Изобретение относится к способу определения в полете изгибных напряжений на валу несущего винта вертолета с торсионной втулкой несущего винта. Для определения напряжений измеряют летно-технические характеристики штатными средствами в течение всего времени полета, из них выбирают и систематизируют значимые параметры, определяют их аппроксимирующие функции с целью получения итоговой функции зависимости напряжений в вале несущего винта от выбранных параметров летно-технических характеристик, рассчитывают нагрузки на вал несущего винта с помощью математической модели, сигнализируют в случае их превышения. Обеспечивается определение остаточного ресурса и контроль допустимого уровня нагрузок. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к системам мониторинга технического состояния летательных аппаратов, а именно мониторинга уровня изгибных напряжений вала несущего винта вертолета в полете, в частности для легкого многоцелевого вертолета с бесшарнирным креплением лопастей, например вертолетов: АНСАТ, ВК-117, ЕС-145.

Трансмиссия является наиболее сложным элементом конструкции вертолета. Известно, что наибольший процент катастроф вертолетов (до 39%) по статистике связан именно с отказом агрегатов трансмиссии вертолета.

На этапе разработки систем мониторинга наиболее важным является определение и установление диагностических признаков технического состояния агрегатов трансмиссии вертолета. Главная задача при разработке системы мониторинга - установление пороговых значений диагностических признаков, при достижении которых в эксплуатации должны быть приняты соответствующие решения о дальнейшей безопасности полетов. Если какой-либо диагностический признак достиг своего порогового значения, то далее принимается решение об ограничении ресурса, о внеочередной замене какой-либо детали, или об отстранении агрегата трансмиссии от эксплуатации. Как правило, подавляющее большинство диагностических признаков не выводятся на индикацию в кабине пилотов во время совершения полета. Их анализ проводится после завершения полета. Однако некоторые особо ответственные диагностические признаки могут выводиться на индикацию в процессе полета, если того требуют условия безопасности.

В последние десятилетия на перспективных вертолетах стали применяться так называемые бесшарнирные несущие винты, оснащенные бесшарнирной втулкой, в которой функции горизонтального, вертикального и осевого шарниров выполняет упругий элемент протяженного типа - торсион. Основной частью конструкции торсиона является упруго-деформируемый участок. Наличие переклейки слоев и прорезей обеспечивает ручьям торсиона нагружение преимущественно в одноосном напряженно-деформированном состоянии с поперечным сдвигом и изгибом при качании лопасти в плоскости вращения. Это позволяет снизить стоимость эксплуатации вертолета, но при этом увеличиваются начальные затраты на проектирование и изготовление таких конструкций. Поэтому точность прогнозирования нагружения и, соответственно, оценки ресурса несущей системы вертолета является на сегодняшний день одной из ключевых задач вертолетостроения.

Вал несущего винта нагружается силами и моментами от его втулки и крутящим моментом, создаваемым на выходе главного редуктора. Длина вала несущего винта определяется компоновочными, аэродинамическими и эксплуатационными соображениями.

Поскольку полужесткая втулка имеет больший изгибающий момент по сравнению с шарнирной, контроль изгибных напряжений вала несущего винта вертолета с бесшарнирной втулкой в полете является актуальной задачей.

Известна система мониторинга нагружения вала несущего винта (патент США №2010219987, SIKORSKY AIRCRAFT, дата публикации 02.09.2010, МПК G06F 15/00, G08B 21/00).

Способ виртуального контроля нагрузки на систему несущего винта вертолета в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения включает в себя отбор, по меньшей мере, одного параметра летательного аппарата за один полный оборот несущего винта. Расчет коэффициентов для получения совокупности высокочастотных сигналов от параметра, по меньшей мере, одного летательного аппарата. Умножение каждого из множества высокочастотных сигналов на коэффициент для получения совокупности проанализированных сигналов. Оценка нагрузки на несущий винт на основе проанализированных сигналов.

Система определения состояния несущего винта в режиме реального времени в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения включает в себя систему датчиков, предназначенную для измерения нагрузок для получения данных. Модуль выполнен с возможностью виртуального контроля нагрузок для получения расчетных данных и обнаружения неисправностей в режиме реального времени и получения алгоритма вычитания расчетных сигналов из измеренных сигналов для получения значений, которые затем сравниваются со стандартными значениями, чтобы выдать окончательный результат о состоянии несущего винта.

Датчики считывают такие параметры, как взлетная масса летательного аппарата, высота по плотности, скорость вращения несущего винта, скорость воздушного потока, нормальное ускорение, вертикальная скорость набора высоты, крутящий момент двигателя, угол тангажа, угол крена, угловая скорость рыскания, угловая скорость по тангажу, угловая скорость крена, отклонение в продольном направлении, поперечное положение, положение педали и совокупность позиций за один оборот несущего винта. Вектора заданных шестнадцати параметров умножаются на заданные значения матрицы, включающей в себя 10 строк и 16 столбцов, для получения десяти коэффициентов (c1, с2, с3, с4, с5, с6, с7, с8, с9, и с10) для определения десяти значений колебаний. Значения колебаний умножаются на коэффициент для получения усиленных колебаний. Если вектора колебаний обозначить как w1, w2, w3, w4, w5, w6, w7, w8, w9, и w10, а коэффициенты - c1, c2, c3, c4, c5, с6, c7, c8, c9, и с10, то расчетный сигнал усилия сдвига вала несущего винта запишется в виде:

L=c1*w1+c2*w2+c3*w3+c4*w4+c5*w5+c6*w6+c7*w7+c8*w8+c9*w9+c10*w10

Амплитуда и фаза усилия сдвига рассчитываются через преобразование Фурье.

Известна система сбора данных, контроля и диагностики технического состояния агрегатов привода винтов вертолета (патент РФ на изобретение №2519583, опубл. 27.02.2014 г., МПК B64D 45/00), включающая пьезоэлектрические датчики вибрации, которые установлены на корпусе, по меньшей мере, одного из агрегатов привода винтов вертолета и расположены так, что получают данные с полнотой, достаточной для диагностики технического состояния деталей, узлов, по меньшей мере, одного агрегата привода винтов работающего вертолета, и бортовой электронный блок. Электронный блок связан с выходами датчиков вибраций и выполнен с возможностью цифровой обработки вибросигналов, управления и осуществления сбора, первичной обработки и оценки параметров сигналов отдельных датчиков и/или их комбинаций, накопления данных датчиков и сохранения их на внешних и/или съемных носителях, пригодных для считывания компьютером, и вторичной обработки в наземных условиях. Повышается эффективность сбора данных, информативность контроля и диагностики технического состояния агрегатов привода винтов работающего вертолета.

Недостатком данной системы контроля является невозможность по измеренным в полете вибрациям сделать однозначный вывод об уровне усталостных напряжений в агрегатах вертолета, в том числе и в вале несущего винта. Также недостатком является необходимость установки на вертолетах датчиков и электронных блоков, затраты времени для вторичной обработки данных в наземных условиях.

Известен способ эксплуатации вертолета (патент РФ №2543111, опубл. 27.02.2015, МПК В64С 27/04, B64F 5/00, G01L 3/24), заключающийся в том, что при каждом полете осуществляют контроль фактической тяги несущего винта вертолета, причем предварительно перед началом эксплуатации вертолета осуществляют сбор исходных данных по характеристикам двигателей силовой установки в соответствии с формулярами и сбор исходных данных по величине тяги несущего винта при контрольных висениях вертолета. В течение всего времени эксплуатации вертолета осуществляют сбор и фиксацию фактических данных по величине тяги несущего винта на режимах висения вертолета, сравнивают с помощью бортового вычислителя полученные статистические данные по тяге несущего винта с исходными величинами и, в случае снижения величины тяги несущего винта от исходной на заданную величину, формируют с помощью бортового вычислителя сигнал на монитор о необходимости регулировки параметров двигателей до значений, обеспечивающих отклонение тяги несущего винта в пределах 0,5% от исходной величины. Регулирование параметров двигателя осуществляется или в автоматическом режиме, или обслуживающим персоналом на земле. Достигается повышение эффективности применения вертолета.

Недостатком данного способа эксплуатации является невозможность по полученным результатам определить уровень усталостных напряжений на валу несущего винта, потому что усталостные напряжения на нем определяются напряжениями изгиба. Также недостатком является необходимость установки на вертолетах датчиков и электронных блоков, затраты времени для вторичной обработки данных в наземных условиях. Также недостатком является необходимость предварительно перед началом эксплуатации вертолета осуществляют сбор исходных данных по характеристикам двигателей силовой установки в соответствии с формулярами и сбор исходных данных по величине тяги несущего винта при контрольных висениях вертолета.

В качестве ближайшего аналога выбран патент США №2011112806, опубл. 2011.05.12, МПК G06F 17/10. Изобретение относится к способу предоставления информации о критическом состоянии компонента винтокрылого летательного аппарата, включающего в себя, по меньшей мере, один двигатель, приводящий в движение несущий винт, включающий в себя обтекатель, вал и множество лопастей. Датчик измерения изгибающих и циклических нагрузок, действующих на несущий винт летательного аппарата, включает в себя вычислительный блок, предназначенный для вычисления (а) текущей температуры подшипника узла несущего винта с использованием первой расчетной модели, (б) прогнозирование температуры подшипника с использованием первой расчетной модели и (в) приложение нагрузки на выбранный компонент узла несущего винта с использованием второй расчетной модели, первая и вторая расчетные модели выполнены с возможностью расчета, соответственно, прогнозируемого и текущего значения температуры подшипника и нагрузки, действующей на выбранный компонент на основе контрольных параметров полета; и блок отображения, предназначенный для отображения на единой шкале подвижного индикатора, который приводится в движение под воздействием наибольшего значения проецируемой температуры подшипника и нагрузки, действующей на выбранный компонент. Дисплей отображает другой подвижный индикатор, приводимый в действие текущей температурой подшипника.

