ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРТОЛЕТА Ми-8Т
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЕРТОЛЕТЕ
Вертолет Ми-8 предназначен для перевозки различных грузов внутри грузовой кабины и на внешней подвеске, почты, пассажиров, а также для проведения строительно-монтажных и других работ в труднодоступной местности.
Рис. 1.1. Вертолет Ми-8 (общий вид)
Вертолет (рис. 1.1) спроектирован по одновинтовой схеме с пятилопастным несущим и трехлопастным рулевым винтами. На вертолете установлены два турбовинтовых двигателя ТВ2-117А со взлетной мощностью 1500 л.с. каждый, что обеспечивает высокую безопасность полетов, так как полет возможен и при отказе одного из двигателей.
Вертолет эксплуатируется в двух основных вариантах: пассажирском Ми-8П и транспортном Ми-8Т. Пассажирский вариант вертолета предназначен для межобластных и местных перевозок пассажиров, багажа, почты и малогабаритных грузов. Он рассчитан на перевозку 28 пассажиров. Транспортный вариант предусматривает перевозку грузов массой до 4000 кг или пассажиров в количестве 24 человек. По желанию заказчика пассажирский салон вертолета может быть переоборудован в салон с повышенным комфортом на 11 пассажиров.
Пассажирский и транспортный варианты вертолета могут быть переоборудованы в санитарный вариант и в вариант для работы с внешней подвеской.
Вертолет в санитарном варианте позволяет перевозить 12 лежачих больных и сопровождающего медработника. В варианте для работы с внешней подвеской осуществляется перевозка крупногабаритных грузов массой до 3000 кг вне фюзеляжа.
Для перелетов вертолета на большие дальности предусмотрена установка в грузовой кабине одного или двух дополнительных топливных баков.
Существующие варианты вертолета снабжены электролебедкой, позволяющей с помощью бортовой стрелы производить подъем (спуск) на борт вертолета грузов массой до 150 кг, а также при наличии полиспаста затягивать в грузовую кабину колесные грузы массой до 3000 кг.
Экипаж вертолета состоит из двух пилотов и бортмеханика.
При создании вертолета особое внимание было уделено высокой надежности, экономичности, простоты в обслуживании и эксплуатации.
Безопасность полетов на вертолете Ми-8 обеспечивается:
-установкой на вертолете двух двигателей ТВ2-117А(АГ), надежностью работы этих двигателей и главного редуктора ВР-8А;
-возможностью совершать полет в случае отказа одного из двигателей, а также перейти на режим авторотации (самовращения несущего винта) при отказе обоих двигателей;
-наличием отсеков, изолирующих двигатели и главный редуктор с помощью противопожарных перегородок;
-установкой надежной противопожарной системы, обеспечивающей тушение пожара в случае его возникновения как одновременно во всех отсеках, так и в каждом отсеке в отдельности;
-установкой дублирующих агрегатов в основных системах я оборудовании вертолета;
-надежными и эффективными противообледенительными устройствами лопастей несущего и рулевого винтов, воздухозаборников двигателей и лобовых стекол кабины экипажа, что позволяет совершать полет в условиях обледенения;
-установкой аппаратуры, обеспечивающей простое и надежное пилотирование и посадку вертолета в различных метеорологических условиях;
-приводом основных агрегатов систем от главного редуктора, обеспечивающим работоспособность систем при отказе двигателя:
-возможностью быстрого покидания вертолета после его посадки пассажирами и экипажем в аварийных случаях.
2. ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ВЕРТОЛЕТА
Летные данные
(транспортный и пассажирский варианты)
Взлетная масса (нормальная), кг.............. 11100
Максимальная скорость полета (по прибору), км/ч , 250
Статический потолок, м............................ 700
Крейсерская скорость полета по прибору на высоте
500 м, км/ч ………………………………………………220
Экономическая скорость полета (по прибору), км/ч . 120
Дальность полета (на высоте 500 м) с заправкой
топливом 1450 кг, км................................ 365
Дальность полета (на высоте 500 м) в перегоночном
варианте с заправкой топливом 2160 кг, км . . .620
Дальность полета (на высоте 500 м) в перегоночном
варианте с заправкой топливом 2870 кг, км ... 850
Дальность полета (на высоте 500 м) с заправкой
топливом 2025 кг (подвесные баки увеличенной
вместимости), км................................................ 575
Дальность полета (на высоте 500 м) в перегоночном
варианте с заправкой топливом 2735 кг (подвесные баки
увеличенной вместимости), км .... 805
Дальность полета (на высоте 500 м) в перегоночном
варианте с заправкой топливом 3445 кг (подвесные баки
увеличенной вместимости), км .... 1035
Примечание. Дальность полета рассчитана с учетом 30-минутного остатка топлива после посадки
Геометрические данные
Длина вертолета, м:
без несущего и рулевого винтов.................. 18,3
с вращающимися несущим и рулевым винтами …25,244
Высота вертолета, м:
без рулевого винта........................................ 4,73
с вращающимся рулевым винтом................ 5,654
Расстояние от конца лопасти несущего винта до
хвостовой балки на стоянке, м..................... 0,45
Расстояние от земли до нижней точки фюзеляжа
(клиренс), м................................................... 0,445
Площадь горизонтального оперения, м2….. 2
Стояночный угол вертолета................. 3°42'
Фюзеляж
Длина грузовой кабины, м:
без грузовых створок............................ 5,34
с грузовыми створками на уровне 1 м от пола 7,82
Ширина грузовой кабины, м:
на полу................................................... 2,06
по коробам отопления........................... 2,14
максимальная......................................... 2,25
Высота грузовой кабины, м.................. 1,8
Расстояние между силовыми балками пола, м … 1,52
Размер аварийного люка, м…………………… 0,7 X1
Колея погрузочных трапов, м.............. 1,5±0,2
