газа» и не могут из-за недостаточной для этого приемистости вовремя обеспечить потребной мощностью энергично зависший вертолет. Начинается самопроизвольное вертикальное снижение, которое заканчивается попаданием в «вихревое кольцо». При таком же торможении на меньших высотах этот закольцованный вихрь, уменьшающий несущую силу винта, из-за близости земли развиться не успевает, и машина после самопроизвольного снижения зависает на высоте 3 — 5 метров.

Чтобы правильно действовать, вертолетчику нужно верно представлять и физическую модель вихревого образования» и особенности поведения в нем вертолета. Очевидна острая необходимость каждому вертолетчику вооружиться теоретическими и практическими знаниями о «вихревом кольце» для того, чтобы не попадать в него, а случайно попав, не бояться и действовать правильно.

Итак, «вихревое кольцо» — это достаточно замкнутое вихревое обра-зование, рожденное движением масс воздуха. Отталкиваемый от несущего винта воздух затем поднимается вверх и вновь попадает на лопасти винта, уменьшая его несущие свойства. Движение воздуха симметрично относительно оси несущего винта. Кольцо создается не всегда, а лишь вокруг вертолета, который снижается с вертикальной скоростью в диапазоне б — 16 метров в секунду. При этом энергия совершающей цикл массы воздуха соизмерима с энергией снижающегося вертолета. То есть вертолет при работающих на полную мощность двигателях может не удержаться в воздухе и столкнуться с землей.

От момента создания условий для образования «вихревого кольца» до его полного « замыкания », когда оно начинает опасно влиять на поведение вертолета, проходит 5 — 6 секунд. Это время примерно характеризует и меру инертности всей массы вихря. Вертолет по воле летчика может в боковом и продольном направлении перемещаться относительно кольца и занимать любую позицию. По вертикали же положение машины определяется величиной скорости перемещения воз-душных масс (от 5 м/с — на верхней границе вихря, до 16 м/с — на нижней). Вертолет не может преодолеть только верхнюю границу — для этого не хватит всей мощности двигателей.

Смещение вбок, вперед или назад с выходом из вихря с большим увеличением общего шага (ОШ) приводит, особенно на границе, к значительной хаотично-переменной рассоконусности лопастей несущего винта. Причина - существование пограничных зон с различными (по величине и направлению) векторами скоростей воздушных струй. При этом летчик ощущает повышенную общую вибрацию и заметное сопротивление вихря выходу из него. Кстати, вихрь способен активно удерживать вертолет в своем центре и при этом снизить его с любой высоты, если летчик не будет правильно и энергично действовать. На границе вихря, где встречаются два разнонаправленных потока воздуха (один — сверху вниз, другой — снизу вверх), на лопастях могут возникнуть закритические углы атаки и, как следствие, срыв обтекания с падением оборотов винта. Все это сопряжено с возможным нерасчетным сближением лопастей, и поэтому способ выхода с большим общим шагом принципиально недопустим.

Медленный выход вниз только за счет плавного уменьшения ОШ приве-дет на нижней границе «вихревого кольца», где, напомню, скорость потока 14 — 16 м/с, к очень неустойчивому поведению вертолета и «выталкиванию» его вихрем в любую сторону со снижением уже за его пределами. При этом поведение лопастей также неустойчиво. Возможно и уменьшение оборотов, и приближение к границам срыва на лопастях из-за попадания вертолета в сильный воздушный поток. В этом случае появляется и хаотичная рассоконусность, и вибрация, и нерасчетное сближение лопастей. Такой метод выхода из кольца также недопустим.

Кроме того, за нижней границей «вихревого кольца» при вертикальных снижениях с большими скоростями — 17 — 25 м/с — энергичное увеличение ОШ обязательно приведет к закритическим углам атаки на лопастях нижнего винта и глубокому срыву их обтекания воздухом. Как результат — энергичный разворот вертолета вправо, падение оборотов винта, резкое (до 70 граду, сов за одну секунду) увеличение тангажа на пикирование из-за резкого ослабления индуктивного потока и начала обтекания стабилизатора нерасчетным в системе управления направлением (снизу вверх). Энергичное изменение тангажа на пикиро-вание с полностью взятой на себя ручкой управления создает условия для соударения лопастей нижнего винта с хвостовой балкой и для мощного прецессионного встречного сближения лопастей справа.

Данное описание — не гипотетическая модель опасной ситуации, а реальное авиапроисшествие с объяснением его причин. Оно было заснято на кинопленку и фиксировалось бортовой аппаратурой объективного контроля. Хронометраж и анализ всех элементов поведения вертолета и летчика в кабине заставляют считать описанный срыв обтекания лопастей нижнего винта первопричиной происшествия. В таких случаях необходимо всегда прежде всего «толкнуть» ручку управления вперед.