Недостатком прототипа является необходимость установки внештатных датчиков, что представляет собой определенные трудности, поскольку конструкция серийных вертолетов не приспособлена к установке внештатных датчиков, кроме того, в процедурах технического обслуживания и полевого ремонта внештатные датчики не интегрированы в полной мере с остальным авиационным оборудованием, требуют дополнительных руководств и справочников по технической эксплуатации и дополнительно обученных специалистов.

Задачей заявляемого технического решения является создание способа контроля изгибных напряжений на валу несущего винта в течение всего времени выполнения полета (от взлета до посадки) для выявления усталостных повреждений вала и для предотвращения аварийных ситуаций.

Технический результат - определение остаточного ресурса и контроль допустимого уровня нагрузок.

Технический результат достигается тем, что способ определения в полете изгибных напряжений на валу несущего винта вертолета с торсионной втулкой несущего винта включает измерение в течение всего времени полета штатными средствами контроля летно-технических характеристик вертолета, расчет с помощью математической модели нагрузок на вал несущего винта и сигнализирование в случае их превышения, из числа измеренных летно-технических характеристик выбирают и систематизируют значимые параметры, оказывающие непосредственное влияние на уровень нагруженности вала несущего винта, определяют аппроксимирующие функции значимых параметров с целью определения итоговой функции зависимости напряжений в вале несущего винта σ(t) от выбранных параметров летно-технических характеристик, к итоговой функции добавляются абсолютные значения скоростей изменения углов поворота тарелки автомата перекоса в продольном и поперечном направлении:

Предлагаемый способ позволяет оценивать уровень нагруженности вала несущего винта в любой момент его летной эксплуатации. Основанный на использовании штатных средств контроля параметров полета вертолета, он позволяет определять уровень изгибных напряжений в течение всего времени выполнения полета, использовать его для регистрации полетных ограничений и сообщения экипажу о превышении допустимого уровня нагрузок, а также определения остаточного ресурса.

В заявляемом изобретении сделан анализ условий обоснованного установления предельных значений для особо ответственных диагностических признаков на примере индикации фактических действующих в полете изгибных напряжений вала несущего винта вертолета одновинтовой схемы, в частности для вертолетов АНСАТ.

Сущность изобретения заключается в том, что из числа контролируемых в полете параметров выбирают и систематизируют те параметры, которые оказывают непосредственное влияние на уровень нагруженности вала НВ. Определяются аппроксимирующие функции значимых параметров с целью определения итоговой функции зависимости напряжений в вале НВ от выбранных параметров ЛТХ. К итоговой функции добавляются абсолютные значения скоростей изменения углов поворота тарелки автомата перекоса в продольном и поперечном направлении.

Проводят летный эксперимент. Выбор критичного параметра определяется из текущих значений летно-технических характеристик (ЛТХ) вертолета. Для этого на вал вертолета устанавливается тензодатчик и в реальном полете повременно фиксируются значения напряжений σ ист (t), а также значения траекторных параметров, измеряемых штатными средствами контроля параметров полета вертолета, например: продольный и поперечный угол наклона тарелки автомата перекоса, общий шаг несущего винта, скорость вертолета, угол тангажа вертолета, угол крена вертолета, темп изменения угла наклона тарелки автомата перекоса в продольном и поперечном направлении и др.

Предварительным анализом выбираются параметры ЛТХ, наиболее максимально влияющие на напряжения на валу НВ, для чего строятся графики изменения напряжения на валу в зависимости от значения параметров, регистрируемых штатными средствами контроля, и находят и оценивают коэффициенты корреляции с целью фильтрации параметров ЛТХ.

В качестве значимых выбирают траекторные параметры ЛТХ с коэффициентом корреляции более 0,2.

Строятся аппроксимирующие кривые (зависимости напряжений на валу несущего винта от выбранных параметров ЛТХ) и составляется система уравнений с целью определения аппроксимации функции для изгибного напряжения по времени σ расч (t):

и находятся соответствующие весовые коэффициенты A1, А2, A3, …, An.

Коэффициенты A1, А2, A3 находят полиномиальной аппроксимацией по методу наименьших квадратов (для конкретного вертолета с конкретными ЛТХ).

Окончательная формула принимает вид:

где Dпрод - угол наклона тарелки автомата перекоса в продольном направлении,

Dпоп - угол наклона тарелки автомата перекоса в поперечном направлении,

Dош - общий шаг несущего винта,

Х n - иные значимые летно-технические параметры,

- абсолютное значение скорости изменения угла поворота тарелки автомата перекоса в продольном направлении,

- абсолютное значение скорости изменения угла поворота тарелки автомата перекоса в поперечном направлении.

Расчет изгибного напряжения вала несущего винта вертолета осуществляется в режиме реального времени в течение всего времени полета в вычислительном блоке бортового компьютера на основании заложенной программы. При превышении безопасного уровня напряжений осуществляется сигнализирование летчику и начинается вычисление израсходованного ресурса в часах по формуле:

где Пр – повреждаемость, вносимая уровнем напряжений, превышающим безопасный;

Пт.п. - повреждаемость за час типового полета, принятая при расчете ресурса для нормальных условий эксплуатации.

Повреждаемость, вносимая уровнем напряжений, превышающим безопасный Пр, определяется по следующей методике:

Для каждого уровня нагружения, превышающего безопасный, с использованием кривой усталости (кривая принимается по результатам испытаний на усталость вала несущего винта) определяется соответствующее количество циклов до разрушения (Ni);

Повреждаемость, вносимая уровнем напряжений, превышающим безопасный Пр, определяется как отношение количества циклов на этом уровне к количеству циклов до разрушения (Ni).

Таким образом, после каждого полета вычисляется израсходованный ресурс вала несущего винта. В случае, если превышений предельного уровня нагружения не было, то израсходованный ресурс вала несущего винта равен фактическому времени полета, в случае, если были зафиксированы превышения безопасного уровня нагружения, то к фактическому времени полета добавляется время, определенное по описанной выше методике.

Поскольку всегда имеет место процедура измерения, необходимая для получения достоверной информации для каждого диагностического признака, то, соответственно, также требуется учет неизбежных погрешностей измерения для каждого диагностического признака. Тогда принятие решения о превышении или о непревышении его предельных значений должно приниматься также с учетом верхнего (или нижнего) допуска области предельных состояний.

Должна быть установлена некоторая предельная величина σ ПР, превышение которой влечет за собой быстрое исчерпание усталостной долговечности вала несущего винта и возможное его разрушение в последующем времени полета. Поскольку данный параметр, или диагностический признак, является особо ответственным, то необходима индикация в кабине пилотов его текущего значения. Обозначим как - допустимое по индикатору значение текущего измеренного значения σф.

Фактическое текущее значение σф можно представить в виде суммы:

где mσ - математическое ожидание изгибных напряжений в наиболее нагруженном сечении вала несущего винта на рассматриваемом режиме полета, Δσ - отклонение фактического значения σф от его математического ожидания.

Описание осуществления изобретения

Практическое определение параметров, влияющих на уровень нагруженности вала.

1. Проводился летный эксперимент на вертолете с одновинтовой схемой АНСАТ, в ходе которого измерялись значения изгибных нагрузок в конкретный отрезок времени с помощью тензодатчика, установленного на валу несущего винта. Экспериментальная зависимость σ ист (t) приведена на фиг. 1 (кривая 1). Данная зависимость получена на типовом режиме полета, включающего следующие режимы:

а) Висение (в том числе развороты на висении)

б) Разгон

в) Малые скорости у земли

г) Набор высоты

д) Горизонтальный полет с разными скоростями

е) Виражи

ж) Моторное планирование

з) Торможение

В течение полета с помощью штатных средств контроля вертолета были измерены во времени следующие траекторные параметры.

1. Скорость, единица измерения км/ч.

Измерялась прибором «Указатель скорости УСВИЦ-350 с цифровым выходом». Погрешность выдачи цифрового сигнала текущей приборной скорости в нормальных климатических условиях при номинальных значениях входных сигналов не превышает ±6 км/ч.

2. Высота, единица измерения м.

Измерялась приборами:

- «Указатель высоты ВМЦ-10» - высотомер механический с цифровым выходом. Погрешность выдачи цифрового сигнала относительной высоты полета, вариация показаний при установленном на счетчике атмосферном давлении 760 мм рт.ст. (1013 гПа) в нормальных климатических условиях в зависимости от высоты составляет: от ±10 м (на высоте Ом) до ±30 м (на высоте 6000 м);

- «Радиовысотомер А-053-05.02» - бортовая радиолокационная станция с непрерывным излучением частотно-модулированных радиоволн. Погрешность измерения высоты при полетах над любой гладкой поверхностью (типа ВПП) с горизонтальной скоростью до 120 м/с и вертикальной скоростью не более 8 м/с при углах крена и тангажа до ±20° в диапазоне высот от 0 до 1500 м в 95% измерений высоты, м: по цифровому выходу 0,45 или ±0,02Н (что больше).

3. Угол крена и угол тангажа вертолета, градус.

Измеряется прибором «Авиагоризонт АГБ-96Д» - выдает сигналы крена и тангажа вертолета. Погрешность авиагоризонта по крену и тангажу на вибрирующем основании - не более ±2,5°.

4. Положение органов управления, единица измерения градусы.

Измеряется прибором «Потенциометрические двухканальные датчики положения органов управления ДП-М». Погрешность измерения ±30".

5. Положение выходных звеньев (штоков) рулевых приводов (углы наклона тарелки автомата перекоса в продольном и поперечном направлении) РП-14, мм.

Измеряется прибором «Потенциометрические датчики МУ-615А серии 1». Погрешность измерения углов в нормальных условиях: ±2% от номинального диапазона измерения.

