Аэродинамическое обоснование необходимости выполнения вынужденной посадки при отказе одного и двух двигателей вне аэродрома без пробега

АННОТАЦИЯ

Многолетний опыт эксплуатации отечественных вертолетов показывает, что отказ двух двигателей в полете происходит редко, но последствия данных отказов практически во всех случаях катастрофические. Боевой опыт применения вертолетов в Афганистане, Таджикистане, Северном Кавказе и сейчас в Сирии, а также случаи самовыключения двигателей при полетах в условиях обледенения, ливневых осадках, в результате неграмотных действий экипажа с оборудованием кабины показывает, что у летного состава отсутствует навык выполнения посадки на РСНВ на различные площадки, подобранные с воздуха. В этом случае нет единой методики выполнения данного вида посадки, а изложенный в РЛЭ порядок действий при отказе двух двигателей не является приемлемым в зависимости от условий полета.

ABSTRACT

The long-term operating experience of domestic helicopters shows that the failure of two engines in flight happens seldom, but consequences of these refusals practically in all cases catastrophic. Fighting experience of use of helicopters in Afghanistan, Tajikistan, the North Caucasus and now in Syria, and also cases of self-switching off of engines when flying in the conditions of frosting, showers, as a result of illiterate actions of crew with an inventory of a cabin shows that the flight personnel has no skill of realization of landing to RSNV on various platforms which are picked up from air. In this case there is no uniform technique of realization of landing of this type, and the operations procedure explained in RLE at failure of two engines not always is acceptable depending on flight conditions.

Ключевые слова: вертолет, отказ двигателей, вынужденная посадка, режим самовращения.

Keywords: The helicopter, refusal of engines, emergency landing, self-rotation mode.

В РЛЭ (руководство по лётной эксплуатации) не указаны случаи действий экипажа при отказах трансмиссии вертолета (отказ РВ (рулевого винта), привода РВ и т.д.). Ведь в этих случаях необходимость сознательного выключения двигателей актуальна. И другого способа уменьшения М_Рнв (момент реактивный от несущего винта) практически нет.

Неожиданное выключение двигателей в полете во всех случаях приводит к поздней реакции летчика на воздушную ситуацию. Его моторика начнет работать лишь по истечению некоторого времени, и оно будет зависеть как от теоретических знаний действий в особых случаях, так и от натренированности экипажа.

Главное в этом случае энергичное уменьшение (сброс) РОШ_НВ (рычаг общего шага несущего винта) до минимального, с одновременным переходом вертолета на V_ЭК (экономическая скорость полёта)_. Далее необходимо выполнить быстрый поиск (подбор) площадки для вынужденной посадки и выполнение доворота вертолета против ветра. Возможно так же выполнение посадки и со встречно – боковым ветром справа. Это поможет экипажу бороться с М_УВЛ (увлекающий момент от несущего винта) от НВ (несущий винт). При этом летчик должен действовать в максимально ограниченном диапазоне времени.

(Пример: при отказе двух двигателей на Н=300 м (высота полёта) до посадки вертолета остается всего 30-35 сек со средней V_Усн=9-10 м/с (вертикальная скорость снижения)).

В данной ситуации для экипажа главным считается подбор благоприятной площадки для выполнения посадки на РСНВ (режим самовращения несущего винта). В процессе снижения на РСНВ до 70-80% внимания уделять внекабинному пространству (площадке), остальную информацию о Н, V, (высота, скорость полёта) необходимо получать от штурмана, шт. оператора (главное это высота).

Во всех случаях вынужденную посадку на РСНВ на подобранную площадку необходимо выполнять без пробега с подрывом ОШ_НВ. Техника выполнения данной посадки представляет определенную сложность для летчика, чем посадка на поступательной скорости. Она требует четких и с психологической точки зрения смелых действий от экипажа, см. рисунок 1.

Рисунок 1. Физическая сущность катастрофической ситуации

Почему в этом случае мы рекомендуем посадку на РСНВ без пробега?

Экипаж не знает:

- какая подстилающая поверхность подобранной площадки (её ровность);

- какая плотность грунта на площадке;

- какие имеются скрытые препятствия на данной площадке (искусственные и естественные).

Анализируя все это, мы не рекомендуем летному составу выполнять посадку на подобранную площадку на РСНВ на поступательной скорости.

Рисунок 2.  Развитие катастрофической ситуации

Рекомендации по порядку выполнения данной посадки на РСНВ:

При снижении на РСНВ, штурман через каждые 10 м докладывает высоту, при этом планирование выполняется на V_эк =100-120км/ч.  На H=30-35 м энергично отклонить РЦШ (рычаг циклического шага несущего винта) на себя. Создать тангаж до 20-25 градусов с последующим увеличением РОШ (рычаг общего шага несущего винта) на 3-4 градуса. Это позволит за счёт увеличения угла атаки НВ выполнить не большую подкрутку НВ и как следствие это приведет к увеличению тяги НВ, что приводит к энергичному гашению поступательной скорости и уменьшению части вертикальной скорости снижения.

В этом случае летчику необходимо сохранять данный тангаж на кабрирование примерно до высоты 8-10 м. Визуально на H=8-10 м отклонить РЦШ от себя с одновременным энергичным увеличением РОШ до max и с положительным углом тангажа 6-8 градусов приземлить вертолет.

При этом способе посадки на РСНВ возможно касание земли хвостовой опорой, т.к. РЦШ при этом отклонена назад для удержания тангажа на кабрирование вплоть до приземления.

Авария вертолёта Ми-8, произошедшая в Центре горной подготовки в сентябре 2018 года лишний раз подтверждает наши рассуждения о необходимости вынужденной посадки при отказе одного двигателя только без пробега, см. рисунок 2.

Из анализа видео материала аварии следует, что при отказе одного двигателя на взлете лётчик перешёл на торможение с небольшим увеличением тангажа вертолёта, сохраняя при этом поступательную скорость примерно равную 40-50 км/ч. Вертолёт перешёл на снижение с повышенной вертикальной скоростью снижения. После касания основными колёсами шасси земной поверхности произошло их проваливание в грунт.

Так как у вертолёта сохранилась поступательная скорость, за счёт резкого торможения основных колёс шасси из-за их провала в грунт, произошло капотирование вертолёта вперёд через переднюю стойку с последующим её зарыванием в грунт. В последующем тангаж вертолёта достиг примерно 70-80°. Лётчик в целях уменьшения тангажа на пикирование отклонил РЦШ на себя, что привело к соударению лопастями НВ с ХБ (хвостовой балкой).

Вывод: данная методика рассмотрена в лётно-методическом отделе выполнения посадки при отказе одного и двух двигателей без пробега с целью её утверждения и использования в дальнейшем, как при подготовки лётного состава, так и при возникновении особых случаев.

Список литературы:
1. Володко А.М. «Вертолеты» Воениздат. 1992 г. – 342 с.
2. Инструкция экипажу вертолета Ми-8МТ. - в 2-х кн. - М.: Воениздат, 1983. - Кн.1: Летная эксплуатация. – 360 с.
3. Ромасевич В.Ф. «Аэродинамика и динамика полета вертолетов» Воениздат. 1982 г. – 384 с.