Вместе с тем силовые установки, работая на высоком режиме, быстро насыщают замкнутую систему вихря отработанным газом. Попадая вновь на вход двигателей, он может вызвать их неустойчивую работу, помпаж, а иногда и самовыключение.

Все сказанное относится и к одновинтовым вертолетам. Кстати, мой первый летный опыт, в том числе и по «вихревому кольцу», формировался на одновинтовом Ми-4. Позже он пополнялся в ходе полетов на других соосных машинах КБ Н.И. Камова. Одна из наиболее памятных встреч с «вихревым кольцом» произошла в 1986 году на вертолете Ми-8 над разрушенным четвертым блоком Чернобыльской АЭС. Тогда я летал на правом сиденье с целью корректировки по радио действий работавшего над реактором Ка-32. Пришлось помогать растерявшемуся летчику выводить Ми-8 из «вихревого кольца».

Учитывая основные свойства этого опасного аэродинамического явления, можно дать некоторые рекомендации летчику.

Прежде всего важно своевременно распознать опасность. На малых скоростях полета (менее 85 км/ч ), когда поведение стрелки указателя скорости отличается неустойчивостью, попадание в «вихревое кольцо» легко определяется по самопроизвольному увеличению вертикальной скорости снижения до 7 — 8 м/с. Летчик и сам хорошо чувствует подобное несанкционированное «проваливание» вертолета. Кроме того, исчезает привычная реакция вертолета на уве-

личение общего шага и уменьшается эффективность ручки управления. В этот момент увеличения вибрации и рассоконусности лопастей может и не быть, если вертолет находится в центре вихревого образования. Кстати, был случай, когда описанные признаки летчик принял за самопроизвольное значительное падение оборотов НВ. Снижаясь с попутным ветром, он не учитывал разницу поступательных скоростей относительно земли и воздуха. Не имея возможности проконтролировать обороты (не хватило внимания, которое было обращено на быстрое приближение земли), он отреагировал неправильно. Полет закончился трагически. По-другому и не могло произойти, поскольку оставаться в «вихревом кольце» безнаказанно нельзя.

Каковы же пути вывода вертолета из «вихревого кольца»? Если в самом начале самопроизвольного «проваливания» со скоростью 5 — 6 м/с летчик только слегка изменит тангаж на пикирование (на 5 — 10 градусов) и одновременно сбросит ОШ (на 3 — 5 градусов), то вихрь легко отступает. Если режим развился до скорости снижения вертолета 7 — 12 м/с, то необходимо одновременно энергично сбросить ОШ примерно на две трети от исходного положения, а ручкой управления создать тангаж 25 - 30 градусов на пикирование. Через 2 — 3 секунды, действуя ручкой управления, необходимо вернуть вертолет в первоначальное положение, скорректировать поступательную скорость, которая должна быть не менее 35 км/ч (кстати, за этой отметкой, на большей скорости, стрелка указателя начинает вести себя устойчиво), а затем изменением общего шага выйти на необходимую вертикальную скорость.

В инструкции приборная минимальная скорость полета при сниже-нии со скоростью более 3 м/с определена в 50 км/ч. Как правило, летчик затрачивает очень много внимания на контроль этих параметров. Как своеобразное предупреждение об опасности можно, по-моему, рассматривать изменение поведения стрелки указателя скорости, о котором я упоминал и которое заметно на отметке 35 км/ч. На большей скорости образование «кольца» просто невозможно. Так что летчику стоит взять на заметку: если вертолет снижается со скоростью более 3 м/с, а стрелка в этот момент начинает вести себя неустойчиво, нужно незамедлительно выполнить действия по выводу вертолета из начальной стадии «вихревого кольца», не дожидаясь, когда проявятся все его признаки.

Описанный выход из вихря вниз быстро приводит к нужному результату и протекает без тряски, рассоконусности и опасного сближения лопастей, без уменьшения эффективности управления. Потеря высоты на выводе сравнительно невелика.

Если высота, до которой снизился попавший в «вихревое кольцо» вертолет, покажется летчику уже недостаточной для благополучного выхода, то необходимо энергично создать тангаж на пикирование 20 — 25 градусов с одновременным сбросом ОШ на половину оставшегося хода, через секунду увеличить ОШ до взлетной мощности, а движением ручки управления на себя с темпом, со-размерным скорости приближения земли, уменьшить тангаж на пикирование до прекращения снижения. Затем, увеличивая скорость, перейти в набор высоты.

Энергичное уменьшение тангажа со снижением приведет к немедленному разрыву замкнутости вихря и изменению направления воздействия нисходящей части вихревого потока на лопасти. Кроме того, мгновенно возникает «косая обдувка» несущего винта. Вместе с кратковременным сбросом ОШ это обеспечивает большой исходный запас по срыву. Управление вертолетом быстро нормализуется.