6. Угловые скорости, рад/с.

Измеряется прибором «Блок датчиков первичной информации БДПИ-09» - выдает информацию о проекциях векторов угловой скорости и линейного ускорения.

На фигурах 2-7 приведены зависимости напряжений на валу несущего винта от измеренных параметров. Перечень приведенных параметров не ограничен приведенными параметрами и зависит от конкретного вертолета.

В ходе эксперимента были измерены следующие параметры во времени:

σ(t) - величина изгибного напряжения по времени, измеренная тензометрическим датчиком на валу,

Dпрод(t) - угол наклона тарелки автомата перекоса в продольном направлении,

Dпоп(t) - угол наклона тарелки автомата перекоса в поперечном направлении,

Dош(t) - общий шаг несущего винта,

V(t) - скорость вертолета,

f т (t) - угол тангажа вертолета,

f к (t) - угол крена вертолета.

Определены коэффициенты корреляции для каждого параметра

Все параметры (коэффициент корреляции >0,2) выбраны значимыми и для них построены аппроксимирующие кривые и составлены уравнения для каждого момента времени и для каждого параметра:

Согласно выбранным значимым параметрам окончательная формула принимает вид:

Коэффициенты A1, А2, A3, А4, А5, А6 найдены путем решения матричного уравнения:

Расчетные значения изгибного напряжения приведены на фигуре 1 (кривая σ расч (t)).

Предлагаемый способ позволяет оценивать уровень нагруженности вала НВ в любой момент его летной эксплуатации. Основанный на использовании штатных средств контроля параметров полета вертолета, он позволяет определять уровень изгибных напряжений в течение всего времени выполнения полета, использовать его для регистрации полетных ограничений и сообщения экипажу о превышении допустимого уровня нагрузок, а также определения остаточного ресурса.

1. Способ определения в полете изгибных напряжений на валу несущего винта вертолета с торсионной втулкой несущего винта, включающий измерение в течение всего времени полета штатными средствами контроля летно-технических характеристик вертолета, расчет с помощью математической модели нагрузок на вал несущего винта и сигнализирование в случае их превышения, отличающийся тем, что из числа измеренных летно-технических характеристик выбирают и систематизируют значимые параметры, оказывающие непосредственное влияние на уровень нагруженности вала несущего винта, определяют аппроксимирующие функции значимых параметров с целью определения итоговой функции зависимости напряжений в вале несущего винта σ(t) от выбранных параметров летно-технических характеристик, к итоговой функции добавляются абсолютные значения скоростей изменения углов поворота тарелки автомата перекоса в продольном и поперечном направлении:

2. Способ определения в полете изгибных напряжений на валу несущего винта вертолета с торсионной втулкой несущего винта по п. 1, отличающийся тем, что для определения значимости параметров летно-технических характеристик строят зависимости напряжений на валу несущего винта от выбранных параметров и рассчитывают и оценивают коэффициенты корреляции.

3. Способ определения в полете изгибных напряжений на валу несущего винта вертолета с торсионной втулкой несущего винта по п. 2, отличающийся тем, что значимость параметров определяется по величине коэффициента корреляции >0,2.

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к способу определения физико-механического состояния рабочих лопаток турбины высокого давления (ТВД), в частности напряженного состояния лопатки.

Изобретение относится к техническому диагностированию гидрофицированных силовых передач самоходных машин. Способ оценки качества работы гидроподжимных муфт при переключении зубчатых передач гидрофицированных коробок передач осуществляется без разрыва потока мощности в передачах во время их переключения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при эксплуатации электродвигателей и другой техники с подшипниковыми узлами для определения текущего состояния подшипников и прогнозирования ресурса по завершении определенного времени с начала эксплуатации.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения осевой нагрузки на шарикоподшипниковые опоры роторов, а также для определения и контроля собственных частот колебаний роторов небольших механизмов и приборов.

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к средствам и методам измерения непроницаемости просвета поршневого кольца. При реализации способа открытое поршневое кольцо зажимают в направлении периферии посредством вспомогательного приспособления с максимальным закрытием стыка и определяют непроницаемость просвета посредством оптических средств.

И у летающих платформ.

Описание

Главное отличие несущих винтов от маршевых винтов - способность быстро изменять общий и/или циклический шаг. Несущий винт вертолёта в общих чертах состоит из лопастей , втулки и шарниров .

Система управления несущим винтом состоит из автомата перекоса , соединённого с осевыми шарнирами лопастей несущего винта при помощи тяг (элементов, передающих поступательное движение). Поворот лопасти в осевом шарнире вызывает изменение угла установки лопасти.

Углом установки лопасти называется угол между хордой лопасти и конструктивной плоскостью вращения. Чем больше этот угол, тем большую подъёмную силу обеспечивает лопасть несущего винта.

Перемещение тарелки автомата перекоса вверх/вниз вдоль вала несущего винта приводит к одновременному изменению углов установки всех лопастей, тем самым регулируется мощность винта и, соответственно, высота висения(полёта) летательного аппарата. Данное изменение называется общим шагом винта .
Наклон тарелки автомата перекоса относительно корпуса летательного аппарата называется циклическим шагом и позволяет управлять аппаратом в продольно-поперечной плоскости (тангаж -крен).

Частота вращения несущего винта, как правило, постоянна, а изменение нагрузки на винте автоматически компенсируется соответствующим изменением мощности двигателей.

Существуют системы управления, в которых отсутствуют осевые шарниры лопастей. Например, в моделях радиоуправляемых вертолётов изменяется наклон вращения всего винта, а не отдельных лопастей. В вариантах несущих винтов с сервозакрылками (синхроптеры фирмы Kaman Aircraft) изменяется угол установки закрылков , расположенных на задней кромке лопастей.

Участки лопасти, расположенные ближе к оси вращения и, соответственно, описывающие окружности меньшего радиуса, имеют меньшую линейную скорость относительно воздуха и создают пропорционально меньшую подъёмную силу. Для уменьшения этого эффекта лопасть закручивают таким образом, что её угол установки плавно увеличивается по мере приближения к оси вращения, что позволяет участкам с меньшим радиусом вращения обеспечивать большую подъёмную силу. Крутка лопастей (разница между углом установки участков в корне и на конце лопасти) может составлять 6-12°.

Соединение лопастей с валом может быть шарнирным , жёстким, полужёстким и упругим. При и упругом соединении плоскость вращения несущего винта не может быть отклонена относительно фюзеляжа вертолёта, в отличие от .

Несущий винт может иметь от двух до восьми лопастей. Лопасти могут быть деревянными, цельнометаллическими и композитными (стеклопластиковыми). Композитные лопасти по сравнению с цельнометаллическими менее трудоёмки в изготовлении, обладают значительно большими ресурсом, надёжностью и коррозионной стойкостью .

Нередко лопасти выполняют пустотелыми и закачивают внутрь лопасти газ или воздух под давлением. Падение давления внутри лопасти, измеряемое специальным датчиком, сигнализирует о её повреждении .

Для уменьшения габаритов вертолёта на стоянке или при базировании в ангарах, на авианесущих кораблях и вертолётоносцах применяются складываемые несущие винты. Складывание может осуществляться вручную или автоматически .

Для снижения уровня вибрации, передаваемой от несущего винта на фюзеляж, на его втулке или лопастях устанавливаются маятниковые виброгасители . Для защиты от обледенения лопасти винта оборудуются противообледенительными системами .

В зависимости от положения несущего винта в потоке воздуха различают два основных режима работы: режим осевого обтекания, когда ось втулки винта расположена параллельно набегающему невозмущённому потоку (висение), и режим косого обтекания, при котором поток воздуха набегает на несущий винт под углом к оси втулки.

Существует проект фиксируемого в полёте несущего винта, так называемый X-Wing, устанавливаемый на вертолёте Sikorsky S-72 .

Несущий винт, заключённый в кольцевой канал, называют импеллером , такая конструкция увеличивает мощность винта и уменьшает шум, однако при этом увеличивается вес несущей конструкции.

Существуют также проекты несущего винта с дисковым крылом, например «Discrotor» Фирмы Boeing или Вертолёт Эллехаммера (англ. ) . В проекте «Discrotor» лопасти несущего винта телескопические, во время полёта лопасти могут убираться внутрь дискового крыла.

Вибрации

При вращении несущего винта возникают вибрации, которые могут вызывать преждевременный выход из строя приборов, оборудования, и даже приводить к разрушению летательного аппарата. К появлению вибрации относятся такие явления, как земной резонанс, флаттер и вихревое кольцо.

Земной резонанс

Этому явлению подвержены летательные аппараты, у которых лопасти несущего винта крепятся ко втулке посредством шарнирного соединения. Центр масс лопастей нераскрученного винта находится на его оси вращения. При вращении винта лопасти могут поворачиваться в своих вертикальных шарнирах, и их общий центр масс оказывается смещённым в сторону от оси вращения, что приводит к колебаниям втулки винта в горизонтальной плоскости. При совпадении гармоник этих колебаний и собственных колебаний вертолёта, стоящего на земле на упругом шасси, возникают неконтролируемые колебания вертолёта - земной резонанс .

Земной резонанс можно подавить, введя демпфирование как в вертикальном шарнире, так и в амортизационной стойке шасси вертолёта. Более благоприятные условия для создания земного резонанса создаются при пробеге вертолёта по земле.

Флаттер

Флаттером называют самовозбуждающиеся колебания лопастей несущего винта, происходящие за счёт энергии воздушного потока и приводящие к быстрому нарастанию амплитуды махового движения. Флаттер особенно опасен для соосной схемы , так как из-за этого эффекта происходит перехлёст лопастей. Для избежания флаттера в лопасти несущего винта устанавливается противофлаттерный груз, а на втулке маятниковые виброгасители . На вертолётах с шарнирным и упругим типом соединения лопастей признаком появления флаттера во время полёта является «размывание» конуса несущего винта.

