Скрытая работа зависающего вертолета

Вертолет, неподвижно висящий над крышей, создает обманчивое впечатление. Зависание — это не отдых, а максимальная нагрузка на несущий винт. Чтобы оставаться над одной точкой, главный винт должен создавать подъемную силу, точно равную весу летательного аппарата, одновременно преодолевая индуцированное сопротивление от собственного нисходящего потока. Это означает высокую нагрузку на диск винта и потребность в мощности, близкой к верхней границе возможностей машины.

С аэродинамической точки зрения несущий диск при зависании существует «на лезвии ножа». Каждая лопасть проходит через воздух, который она уже ранее разогнала вниз, формируя сложный индуцированный поток и мощные концевые вихри. Небольшие изменения встречного ветра или плотности воздуха смещают локальный угол атаки вдоль лопастей, изменяя подъемную силу и изгибающие моменты. Чтобы компенсировать это, пилот и система управления полетом непрерывно работают ручкой «шаг-газ» и циклическим шагом, подстраивая вектор тяги винта так, чтобы центр тяжести и подъемная сила оставались в хрупком равновесии.

Крутящий момент от двигателя стремится закрутить фюзеляж в сторону, противоположную вращению несущего винта, поэтому рулевой винт или фенестрон должны создавать противокрутящий тяговый усилие, которое само по себе добавляет индуцированное сопротивление и требует дополнительной мощности. Это замкнутое кольцо балансировки крутящего момента, тяги винтов и взаимодействия вихревых структур делает режим зависания задачей динамической устойчивости, а не статического покоя. Летательный аппарат выглядит застывшим лишь потому, что все эти конкурирующие силы активно взаимно компенсируются в реальном времени.

loading...