На меньшей высоте, когда на изменение тангажа и набор скорости времени нет, а вертолет снижается со скоростью не более 10м/с, за 10 —15 метров до земли соразмерно темпу приближения к ней необходимо выполнить энергичное и полное, насколько позволяет бустер, увеличение общего шага — так называемый «подрыв». Здесь необходимо небольшое пояснение. В центре «вихревого кольца» обтекание винта сильным сформированным потоком воздуха сверху вниз сильно уменьшает направленный вверх реактивный эффект отталкивания от него лопастей. При этом плавное увеличение ОШ приводит к увеличению скорости протекания потока через винт, что в свою очередь через несколько секунд (когда скорость потока увеличится по всему вихрю) уменьшит угол атаки суммарного набегающего на лопасти потока. То есть скорость вращения вихря и его объем растут с увеличением углов атаки лопастей и тяги несущего винта. Поэтому плавное увеличение общего шага не дает нужного эффекта.

Иное дело, когда ОШ увеличивается энергично. В этом случае инерция воздушной массы вихря не может моментально освоить резкий приток значительной энергии, тут же увеличив скорость потока (для этого пона-добилось бы 5 — 6 секунд), поэтому сразу начнет уменьшаться вертикальная скорость. Темп снижения уменьшится по мере увеличения влияния воздушной подушки и разрушения «вихревого кольца». Это сопровождается появлением непривычной для вертолетчиков вертикальной перегрузки.

В конечном счете, это – единственный способ избежать падения на малой высоте. Но следует иметь в виду, что при этом углы атаки лопастей будут энергично и самопроизвольно (в соответствии с уменьшением скорости воздуха в вихревом потоке) приближаться к закритическим. Срыв потока, как мы уже видели, может привести к тяжелому происшествию. Чтобы этого не произошло, необходимо после выполнения «подрыва» ни в коем случае не допускать уменьшения оборотов более чем на 3 процента от равновесных. Иными словами, несмотря на приближение земли, нужно своевременно и расчетливо уменьшать общий шаг, но только до значения, необходимого для зависания. Положение вертолета можно контролировать по величине вертикальной перегрузки, которую хорошо ощущает летчик. При самопроизвольном увеличении углов атаки лопастей (воздушная подушка, разрушение «вихревого кольца») перегрузка будет автоматически увеличиваться или сохраняться до тех пор, пока углы атаки не достигнут величин, близких к закритическим.

Ясно, что необходимы научные обоснования и точные расчеты диапазона возможных изменений ОШ, чтобы не допустить срывных явлений на различных стадиях выхода из «вихревого кольца » при различном полетном весе машины. Но исследования в этой области в нужном объеме пока не проводились. Потому нет и конструктивных решений, облегчающих летчику действия. В перспективе, возможно, бортовой компьютер будет выдавать летчику необходимые рекомендации. Но и в этом случае понимание летчиком происходящих в воздухе процессов необходимо.

Итак, после выполнения «подрыва», если полетный вес — средний (без груза на внешней подвеске), вертолет зависнет на высоте 2 — 3 метра. При полетном весе, близком к максимальному, возможно безопасное приземление. Разумеется, при на-личии пригодной площадки.

Запоздалые и нерешительные действия летчика могут привести к тому, что вертолет на малой высоте окажется на боковой границе «вихревого кольца». При этом неизбежны сильная тряска, рассоконусность лопастей. «Подрыв» в этом случае обязательно приведет к срыву на несущем винте. Если же приземляться вертикально, то ручкой управления, установленной в нейтральное положение, перед «подрывом» лучше не действовать. Вертолет самопроизвольно и быстро (за 2 — 3 секунды) окажется в центре «вихревого кольца» , где энергичное увеличение общего шага безопасно.

Летчику при непроизвольном попадании за пределы ограничений необходимо еще знать, что на малых скоростях полета (от 35 до 80 км/ч) при снижении со скоростью более 8 м/с значительно ухудшается эффективность традиционного путевого управления созданием кренов (2 — 3 градуса) в сторону желаемого (или против самопроизвольного) разворота.

Современные условия неблагоприятны для накопления, осмысления коллективного летного опыта и адресной передачи его пилотам, особенно начинающим. Поэтому, надеюсь, молодым летчикам будет небесполезен мой опыт. Только самостоятельно разобравшись в вопросе, летчик сможет правильно действовать при остром дефиците времени. Убежден, что аварий и катастроф удастся избежать или, по крайней мере, их число значительно снизится, если будет создана система предварительного изучения и обязательного освоения летчиками физических основ предстоящих полетных заданий. Пока она только разрабатывается, а ведь самолеты и вертолеты продолжают летать. И, увы, падать...

Подготовил к печати полковник Сергей ВАЛЬЧЕНКО