Вихревое кольцо

Схемы крепления лопастей

Лопасти несущего винта крепятся к втулке , свободно вращающейся вокруг вала вертолёта. Существует следующие основные виды таких соединений.

Шарнирное соединение

При шарнирном соединении, изобретённом Хуаном де Ла Сьерва , лопасти крепятся к корпусу втулки последовательно через осевой, вертикальный и горизонтальный шарниры. Благодаря шарнирному сочленению лопастей с корпусом втулки значительно снижаются переменные напряжения в элементах несущего винта и уменьшаются передающиеся от винта на фюзеляж вертолёта моменты аэродинамических сил.

Горизонтальные шарниры обеспечивают возможность махового движения лопастей вверх-вниз; вертикальные позволяют лопастям совершать колебания в плоскости вращения, возникающие под действием переменных сил лобового сопротивления и сил Кориолиса , появляющихся при колебаниях лопасти относительно горизонтального шарнира; осевые шарниры предназначены для изменения углов установки лопастей.

Во время полёта на вертолётах с шарнирным соединением можно увидеть, что лопасти в воздухе описывают не круг, а фигуру в виде воронки или конуса.

Упругое (бесшарнирное) соединение

Роль вертикального и горизонтального шарнира при таком соединении играет упругий элемент, изготовленный из композитных материалов, или торсион . Это позволяет по сравнению с шарнирным соединением уменьшить число деталей, уменьшить трудоёмкость обслуживания, устранить необходимость смазывания и увеличить ресурс несущего винта в 3-10 раз. На несущем винте с таким соединением может быть значительно повышена эффективность управления по сравнению с шарнирным, что способствует увеличению манёвренности вертолёта, к тому же уменьшается явление «земного резонанса».

Полужёсткое соединение

При такой схеме две лопасти винта жёстко крепятся к центральной втулке по типу качелей (коромысла): когда одна лопасть совершает маховое движение вверх, другая совершает симметричное движение вниз. Лётчик, изменяя положение ручки управления вертолётом, тем самым изменяет положение всей плоскости вращения несущего винта. Вертолёт с полужёсткой втулкой несущего винта обладает хорошими характеристиками управляемости. Важным преимуществом такой схемы является её простота (отсутствие высоконагруженных подшипников в шарнирах, демпферов и центробежных ограничителей свеса лопастей), облегчающая и удешевляющая изготовление винта и обслуживание его в эксплуатации. Вертолёты с полужёсткой схемой серийно производят фирмы Bell и Robinson .

Жёсткое соединение

Лопасти винта жёстко крепятся к втулке, установленной на приводном валу, с использованием только осевого шарнира. Такая схема является самой простой, но в то же время наиболее подверженной разрушительным вибрациям. К тому же такая схема обладает повышенной массой по сравнению с шарнирным соединением. Стоит отметить, что переменные нагрузки на лопасти несущего винта в этом случае могут быть уменьшены за счёт гибкости самих лопастей.

Жёсткое соединение применяется в воздушных винтах самолётов и до изобретения Хуаном де Ла Сьерва шарнирного соединения использовалось на всех экспериментальных вертолётах начала 20-го века. В настоящее время такое соединение можно найти в несущих винтах вертолёта Sikorsky X2 .

Динамика несущего винта в полёте

При поступательном движении вертолёта в горизонтальной плоскости несущий винт обтекается встречным воздушным потоком. В случае его вращения по часовой стрелке лопасть, находящаяся слева по направлению полёта, движется навстречу воздушному потоку (наступающая лопасть), а находящаяся справа - попутно ему (отступающая лопасть). Соответственно, скорость наступающей лопасти относительно набегающего воздуха выше, чем скорость отступающей, и максимальна на азимуте 90°. Поскольку сопротивление воздуха и подъёмная сила пропорциональны скорости, наступающая лопасть создаёт большую подъёмную силу и испытывает большее сопротивление.

Линейная скорость пропорциональна расстоянию от оси вращения и, соответственно, максимальна на концах лопастей. При определённых значениях угловой скорости вращения винта линейная скорость концевых участков наступающей лопасти приближается к скорости звука , в результате чего на этих участках развивается волновой кризис . Напротив, скорость ряда участков отступающей лопасти относительно воздуха настолько мала, что на них происходит срыв потока , а участки, расположенные ещё ближе ко втулке, попадают в зону обратного обтекания (профиль лопасти обтекается воздухом с острой части, что создаёт обратную подъёмную силу).

Лопасти несущего винта, попадающие в зоны срыва потока и волнового кризиса, характеризуются увеличением вибраций и резким снижением подъёмной силы . Противодействовать срыву потока можно увеличением угловой скорости вращения несущего винта, однако при этом увеличивается зона волнового кризиса. Негативное влияние зоны волнового кризиса можно уменьшить, применив специальные законцовки лопастей винта - например, стреловидные.

Поскольку наступающие лопасти создают большую подъёмную силу, чем отступающие, для сохранения баланса подъёмных сил разных участков несущего винта существует механизм компенсации. Механизм основан на применении горизонтального шарнира и осевого шарнира, жёстко соединённого с автоматом перекоса. Во время полёта лопасть находится под углом к обтекаемому воздушному потоку, возникаемое сопротивление воздуха приводит к взмаху лопасти вверх. Так как осевой шарнир соединён с автоматом перекоса, то при взмахе лопасти вверх происходит поворот лопасти в сторону уменьшения угла между лопастью и воздушным потоком. Уменьшение этого угла приводит к уменьшению подъёмной силы лопасти.

Мы вчера начали разговор с , в свете споров и обсуждений индийского тендера . Давайте сейчас кратко рассмотрим конкурента, наш Ми-26 и потом сравним оба вертолета.

Проектирование тяжелого винтокрылого летательного аппарата на фирме М.Л. Миля началось с поиска наиболее оптимальных схемы и компоновки. Как и при создании В-12, рассматривались три схемы: одновинтовая и две двухвинтовые — поперечная и продольная. Вначале было решено использовать для новых машин основные агрегаты от Ми-6 и В-12: лопасти — для одновинтового вертолета; лопасти, главные редукторы и бустеры системы управления — для двухвинтовых вертолетов; и от Ми-8: лопасти — для вертолета поперечной схемы с несущими винтами диаметром 23 м. Изучались варианты: одновинтового вертолета с несущим винтом диаметром 35 м; двухвинтового поперечной схемы с винтами диаметром 23 и 35 м; двухвинтового продольной схемы с несущими винтами диаметром 35 м. Однако все они имели одни и те же недостатки — несоответствие параметров техническому заданию, низкую весовую отдачу и большую взлетную массу и, следовательно, низкие летно-технические характеристики.

Аналитики фирмы пришли к выводу, что для решения проблемы недостаточно ограничиться выбором оптимальных параметров — нужны нетрадиционные методы проектирования. При этом необходимо было отказаться как от использования серийных агрегатов, так и от применения общепринятых конструкторских решений.

Проекту тяжелого вертолета присвоили новое обозначение Ми-26 или «изделие 90». Получив положительное заключение от НИИ МАП, коллектив ""МВЗ им. М.Л. Миля"" в августе 1971 г. приступил к разработке аванпроекта, который был закончен через три месяца. К этому времени военный заказчик внес изменения в технические требования к вертолету — увеличил массу максимальной коммерческой нагрузки с 15 до 18 т. Проект был переработан. Вертолет Ми-26, как и его предшественник Ми-6, предназначался для перевозки различных видов военной техники, доставки боеприпасов, продовольствия, снаряжения и других материальных средств, внутрифронтовых перебросок подразделений войск с боевой техникой и вооружением, эвакуации больных и раненых и, в отдельных случаях, для высадки тактических десантов.

Ми-26 представлял собой первый отечественный вертолет нового третьего поколения. Такие винтокрылые аппараты разрабатывались в конце 60-х — начале 70-х гг. многими иностранными фирмами и отличались от своих предшественников улучшенными технико-экономическими показателями, в первую очередь транспортной эффективностью. Но параметры Ми-26 значительно превосходили как отечественные, так и зарубежные показатели вертолетов с грузовой кабиной. Весовая отдача равнялась 50% (вместо 34% у Ми-6), топливная эффективность — 0,62 кг/(т*км). Практически при тех же геометрических размерах, что и у Ми-6, новый аппарат имел вдвое большую полезную нагрузку и значительно лучшие летно-технические характеристики. Увеличение грузоподъемности вдвое почти не отразилось на взлетной массе вертолета.

Научно-технический совет МАП одобрил аванпроект Ми-26 в декабре 1971 г. Проектирование воздушного гиганта предполагало проведение большого объема научно-исследовательских, конструкторских и технологических работ, а также разработку нового оборудования. В короткие сроки предусматривалось создать и построить агрегаты и системы с малыми относительными массами и высокими ресурсами, стендовую базу, провести испытания узлов и агрегатов, изучить свойства конструкций из новых материалов, исследовать новые профили лопастей, аэродинамические характеристики вертолета, устойчивость облегченных лопастей и т.д. В связи с этим ""МВЗ им. М.Л. Миля"" привлек к тесному сотрудничеству ЦАГИ, ЛИИ, ВИАМ, НИАТ, ЦИАМ и другие организации.

В 1972 г. ""МВЗ им. М.Л. Миля"" получил положительные заключения институтов авиационной промышленности и заказчика. Из двух представленных командованию ВВС предложений: Ми-26 и винтокрыла разработки Ухтомского вертолетного завода — военные выбрали милевскую машину. Важным этапом проектирования вертолета стало грамотное составление технического задания. Заказчик первоначально требовал установки на вертолет привода колес, тяжелого вооружения, герметизации грузовой кабины, обеспечения работы двигателей на автотракторных топливах и тому подобных усовершенствований, влекущих за собой значительное утяжеление конструкции. Инженеры нашли разумный компромисс — второстепенные требования были отклонены, а основные — выполнены. В результате была сделана новая компоновка кабины, что позволяло увеличить экипаж с четырех до пяти человек; высота грузовой кабины, в отличие от первоначального проекта, стала одинаковой по всей длине. Доработкам подверглась конструкция и некоторых других частей вертолета.

