Вертолеты когда-нибудь сбрасывают топливо перед посадкой?

ДА

07 ноября 1971

Sikorsky CH-124A Sea King (S-61B)

Пострадал единичный отказ двигателя на взлете. Пилот попытался вернуться, одновременно сбрасывая топливо.

Из того, что я читал, системы сброса топлива более распространены на военных вертолетах.

Иногда вертолету может не хватить мощности, чтобы зависнуть на земле для нормальной посадки или взлета из-за потери двигателя, высоты высокой плотности или избыточного веса. Альтернативная процедура заключается в выполнении Бегущего взлета или бегущей посадки , которая является продвинутым, но не аварийным маневром.

Но если вертолет приземляется в ограниченном пространстве, например, небольшой площадке на фрегате в штормовом океане, нет места для бегущей посадки, поэтому лучше сбросить топливо, чтобы позволить вертолету парить в посадку.

Вертолеты могут взлетать, когда они слишком тяжелы, чтобы парить, либо двигаясь вперед, находясь в наземном эффекте, либо уменьшая шаг Ротора против крутящего момента, чтобы получить немного больше энергии в главном Роторе (есть книга под названием Chickenhawk Роберта Мейсона, которая описывает использование обоих этих процессов на Hueys во Вьетнаме-неплохо читать ИМО). Рискованно использовать любой из этих методов в первую очередь, но есть дополнительный риск, поскольку приземление избыточного веса настолько опасно. Поэтому в вертолетах, которым, возможно, придется снимать избыточный вес, возможность сбрасывать топливо является хорошей функцией безопасности.

Я никогда не летал на вертолете, который сбрасывает топливо, и не знал ни одной машины во флоте, которая бы даже обладала такой способностью, хотя я и раньше ошибался.

Уже отмечалось, что вертолеты могут взлетать и приземляться при максимальном весе брутто (GTOW) или всем весе (AUW) и, таким образом, не требуют сброса веса для безопасной посадки (поскольку у нас нет крыльев для хранения топлива, поэтому нам не нужно беспокоиться о перенапряжении их при посадке). Однако имейте это в виду: различные топливные нагрузки изменяют аварийный курс действий в случае вынужденной посадки.

При рассмотрении характеристик вертолета (и мы будем говорить с точки зрения крутящего момента), мы исследуем 2 основные идеи — требуемая мощность и доступная мощность .

Требуемая Мощность

Требуемая мощность-это количество крутящего момента, которое мне нужно на главном Роторе, чтобы преодолеть гравитацию и попасть в полет. Hover flight всегда является самым энергоемким, потому что я втягиваю воздух в Ротор, чтобы создать плавный быстрый поток воздуха над лопастями, а затем подталкиваю его к Земле. Есть два режима полета при наведении-Hover в ground effect (HIGE) и hover out of ground effect (HOGE).

Hover В Эффекте Земли

Hover в эффекте земли, где вы достаточно близко к Земле (около 4 футов), что вы рисуете воздух вниз через диск ротора, и он толкает в землю. В соответствии с третьим законом Ньютона, по мере того как downwash нажал в землю, он также нажимает назад к ротору, создавая высокий «пузырь» давления под helo, и уменьшает рециркулируя воздух на подсказках Ротора.

Наведите из земли эффект

Парить вне Земли эффект, где мы находимся примерно над пролетом Ротора в воздухе-скажем, около 50 футов. Мы потеряли под собой воздушную подушку, потому что между нами и землей нет воздуха. Он просто рециркулирует вокруг и вокруг.

Иногда картинка стоит 1000 слов:

Когда я зависаю в наземном эффекте, я получаю немного помощи, потому что у меня есть этот пузырь, помогающий держать меня в воздухе, что означает, что мой Ротор должен делать меньше работы (на самом деле его меньше AOA или pitch вытащил из моего коллектива), тогда как у меня нет этой помощи из наземного эффекта. Разница (по крайней мере, для колокола 412) составляет около 11% крутящего момента. Это означает, что при заданном взлетном весе мне потребуется на 11 процентов меньше крутящего момента в наземном эффекте, чем из-за наземного эффекта для поддержания полета.