В 1974 г. облик тяжелого вертолета Ми-26 практически полностью сформировался. Он имел классическую для милевских транспортных вертолетов компоновку: почти все системы силовой установки находились над грузовой кабиной; вынесенные вперед относительно главного редуктора двигатели и расположенная в носовой части кабина экипажа уравновешивали хвостовую часть. При проектировании вертолета впервые расчет обводов фюзеляжа производился методом задания поверхностей кривыми второго порядка, благодаря чему цельнометаллический полумонококовый фюзеляж Ми-26 получил свои характерные удобообтекаемые «дельфинообразные» формы. В его конструкции изначально предусматривалось применять панельную сборку и клеесварные соединения каркаса.

В носовой части фюзеляжа Ми-26, герметичной и оборудованной системой кондиционирования воздуха, находилась просторная и удобная кабина экипажа с местами командира (левого летчика), правого летчика, штурмана и борттехника, а также кабина для четырех человек, сопровождающих груз, и пятого члена экипажа — бортмеханика. По бортам кабин были предусмотрены люки-блистеры для аварийного покидания вертолета, а также бронеплиты. Под полом кабин располагались отсеки навигационного и радиосвязного оборудования, системы жизнеобеспечения и вспомогательная силовая установка - газотурбинный агрегат ТА-8А, обеспечивающий автономный запуск двигателей, электроснабжение погрузочно-разгрузочных механизмов и других систем. Под радиопрозрачным обтекателем в носовой части размещался навигационный радиолокатор.

Центральную часть фюзеляжа занимала вместительная грузовая кабина с задним отсеком, переходящим в хвостовую балку. Длина кабины - 12,1 м (с трапом - 15м), ширина - 3,2 м, а высота изменялась от 2,95 до 3,17 м. Как подтвердили макетные испытания, габариты кабины позволяли перевозить все виды перспективной военной техники массой до 20 т, предназначенной для оснащения мотострелковой дивизии, такие как боевая машина пехоты, самоходная гаубица, бронированная разведывательная машина и т.п. Загрузка техники осуществлялась своим ходом через грузовой люк в хвостовой части фюзеляжа, оснащенный двумя раскрывающимися боковыми створками и опускающимся трапом с подтрапниками. Управление трапом и створками было гидравлическим. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ грузовая кабина оборудовалась двумя электролебедками ЛГ-1500 и тельферным устройством, обеспечивающим загрузку, выгрузку и транспортировку вдоль кабины грузов до 5 т, а также затягивание колесной несамоходной техники. Загрузка пассажиров или легких грузов могла производиться, кроме того, через три двери-трапа по бортам фюзеляжа. В десантном варианте Ми-26 перевозил 82 солдата или 68 парашютистов. Специальное оборудование позволяло в течение нескольких часов превращать вертолет в санитарный для транспортировки 60 раненых на носилках и трех сопровождающих медработников. Крупногабаритные грузы массой до 20 т можно было перевозить на внешней подвеске. Ее агрегаты были расположены в конструкции силового пола, благодаря чему не требовался демонтаж системы при перевозке грузов внутри фюзеляжа. Сзади грузового люка фюзеляж плавно переходил в хвостовую балку с профилированной концевой балкой-килем и стабилизатором.

Под грузовым полом фюзеляжа были размещены восемь основных топливных баков общей емкостью 12000 л. В перегоночном варианте в грузовой кабине Ми-26 могли устанавливаться еще четыре дополнительных бака общей емкостью 14800 л. Сверху, над грузовой кабиной, располагались отсеки двигателей, главного редуктора и двух расходных топливных баков. На входах в воздухозаборники двигателей были установлены грибовидные пылезащитные устройства. Расходные топливные баки и двигатели защищались броней.

Для обеспечения намеченных малых значений массы агрегатов и деталей Ми-26, работающих при высоких нагрузках, и необходимого уровня прочности и надежности ОКБ спроектировало, а опытное производство ""МВЗ им. М.Л. Миля"" построило свыше 70 испытательных стендов, в том числе и таких уникальных, как стенд повторно-статических испытаний фюзеляжа и шасси методом «сбрасывания» натурного изделия, замкнутый стенд для испытаний главного редуктора, натурный стенд для испытаний силовых и несущих систем вертолета, стенд предварительных статических испытаний и доводки отсеков фюзеляжа, стенд статических испытаний задней части фюзеляжа. При испытаниях фюзеляжа требуемая прочность достигалась путем последовательного выявления слабых мест и их усиления. В результате Ми-26 превзошел предшественника по объему грузовой кабины и массе полезной нагрузки почти в два раза, а масса фюзеляжа осталась без изменения. Были также созданы стенды для испытаний редукторов и валов хвостовой трансмиссии и отдельных частей главного редуктора, проведены динамические испытания лопастей, комбинированные испытания сочленений втулок и комлевых частей лопастей несущего и рулевого винтов и т.д. Результаты стендовых испытаний незамедлительно учитывались при конструировании агрегатов и систем.

Первостепенной задачей при проектировании Ми-26, как и всех других винтокрылых машин, явилось создание современного несущего винта, обладающего малой массой и высокими аэродинамическими и прочностными характеристиками. При разработке лопастей Ми-26 инженеры ОКБ опирались на богатый опыт проектирования и эксплуатации лопастей со стальным лонжероном и лонжероном из алюминиевого сплава. Небольшой опыт использования стеклопластика в лопастях таких размеров обусловил решение конструкторов не применять его в качестве основного материала для такого большого винта. Стальной лонжерон обеспечивал гораздо больший запас усталостной прочности. Кроме того, к этому времени была разработана уникальная технология производства стальных лонжеронов с проушинами крепления к втулке, выполненными за одно целое с трубой. Лопасть несущего винта тяжелого вертолета была спроектирована на основе стального лонжерона и стеклопластиковой формообразующей конструкции. Между внутренним слоем стеклопластика и наружной стеклопластиковой обшивкой находились стеклопластиковые силовые пояса и легкий пенопласт. Сзади к наружной обшивке приклеивался хвостовой отсек со стеклопластиковой обшивкой и сотовым заполнителем из бумаги «номекс». Каждая лопасть была снабжена пневматической системой обнаружения сквозных микротрещин в лонжероне на стадии их образования. Проведенные совместно с ЦАГИ исследования по оптимизации аэродинамической компоновки лопастей позволили значительно увеличить КПД винта. Экспериментальный комплект из пяти динамически подобных лопастей Ми-26 прошел в 1975 г. предварительные испытания на летающей лаборатории Ми-6.

Впервые в истории вертолетостроения высоко нагруженный несущий винт Ми-26 создавался восьмилопастным. Для того чтобы собрать такой винт, рукава втулки пришлось сделать съемными. Крепление лопастей к втулке было традиционным, посредством трех шарниров, однако в конструкцию осевого шарнира инженеры ""МВЗ им. М.Л.Миля"" ввели торсион, воспринимающий центробежные нагрузки. Ряд шарнирных узлов выполнялся с применением металло-фторопластовых подшипников. Вертикальные шарниры были оснащены пружинно-гидравлическими демпферами. Для снижения массы втулки несущего винта в ее конструкции вместо стали был использован титан. Все это позволило создать восьмилопастной несущий винт с тягой на 30% большей и массой на 2 т меньшей, чем у пятилопастного винта Ми-6. Проведенные в 1977 г. предварительные испытания несущего винта Ми-26 на летающей лаборатории Ми-6 подтвердили правильность выбора параметров, показали высокие аэродинамические характеристики, отсутствие различного рода неустойчивости, низкий уровень вибраций, умеренные напряжения в лонжеронах лопастей и уровень нагрузок в агрегатах несущей системы, не превышающий расчетный.

На вертолете Ми-26 установили рулевой винт с направлением вращения, при котором нижняя лопасть шла навстречу потоку. Цельностеклопластиковые лопасти пятилопастного полужесткого рулевого винта крепились к втулке посредством горизонтального и осевого шарниров с торсионом. Лонжероны его лопастей сначала изготовляли методом ручной укладки ткани, а затем новым методом машинной спиральной намотки. Несмотря на увеличение тяги рулевого винта в два раза, его масса осталась такой же, как у винта Ми-6. Лопасти несущего и рулевого винтов оснащались электротепловой противообледенительной системой. Опытный рулевой винт прошел предварительные испытания на летающей лаборатории Ми-6. Помимо лопастей, стеклопластик использовался в качестве конструкционного материала при изготовлении лонжерона стабилизатора и некоторых несиловых элементов конструкции фюзеляжа.

Одной из сложнейших задач стало создание главного редуктора, который должен был передавать мощность выше 20 тыс.л.с. Для всех милевских вертолетов, за исключением Ми-1, главные редукторы проектировали конструкторы-двигателисты, а ОКБ М.Л.Миля выполняло только эскизную компоновку. При работе над Ми-26 двигательные ОКБ не смогли создать главный редуктор, рассчитанный на заданную руководителями проекта массу Ми-26. Уникальный главный редуктор был разработан на МВЗ собственными силами. Рассматривались две кинематические схемы: традиционная планетарная и принципиально новая многопоточная, ранее в отечественном вертолетостроении не применявшаяся. Исследования показали, что вторая схема позволит получить значительный выигрыш в массе. В результате трехступенчатый главный редуктор ВР-26, превосходящий используемый на Ми-6 редуктор Р-7 по передаваемой мощности почти в два раза, а по выходному крутящему моменту — более чем в полтора раза, получился тяжелее предшественника всего на 8,5%. Передаточное отношение главного редуктора составляло 62,5:1.

Шасси Ми-26 — трехопорное, включающее переднюю и две основные опоры, с двухкамерными амортизационными стойками. Под концевой балкой была установлена убирающаяся хвостовая опора. Для удобства погрузочно-разгрузочных работ основные опоры шасси были оборудованы системой изменения клиренса.

При разработке Ми-26 особое внимание уделялось обеспечению автономности базирования, повышению надежности и простоты эксплуатации. Наличие специальных трапов-капотов, лазов и люков позволяло осуществлять наземное обслуживание вертолета и его агрегатов без применения специальных аэродромных средств.

Проектирование большинства агрегатов и систем конструкторы ОКБ закончили в 1975 г. К этому же времени государственная комиссия приняла окончательный макет вертолета и, в соответствии с постановлением правительства, сборочный цех МВЗ приступил к строительству натурных образцов Ми-26. Новым ответственным ведущим конструктором был назначен В.В.Шутов. Собранный в следующем году первый экземпляр вертолета поступил на повторно-статические и вибрационные испытания. В октябре 1977 г. досрочно закончилась сборка первого летного образца, и в последний день того же месяца тягач выкатил первый Ми-26 из цеха на отработочную площадку. Полтора месяца продолжалась доводка загруженного балластом вертолета и его систем на земле. Установленные на лопастях специальные загрузочные щитки-мулинетки позволяли проверять работу двигателей на всех режимах без привязи вертолета. 14 декабря 1977 г. летчик-испытатель Г.Р.Карапетян впервые оторвал вертолет от земли и осуществил трехминутное опробование систем и агрегатов в воздухе. В феврале следующего года Ми-26 перелетел с заводской площадки на летно-исследовательскую станцию МВЗ, где вскоре был продемонстрирован командованию ВВС СССР.

Вместе с пилотом фирмы Г.Р.Карапетяном в доводке нового вертолета активное участие принимали заводские летчики-испытатели Г.В.Алферов и Ю.Ф.Чапаев. Обязанности ведущего инженера по летным испытаниям исполнял В.А.Изаксон-Елизаров. В середине 1979 г. программа заводских испытаний была успешно выполнена. Принимавшие в них участие представители заказчика дали предварительное положительное заключение о соответствии полученных летно-технических характеристик заданным параметрам. Ростовское вертолетостроительное производственное объединение (РВПО) приступило к освоению серийного производства Ми-26, а первый опытный экземпляр после дефектации и замены некоторых деталей в конце октября того же года был предъявлен заказчику на этап «А» совместных государственных испытаний.

Государственные испытания Ми-26 прошел в рекордно короткие сроки. Это объяснялось большой предварительной научно-исследовательской и экспериментальной работой, проведенной на заводе. На этапе «А» испытатели столкнулись только с одной проблемой - поперечными низкочастотными колебаниями вертолета на некоторых режимах полета.

Недостаток был устранен после изменения задней части обтекателей капотов. Кроме того, конструкторы установили на опытной машине новый комплект лопастей с улучшенной аэродинамической компоновкой. В мае 1979 г. на государственные испытания поступил собранный на опытном производстве МВЗ второй летный экземпляр, на котором проверялась работа системы внешней подвески, десантно-транспортного, такелажно-швартовочного и санитарного оборудования, а также проводилась «примерка» размещения в грузовой кабине различных единиц боевой техники. В апреле 1980 г. второй Ми-26 поступил в НИИ ВВС для проведения заключительного второго этапа «Б» государственных совместных испытаний, а первый аппарат использовался для отработки посадок на режиме авторотации. Режим безмоторного спуска и посадки вызывал некоторые опасения у испытателей из-за относительно малого веса несущего винта и высокой нагрузки на него, однако вертолет продемонстрировал гарантированную возможность посадки с неработающими двигателями.

В ходе этапа «Б» не было каких-либо неприятных сюрпризов, если не считать однажды лопнувшей покрышки. За время госиспытаний оба вертолета совершили полторы сотни полетов и «набрали» свыше 104 летных часов.

Государственные испытания закончились к 26 августа 1980 г. В подписанном заказчиком в октябре того же года заключительном акте утверждалось: «Опытный средний (по военной классификации того времени Ми-26 считался «средним». — Прим. авт.) военно-транспортный вертолет Ми-26 государственные совместные по этапу «Б» испытания выдержал... Летно-технические, боевые и эксплуатационные характеристики в основном соответствуют характеристикам, заданным Постановлением. Статический потолок и максимальная масса нагрузки превосходят заданные ТТТ... Опытный военно-транспортный вертолет Ми-26 и его комплектующие изделия, получившие положительную оценку по результатам испытаний, рекомендовать для запуска в серийное производство и принятия на вооружение Советской Армии». Предпринятая одновременно с советскими вертолетостроителями попытка американских специалистов фирмы «Боинг-Вертол» создать по программе HLH винтокрылый гигант, аналогичный по параметрам Ми-26, закончилась неудачей.

Таким образом, опыт разработки и испытаний вертолета Ми-26 показал, что, во-первых, развитие теории и практики вертолетостроения позволяет раздвинуть пределы, ограничивающие максимальную массу вертолета; во-вторых, чем больше объем работ, выполненных на ранних этапах проектирования, тем успешнее завершающая стадия создания вертолета; и, в-третьих, отработка агрегатов, отдельных элементов и систем на стендах и летающих лабораториях до начала полетов нового вертолета позволяет существенно сократить время на его доводку и летные испытания, а также повысить безопасность. Необходимо отметить, что это был пример самого успешного и плодотворного сотрудничества ""МВЗ им. М.Л.Миля"" с НИИ и руководством ВВС.

В середине 80-х гг. опытный Ми-26 дооборудовали, в соответствии с результатами боевого применения вертолетов в Афганистане, эжекторными выхлопными устройствами, а также системой пассивной защиты от зенитных ракетных комплексов. Первый серийный Ми-26, построенный на Ростовском вертолетном производственном объединении, поднялся в воздух 25 октября 1980 г. Новый вертолет заменил на стапелях Ми-6. Всего в Ростове построено около 310 вертолетов Ми-26.

Поставки вертолетов Ми-26 в отдельные транспортно-боевые полки авиации Сухопутных войск, в полки и эскадрильи погранвойск начались в 1983 г. После нескольких лет доводки они стали надежными и любимыми в войсках машинами. Боевое применение вертолета началось в Афганистане. Входившие в состав 23-го авиаполка погранвойск вертолеты использовались для перевозки грузов, доставки пополнений и эвакуации раненых. Боевых потерь не было. Приняли участие Ми-26 и практически во всех вооруженных конфликтах на Кавказе, в том числе и в двух «чеченских» войнах. В частности, именно на Ми-26 проводилась оперативная доставка войск и их передислокация во время боев в Дагестане в 1999 г. Помимо армейской авиации и авиации погранвойск Ми-26 поступили в то время и в авиачасти МВД России. Везде вертолет показал себя исключительно надежной и часто незаменимой машиной.

Нашли применение Ми-26 при борьбе с пожарами и во время стихийных бедствий. В 1986 г. вертолеты использовались при ликвидации последствий аварии на Чернобольской АЭС. Учитывая всю серьезность сложившейся ситуации конструкторы разработали и оборудовали тогда соответствующую модификацию всего за три дня. Летчики Ми-26 сбросили с тяжеловозов на дышавший смертью реактор и зараженную местность десятки тысяч тонн специальной жидкости и других защитных материалов.

В Аэрофлот Ми-26 начали поступать в 1986 г. Первым их получило Тюменьское авиапредприятие. Именно при освоении газонефтяных месторождений Западной Сибири особенно пригодились ростовские тяжеловозы. Особенно востребованы оказались уникальные краново-монтажные способности машины. Только на ней можно перевозить и устанавливать непосредственно на место эксплуатации грузы массой до 20 т.

Довелось российским и украинским Ми-26 поучаствовать в составе миротворческих миссий ООН. Они работали на территории бывшей Югославии, в Сомали, Камбодже, Индонезии и т.д. Благодаря уникальной грузоподъемности ростовские тяжеловозы пользуются большим спросом за рубежом. Там они последние десять лет эксплуатируются как отечественными авиакомпаниями, так и в составе иностранных, нанявших вертолеты в аренду или лизинг. Одной из компаний, представляющей Ми-26Т в лизинг является кипрская компания «Натшелл». Принадлежащий ей воздушный гигант тушил пожары, перевозили грузы, выступали под эгидой ООН в роли миротворца в Восточном Тиморе. Ми-26Т выполнял в Германии и других странах Европы транспортировку тяжелых крупногабаритных грузов, строительно-монтажные работы при строительстве линий электропередач, антенно-мачтовых сооружений, реконструкции и строительстве промышленных объектов, тушение лесных и городских пожаров.

В 2002 г. Ми-26 российской авиакомпании «Вертикаль-Т» оказывали помощь даже вооруженным силам США. Тяжеловоз вывез из труднодоступных районов Афганистана на американскую базу в Баграме сбитый вертолет Боинг-Вертол CH-47 «Чинук» - самую тяжелую винтокрылую машину армейской авиации США. Богатые американцы весьма щепетильно относятся к сбережению и спасению своей винтокрылой техники.

Тяжелые винтокрылые машины в настоящее время успешно эксплуатируются в гражданских и военных целях как у нас в стране, так и за рубежом. Они используются для доставки гуманитарной помощи, эвакуации беженцев, перевозки грузов и техники, на краново-монтажных работах, при строительстве мостов, на монтаже тяжелого оборудования промышленных предприятий, при строительстве буровых, линий электропередач, разгрузке кораблей на внешнем рейде и многих других видах работы, как в обычных, так и труднодоступных районах.