Возвращаясь к требуемой мощности, это крутящий момент, необходимый для подъема суммы всего веса на борту моего вертолета (и самого вертолета). Это значит что больше груза + больше тучных тел + больше газа в танках = больше требуемой силы. Это повлияет на мои моменты HIGE и HOGE, а также на мою минимальную безопасную скорость полета (которую я расскажу позже).

Сила Доступная

Доступная мощность-это вторая половина-это то, что двигатели и Ротор могут производить с точки зрения мощности и тяги/подъема. 2 основных фактора высота и температура. Мы также измеряем их с точки зрения крутящего момента — крутящего момента мачты для Ротора и крутящего момента двигателя для двигателей — но пока мы сосредоточимся только на крутящем моменте мачты. По сути, это количество конечной мощности привода у нас в кармане. Воздух сила-поэтому больше воздуха мы имеем, больше вращающего момента мы производим. Холодный воздух на уровне моря в Арктике будет производить больше энергии, чем горячий воздух в горах Афганистана — см. Высоту плотности, если вы хотите узнать больше. Для заданной высоты и температуры я смогу произвести определенное количество мощности, измеренное процентом крутящего момента ротора. В холодный день я мог получить 100% крутящий момент мачты. В жаркий день я могу получить только 85% крутящего момента мачты, потому что у меня закончилась температура турбины двигателя, чтобы произвести мощность, или у меня закончился коллективный шаг, потому что мои лопасти ротора находятся на максимальном шаге. Большинство вертолетов также являются многодвигательными, поэтому два работающих двигателя дадут мне 100% крутящего момента, где, если я потеряю двигатель, я могу получить только 60% крутящего момента мачты.

Наконец, существует безопасная минимальная скорость полета для работы с одним двигателем (есть кривая deadman для twin engine, но мы говорим о чрезвычайных ситуациях здесь). Как вертолет парит, он втягивает воздух сверху вниз, чтобы создать воздушный поток над лопастями-по существу вращение ротора отвечает исключительно за создание относительного ветра. По мере того как мы начинаем переводить в передний полет, воздушный поток устанавливается над лопастями движением вперед, создавая относительный ветер больше в соответствии с хордой лопастей. Наш передний полет означает, что вертолет меньше зависит от чистого вращения лопасти, чтобы создать движение воздуха для подъема, потому что передний полет обеспечивает чистый относительный ветер над лопастями. Это позволяет нам оставаться в воздухе с меньшим крутящим моментом.

Если вы сделали это так далеко, здорово!

Образец

Так как же все это связано? Давайте использовать пример:

Весь вес: 11 500 фунтов.Топливо на борту: 2000 фунтов.Вращающий момент рангоута доступный (твиновский двигатель): 100%.Крутящий момент мачты (один двигатель не работает — 2,5 минуты): 65%.Вращающий момент рангоута доступный (один двигатель неработоспособный — непрерывная сила): 54%.Минимальная воздушная скорость (один двигатель): 25 КТС.Требуемый крутящий момент при наведении (в эффекте Земли) 75%.Требуемый крутящий момент при наведении (вне эффекта земли) 86%.

Вертолеты, приземляющиеся на максимальном или близком к максимальному весу, обычно ограничиваются требуемым/доступным коэффициентом мощности, а не коэффициентом пределов нагрузки/перенапряжения планера

Сценарий №1

Вы находитесь в наземном эффекте и теряете двигатель. Вы тянете коллектив в подмышку и принимаете урегулирование с властью, потому что ваша доступная власть единственный двигатель (65%) не может удовлетворить требуемой власти (HIGE 75%). Сброс топлива здесь не является проблемой.

Сценарий №2

Вы находитесь вне Земли эффект зависания и потерять двигатель. Опять же, вы тянете коллектив в подмышку и принимаете значительное урегулирование с силой, потому что — вы догадались — мощность, доступная одному двигателю (65%), не может соответствовать требуемой мощности (HOGE 86%), и вы ускоряетесь до земли. Вся итерация занимает около 5-7 секунд, и результат приземляет вас как пылающий огненный шар на новостях 6 часов — однако вы не можете его увидеть. Вот почему вы не парите тяжелый OGE, и почему вы не нарушаете кривую deadmans! Нет времени для сброса топлива, так что не проблема здесь.