После демонстрации Ми-26 на авиационном салоне в Ле-Бурже в 1981 г. самым грузоподъемным вертолетом мира заинтересовались зарубежные заказчики. Первые четыре экземпляра воздушного гиганта закупила Индия. После развала Советского Союза тяжелые машины оказались, кроме Вооруженных Сил России, в армиях стран СНГ. Они также эксплуатируются Северной Кореей (два вертолета), Южной Кореей (один), Малайзией (два), Перу (три), Мексикой (два), Грецией и Кипром. В 2005 г. заказ на Ми-26 оформила Венесуэла. Дальнейшему расширению применения Ми-26 как у нас в стране, так и за рубежом способствует получение на него в 1995г. отечественного сертификата летной годности.

Ну а теперь перейдем непосредственно к анализу участников индийского тендера.

Не так давно из Индии пришли известия о результате конкурса на покупку ударного вертолета. В том тендере победил американский Boeing AH-64D, по ряду характеристик превзошедший российский Ми-28Н. Теперь же появились новые сведения о ходе еще одного конкурса, касающегося поставок вертолетов, и снова ситуация может быть неприятной для России. Но обо всем по порядку.

В прошедшее воскресенье индийское издание Times Of India опубликовало сведения о грядущем завершении конкурса, целью которого является покупка военно-воздушными силами Индии полутора десятков тяжелых транспортных вертолетов. Основными конкурентами в ходе этих «соревнований» были вертолеты Boeing CH-47 Chinook и Ми-26Т2. Несмотря на принадлежность к одному классу, эти машины значительно различаются по своим характеристикам. В первую очередь, стоит вспомнить полезную нагрузку этих винтокрылых машин. Американский вертолет CH-47 последних модификаций может поднять в воздух грузы общей массой свыше двенадцати тонн, а для российского Ми-26Т2 этот параметр составляет 20 тысяч килограмм. Таким образом, характеристики обоих вертолетов могут прозрачно намекать на результат конкурса.

Тем не менее, Times Of India опубликовали совершенно неожиданную новость. Со ссылкой на некий источник в министерстве обороны Индии издание пишет, что победитель уже выбран, и это - не российская машина. Основной причиной такого выбора источник назвал меньшую стоимость американского вертолета. Кроме того, индийские журналисты упомянули некое превосходство «Чинука» в техническом плане. Такое сообщение смотрится, как минимум, странно. До сих пор все конкурсы с участием вертолетов Ми-26 разных модификаций заканчивались одинаково: подписанием контракта с Россией. Теперь же утверждается, что российский вертолет не только не выиграл конкурс, но почему-то стал хуже американской винтокрылой машины , которая заметно отличается от него. Попробуем разобраться в сложившейся ситуации.

Прежде всего, стоит коснуться технических характеристик. Как уже говорилось, российский вертолет имеет большую грузоподъемность. Более того, по этому параметру с Ми-26 пока не может конкурировать ни один вертолет мира. Рекордно большая грузоподъемность подкреплена размером грузовой кабины: 12х3,25х3 метра (примерно 117 кубических метров). Грузоотсек CH-47, в свою очередь, заметно меньше: 9,2х2,5х2 метра (около 45 кубометров). Нетрудно догадаться, какой вертолет сможет перевезти больше груза в весовом и объемном измерениях. В отношении грузоподъемности можно вспомнить два случая, когда российские вертолеты Ми-26 вывозили из Афганистана поврежденные CH-47. Кроме того, нормальный взлетный вес американских вертолетов всего на пару тонн превышает максимальную грузоподъемность российских Ми-26. Что касается летных данных, то скорость и дальность Ми-26 и CH-47 примерно равны. Таким образом, в техническом плане однозначно выигрывает российский вертолет. Естественно, при условии, что заказчику нужна машина с грузоподъемность в два десятка тонн. Судя по исходному техническому заданию конкурса, индийские ВВС хотят получить именно такие вертолеты.

Перейдем к финансовой стороне дела. Согласно открытым источникам, вертолеты CH-47 поздних модификаций обходятся зарубежным заказчикам примерно в 30 миллионов долларов за штуку. Относительно Ми-26Т2 такой информации нет, но предыдущие вертолеты этой модели стоили не более 25 миллионов. Иными словами, даже при значительном изменении состава оборудования, двигателей и т.п. российский вертолет новой модификации оказывается, как минимум, не дороже американского. Возможно, при подсчете экономических нюансов индийская конкурсная комиссия приняла во внимание не только цену вертолетов, но и стоимость обслуживания. Однако такой довод смотрится не совсем правильным по причине лучшей грузоподъемности Ми-26Т2. Вполне очевидно, что большая полезная нагрузка обойдется эксплуатанту в соответствующую сумму. Здесь рассуждения снова возвращаются к техническим условиям конкурса, в которых была прописана грузоподъемность в 20 тонн. Зачем, спрашивается, включать такое требование, если на покупку отвечающих ему вертолетов попросту жалко денег?

Однако самая интересная информация, которая может пролить свет на результаты индийского конкурса, поступила от РИА Новости. Российское информагентство тоже ссылается на анонимный источник, на этот раз близкий к нашей оборонной промышленности. Несмотря на анонимность, этот человек поделился вполне очевидной и ожидаемой информацией. Источник «Новостей» утверждает, что российские вертолетостроители еще не получали никаких официальных уведомлений о результате индийского конкурса. Возможно, источник РИА Новости в силу каких-то причин не располагает должной информацией, однако ряд вещей позволяет признать правильность его слов. Решение конкурсной комиссии, как это всегда случается, сразу же будет объявлено и распространено средствами массовой информации. А мы на данный момент располагаем информацией только из неофициальных анонимных источников. В первую очередь, подозрения вызывает неназванный человек из индийского Минобороны. Дело в том, что принятое за истину заявление о выигрыше CH-47 вызывает слишком много сомнений и вопросов, как технического, так и экономического характера. Источник российского РИА Новости, в свою очередь, поделился информацией, которая не вступает в очевидное противоречие с логикой и рядом других фактов.

Таким образом, в настоящее время новость о результатах конкурса на поставку тяжелого транспортного вертолета для ВВС Индии стоит признать слухом , как минимум, не имеющим официального подтверждения. В то же время, до объявления результатов тендера комиссией индийского Минобороны вопрос о победителе остается открытым. В такой ситуации стоит дождаться окончания работы конкурсной комиссии и сверить с реальностью свои подозрения в отношении того или иного анонимного источника.

Г. В. Махоткин

Проектирование воздушного винта

Воздушный винт завоевал репутацию незаменимого движителя для быстроходных плавсредств, эксплуатируемых на мелководных и заросших акваториях, а также для аэросаней-амфибий, которым приходится работать на снегу, на льду и на воде. И у нас и за рубежом накоплен уже немалый опыт применения воздушных винтов на скоростных малых судах и амфибиях . Так, с 1964 г. в нашей стране серийно выпускаются и эксплуатируются аэросани-амфибии (рис. 1) КБ им. А. Н. Туполева. В США несколько десятков тысяч аэролодок, как их называют американцы, эксплуатируются во Флориде.

Проблема создания быстроходной мелкосидящей моторной лодки с воздушным винтом продолжает интересовать и наших судостроителей-любителей. Наиболее доступна для них мощность 20-30 л. с. Поэтому рассмотрим основные вопросы проектирования воздушного движителя с расчетом именно на такую мощность.

Тщательное определение геометрических размеров воздушного винта позволит полностью использовать мощность двигателя и получить тягу, близкую к максимальной при имеющейся мощности. При этом особую важность будет иметь правильный выбор диаметра винта, от которого во многом зависит не только КПД движителя, но и уровень шума, прямо обусловленный величиной окружных скоростей.

Исследованиями зависимости тяги от скорости хода установлено, что для реализации возможностей воздушного винта при мощности 25 л. с. необходимо иметь его диаметр - около 2 м. Чтобы обеспечить наименьшие энергетические затраты, воздух должен отбрасываться назад струей с большей площадью сечения; в нашем конкретном случае площадь, ометаемая винтом, составит около 3 м². Уменьшение диаметра винта до 1 м для снижения уровня шума уменьшит площадь, ометаемую винтом, в 4 раза, а это, несмотря на увеличение скорости в струе, вызовет падение тяги на швартовах на 37%. К сожалению, компенсировать это снижение тяги не удается ни шагом, ни числом лопастей, ни их шириной.

С увеличением скорости движения проигрыш в тяге от уменьшения диаметра снижается; таким образом, увеличение скоростей позволяет применять винты меньшего диаметра. Для винтов диаметром 1 и 2 м, обеспечивающих максимальную тягу на швартовах, на скорости 90 км/ч величины тяги становятся равными. Увеличение диаметра до 2,5 м, увеличивая тягу на швартовах, дает лишь незначительный прирост тяги на скоростях более 50 км/ч. В общем случае каждому диапазону эксплуатационных скоростей (при определенной мощности двигателя) соответствует свой оптимальный диаметр винта. С увеличением мощности при неизменной скорости оптимальный по КПД диаметр увеличивается.

Как следует из приведенного на рис. 2 графика, тяга воздушного винта диаметром 1 м больше тяги водяного гребного винта (штатного) подвесного мотора «Нептун-23» или «Привет-22» при скоростях свыше 55 км/ч, а воздушного винта диаметром 2 м - уже при скоростях свыше 30-35 км/ч. Расчеты показывают, что на скорости 50 км/ч километровый расход топлива двигателя с воздушным винтом диаметром 2 м будет на 20-25% меньше, чем наиболее экономичного подвесного мотора «Привет-22».

Последовательность выбора элементов воздушного винта по приводимым графикам такова. Диаметр винта определяется в зависимости от необходимой тяги на швартовах при заданной мощности на валу винта. Если эксплуатация мотолодки предполагается в населенных районах или районах, где существуют ограничения по шуму, приемлемый (на сегодня) уровень шумов будет соответствовать окружной скорости - 160-180 м/с. Определив, исходя из этой условной нормы и диаметра винта, максимальное число его оборотов, установим передаточное отношение от вала двигателя к валу винта.

Для диаметра 2 м допустимое по уровню шума число оборотов будет около 1500 об/мин (для диаметра 1 м - около 3000 об/мин); таким образом, передаточное отношение при числе оборотов двигателя 4500 об/мин составит около 3 (для диаметра 1 м - около 1,5).

При помощи графика на рис. 3 вы сможете определить величину тяги воздушного винта, если уже выбраны диаметр винта и мощность двигателя. Для нашего примера выбран двигатель самой доступной мощности - 25 л. с., а диаметр винта - 2 м. Для этого конкретного случая величина тяги равна 110 кг.

Отсутствие надежных редукторов является, пожалуй, самым серьезным препятствием, которое предстоит преодолеть. Как правило, цепные и ременные передачи, изготовленные любителями в кустарных условиях, оказываются ненадежными и имеют низкий КПД. Вынужденная же установка прямо на вал двигателя приводит к необходимости уменьшения диаметра и, следовательно, снижению эффективности движителя.

Для определения ширины лопасти и шага следует воспользоваться приводимой номограммой рис. 4. На горизонтальной правой шкале из точки, соответствующей мощности на валу винта, проводим вертикаль до пересечения с кривой, соответствующей ранее найденному диаметру винта. От точки пересечения проводим горизонтальную прямую до пересечения с вертикалью, проведенной из точки, лежащей на левой шкале числа оборотов. Полученное значение определяет величину покрытия проектируемого винта (покрытием авиастроители называют отношение суммы ширин лопастей к диаметру).

Для двухлопастных винтов покрытие равно отношению ширины лопасти к радиусу винта R. Над значениями покрытий указаны значения оптимальных шагов винта. Для нашего примера получены: покрытие σ=0,165 и относительный шаг (отношение шага к диаметру) h=0,52. Для винта диаметром 1 м σ=0,50 м и h=0,65. Винт диаметром 2 м должен быть 2-лопастным с шириной лопасти, составляющей 16,5% R, так как величина покрытия невелика; винт диаметром 1 м может быть 6-лопастным с шириной лопасти 50:3=16,6% R или 4-лопастным с шириной лопастей 50:2 = 25% R. Увеличение числа лопастей даст дополнительное уменьшение уровня шума.

С достаточной степенью точности можно считать, что шаг винта не зависит от числа лопастей. Приводим геометрические размеры деревянной лопасти шириной 16,5% R. Все размеры на чертеже рис. 5 даны в процентах радиуса. Например, сечение D составляет 16,4% R, расположено на 60% R. Хорда сечения разбивается на 10 равных частей, т. е. по 1,64% R; носок разбивается через 0,82% R. Ординаты профиля в миллиметрах определяются умножением радиуса на соответствующее каждой ординате значение в процентах, т. е. на 1,278; 1,690; 2,046 ... 0,548.

Pavley > [...] и по сему не прошу чертежей, схем и т.п. тонкостей [...]
С такими вопросами без схем/чертежей никак не обойтись

Есть схемка не непосредственно Ка-50, а обычной камовской колонки. Как пример - Ка-18 (немного постарше, чем у Дмитрия ). Эта схема впоследствии в том или ином варианте повторялась на всех вертолетах "Ка", за исключением Ка-50 (и Ка-60).

Ползушка - дополнительный элемент включенный в схему управления между автоматом перекоса и поводками лопастей. Ползушка с её качалками - механический сумматор двух сигналов: общего и диффенциального шага (если рассматривать циклический шаг как "мгновенный общий"). К поводку лопасти идет результирующий сигнал в зависимости от того, какая часть качалок ползушки была неподвижна.
Автоматы перекоса соосной колонки, в отличии от одновинтовых вертолетов, задают только циклический шаг лопастей. Общий и диффенциальный шаг задаётся через перемещения ползушек с помощью механизма общего и диффенциального шага (ОДШ).
Как пример, общий вид колонки Ка-18 с земли:

А вот выдержка из описания конструкции:

Продольно-поперечное управление
Отклонение ручки управления вызывает вертикальное перемещение тяг 12 (фиг. 116) управления, идущих от катушек Д управления к внутреннему кольцу нижнего автомата перекоса Г. При этом отклонение ручки в продольном отношении вызывает перемещение только тяги продольного управления (расположена спереди по полету), отклонение ручки в поперечном отношении соответственно вызывает перемещение только тяги поперечного управления (расположена справа по полету).
В первом случае нижний автомат перекоса, закрепленный на карданной подвеске, наклоняется в продольном отношении, а во втором случае - в поперечном.
При отклонении ручки по диагонали перемещение получают обе тяги, и автомат перекоса наклоняется в направлении отклонения ручки.
В виду того что нижний автомат перекоса Г связан соединительными тягами 9 с верхним автоматом перекоса Б, последний также наклоняется в ту же сторону и на тот же угол. Оба автомата перекоса в работе остаются строго параллельными друг другу.
Наружное кольцо нижнего автомата перекоса тремя тягами 5 связано с тремя качалками 7, установленными на нижней ползуш-ке, а от концевых шарниров качалок отходят три тяги 6 к поводкам 8 лопастей нижнего несущего винта.
Аналогичную связь с поводками лопастей верхнего несущего винта имеет внутреннее кольцо верхнего автомата перекоса Б через качалки верхней ползушки А.
При наклоне автомата перекоса в каком-либо направлении каждая тяга, соединяющая вращающееся кольцо автомата с соответствующей качалкой, совершает за один оборот вала винта цикл движения, опускаясь вниз, при прохождении в азимуте направления наклона автомата перекоса и поднимается вверх, проходя над приподнявшейся половиной автомата.
Эти вертикальные перемещения тяги вызывают соответствующие отклонения качалок, поворачивающихся при этом относительно шарнира, крепящего качалку к ползушке.
Следовательно, за каждый оборот концевой шарнир качалки, а вместе с ним и поводок 8 лопасти, с которым он связан тягой, совершают цикл движения по вертикали, опускаясь ниже среднего положения при прохождении над наклонившейся вниз половиной автомата и, поднимаясь выше среднего положения, при прохождении над приподнявшейся половиной автомата перекоса.
Такое движение поводка лопасти вызывает поворот наконечника лопасти в подшипниках осевого шарнира, следовательно, и циклическое изменение угла установки самой лопасти.
При этом, когда поводок идет вниз, угол установки лопасти уменьшается, вверх - увеличивается.
В соответствии с изменением угла установки лопасть, получая относительно болышую подъемную силу в азимутах увеличенных углов и относительно меньшую - в азимутах уменьшенных углов, совершает маховое движение относительно горизонтального шарнира, благодаря чему наклоняется ось конуса, описываемого лопастями несущего винта, а вместе с ней и аэродинамическая сила (тяга) винта.

Управление общим шагом
Управление общим шагом осуществляется поворотом барабана 3 общего шага механизма ОДШ, связанного тросами с рычагом общего шага. При этом обе тяги управления 10 и 11 получают совместное перемещение, передвигая вдоль вала ползушки А и В.
Движение ползушек вызывает поворот установленных на них качалок относительно среднего шарнира (к которому подходит тяга от автомата). При этом тяги, связывающие качалки с поводками 8 управления лопастей, отклоняют поводки на одинаковую величину вверх, т.е. увеличивают угол установки лопастей при движении ползушек вниз и, наоборот, отклоняют вниз, т.е. уменьшают угол установки лопастей при перемещении ползушек вверх.
Увеличение углов установки лопастей (затяжеление винта) вызывает увеличение подъемной силы, создаваемой несущим винтом при одновременном увеличении его реактивного момента; уменьшение углов установки (облегчение винта) уменьшает его подъемную силу. Реактивный момент винта при этом также уменьшается.
Ввиду того что несущие винты вертолета вращаются в разных направлениях, а изменение угла установки обоих винтов при управлении общим шагом, следовательно, и изменение реактивных моментов происходит на одинаковую для обоих винтов величину, сохраняется и равновесие этих моментов, благодаря чему вертолет при действии управления общим шагом не получает тенденции к развороту относительно вертикальной оси, что является отличительным свойством вертолетов соосной схемы, упрощающим их пилотирование.

Управление дифференциальным шагом
Управление дифференциальным шагом осуществляется поворотом барабана 1 дифференциального шага механизма ОДШ, что производится тросом ножного управления.
При этом благодаря тому, что связанные с барабаном дифференциального шага верхняя 4 и нижняя 2 резьбовые втулки имеют ходовые резьбы различных направлений (правую и левую), тяги 10 и 11 ползушек и сами ползушки получают одинаковые перемещения в различных направлениях, благодаря чему угол установки лопастей одного винта при этом увеличивается, а другого - уменьшается на ту же величину.
Это влечет за собой соответствующее изменение тяги и реактивного момента каждого из винтов.
Реактивный момент одного из винтов увеличивается, другого - уменьшается, благодаря чему нарушается их равновесие и вертолет начинает разворачиваться в направлении вращения облегченного винта.
Так как тяга одного несущего винта увеличивается, а другого - уменьшается на одинаковую величину, суммарная их тяга остается неизменной, благодаря чему соосный вертолет при действии педалями не получает перемещений по вертикали, что также облегчает его пилотирование.

На вертолете Ка-50 схема колонки полностью переработана.

Dmitry_A > Вот здесь ещё VRML-модель соосной колонки...
Там вообще безобразия - нижний автомат перекоса подвешен непосредственно на трех гидроусилителях. Такая схема у нас, наверное, только на "Ансате".