Сценарий №3

Вы находитесь в высоком парении (HOGE) — скажем, 150 футов. Вы теряете двигатель, но вместо того, чтобы тянуть коллектив в подмышку и умирать, вы тянете некоторую мощность и толкаете циклический вперед — ускорение выше безопасной скорости одного двигателя (25 КТС). Вы начинаете останавливать свой спуск, когда вы меняете высоту на скорость полета,принося достаточную скорость, чтобы безопасно выбраться. Затем вы можете либо остаться в воздухе на одном двигателе в течение следующего часа, чтобы сжечь достаточно топлива для облегчения посадки HIGE, либо вы можете выполнить посадку на 25 КТС или выше при вашем текущем весе. Не требуется сброс топлива.

Сценарий №4

Вы делаете взлет без зависания (или прокатки) и поднимаетесь выше минимальной безопасной частоты вращения одного двигателя (25 КТС), а затем теряете двигатель. У вас есть два варианта — продолжить подъем и сжечь немного газа, пока вы не доведете весь свой вес до крутящего момента, который позволит вам парить один двигатель 2,5 минуты (что займет не менее часа — вот почему бортинженеры приносят айпады и журналы), или просто продолжить свой кругооборот и выполнить пробег при посадке (или катящейся посадке) на или выше 25 КТС. Хороший, медленный, не много взлетно-посадочной полосы нужно. Сброс топлива не проблема. Имейте в виду, что хороший медленный приличный с загруженными лезвиями является ключевым — каждый подход-это подход к промаху с возможностью посадки.

Краткие сведения

Помните, что топливные нагрузки в большинстве вертолетов — даже больших — измеряются в тысячах фунтов, а не в десятках тысяч фунтов. Мы не переносим значительное количество газа, чтобы действительно изменить наш посадочный профиль-все, что нам нужно, достаточно, чтобы остаться в воздухе на пару часов. После этого наши спины, шеи и эго болят от полета по местности и вибраций.

В качестве дополнительного Примечания, попытка сбросить топливо в hover была бы опасной ошибкой. Когда вы сбрасываете топливный туман, он будет циркулировать через роторный двигатель обратно на вертолет — в двигатели и повсюду в целом. Затем, после того, как он погаснет, ваша земля, как только практическая чрезвычайная ситуация превратилась в один звонок тревоги. Если бы это произошло, вам понадобилась бы установленная минимальная скорость полета, чтобы выполнить ее, но тогда вы, конечно, не перенесли бы ее в наземный резервуар для хранения.

Как один из оригинальных комментаторов, я полагаю, что я так же хорош, как и любой, чтобы ответить здесь!

Я не могу вспомнить свою формулировку с головы до ног, но, по сути, я указал, что если вертолет имеет возможность взлетать при определенном весе или зависать/подниматься, он по определению способен медленно спускаться и, следовательно, приземляться.

В отличие от авиалайнера, который должен по существу «летать» на взлетно-посадочную полосу, напрягая шасси, вертолет этого не делает. Теоретически можно приземлиться практически без дополнительной силы, кроме веса гелиоптера. На практике это не совсем так, но вы понимаете.

Теперь на самом деле это не означает, что вертолет никогда не будет сбрасывать топливо (или хочет) — в чрезвычайной ситуации имеет смысл уменьшить вес, чтобы улучшить отзывчивость, и если я собираюсь потерпеть крах, мне бы хотелось как можно меньше легковоспламеняющейся жидкости!

Есть также небольшое количество (в основном военных) вертолетов, которые генерируют подъемную силу при движении, поэтому могут взлетать при более высоком весе, чем они могут парить… В этих случаях они больше похожи на самолеты с неподвижным крылом с точки зрения необходимости «летать» на землю, а не выполнять вертикальную посадку, и поэтому, возможно, потребуется уменьшить вес, чтобы уменьшить напряжение,