Длина пассажирской кабины, м............ 6,36
Ширина пассажирской кабины (по полу), м ... 2,05
Высота пассажирской кабины, м 1,8
Шаг кресел, м.................................................. 0,74
Ширина прохода между креслами, м... 0,3
Размеры гардероба (ширина, высота, глубина), м 0,9 X1,8 X 0,7
» сдвижной двери (ширина, высота), м . . 0,8 X1.4
» проема, по заднюю входную дверь в пассажирском
варианте (ширина, высота), м .......... 0,8 X1>3
Размер аварийных люков в пассажирском
варианте, м............................................. 0,46 X0,7
Размер кабины экипажа, м.................... 2,15 X2,05 X1,7
Регулировочные данные
Угол установки лопастей несущего винта (по указателю шага винта):
минимальный................................................. 1°
максимальный........................................ 14°±30'
Угол отгиба триммерных пластин лопастей винта -2 ±3°
» установки лопастей рулевого винта (на r=0,7) *:
минимальный (левая педаль до упора) ................... 7"30'±30'
максимальный (правая педаль до упора)………….. +21°±25'
* r— относительный радиус
Весовые и центровочные данные
Взлетная масса, кг:
максимальная для транспортного варианта …….. 11100
» с грузом на внешней подвеске …………… 11100
Полная коммерческая нагрузка, кг:
транспортный вариант.......................... 4000
на внешней подвеске.............................. 3000
пассажирский вариант (человек).......... 28
Масса пустого вертолета, кг:
пассажирский вариант........................... 7370
транспортный »................................ 6835
Масса служебной нагрузки, в том числе:
масса экипажа, кг................................... 270
» масла, кг........................................................... 70
масса продуктов, кг.............................................. 10
» топлива, кг......................................................... 1450 - 3445
» коммерческой нагрузки, кг............................... 0 - 4000
Центровка пустого вертолета, мм:
транспортный вариант........................................... +133
пассажирский » ....................................... +20
Допустимые центровки для загруженного вертолета, мм:
передняя.................................................................. +370
задняя...................................................................... -95
3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРТОЛЕТА
По аэродинамической схеме вертолет Ми-8 представляет собой фюзеляж с пятилопастным несущим, трехлопастным рулевым винтами и неубирающимися шасси.
Лопасти несущего винта прямоугольной формы в плане с хордой, равной 0,52 м. Прямоугольная форма в плане в аэродинамическом отношении считается хуже других, но она проста в производстве. Наличие триммерных пластин на лопастях позволяет изменять их моментные характеристики.
Профиль лопасти является важнейшей геометрической характеристикой несущего винта. На вертолете подобраны различные профили по длине лопасти, что заметно улучшает не только аэродинамические характеристики несущего винта, но и летные свойства вертолета. От 1-го до 3-го сечения применен профиль NACA-230-12, а от 4-го до 22-го — профиль NACA-230-12M (модифицированный) *. У профиля NACA-230-12M число Мкр = 0,72 при угле атаки нулевой подъемной силы. При увеличении углов атаки a°(рис. 1.2) Мкр уменьшается и при наивыгоднейшем угле атаки, при котором коэффициент подъемной силы Су = 0,6, Мкр = 0,64. В этом случае критическая скорость в стандартной атмосфере над уровнем моря составит:
VKP == а • Мкр = 341 • 0,64 = 218 м/с, где a— скорость звука.
Следовательно, на концах лопастей можно создавать скорость менее 218 м/с, при которой не будет появляться скачков уплотнения и волнового сопротивления. При оптимальной, частоте вращения несущего винта 192 об/мин окружная скорость концов лопастей составит:
u = wr = 2 prn / 60 = 213,26 м/с, где w — угловая скорость;
r— радиус окружности, описываемый концом лопасти.
Рис. 1.2. Изменение коэффициента подъемной силы Су от углов атаки a° и числа М профиля NACA-230-12M
Отсюда видно, что окружная скорость близка к критической, но не превышает ее. Лопасти несущего винта вертолета имеют отрицательную геометрическую крутку, изменяющуюся по линейному закону от 5° у 4-го сечения до 0° у 22-го. На участке между 1-ми 4-м сечениями крутка отсутствует и установочный угол сечений лопасти на этом участке равен 5°. Крутка лопасти на такую большую величину существенно улучшила ее аэродинамические свойства и летные характеристики вертолета, в связи с чем более равномерно распределяется подъемная сила по длине лопасти.
* Отсек от 3-го до 4-го сечения является переходным. Профиль лопасти несущего винта - смотри рис. 7.5.
Лопасти винта имеют переменную как абсолютную, так и относительную толщину профиля. Относительная толщина профиля с составляет в комле 13%, на участке от г=_0,23до 7=0,268— 12%, а на участке от г = 0,305 до конца лопасти— 11,38%. Уменьшение толщины лопасти к ее концу улучшает аэродинамические свойства винта в целом за счет увеличения критической скорости и Мкр концевых частей лопасти. Уменьшение толщины лопасти к концу приводит к уменьшению лобового сопротивления и снижению потребного крутящего момента.
Несущий винт вертолета имеет сравнительно большой коэффициент заполнения — 0,0777. Такой коэффициент дает возможность создать большую тягу при умеренном диаметре винта и тем самым удерживать в полете лопасти на небольших установочных углах, при которых углы атаки ближе к наивыгоднейшим на всех режимах полета. Это позволило увеличить к. п. д. винта и отодвинуть срыв потока на большие скорости.
Рис. 1.3. Поляра несущего винта вертолета на режиме висения: 1 — без влияния земли; 2 — с влиянием земли.
Аэродинамическая характеристика несущего винта вертолета представлена в виде его поляры (рис. 1.3), которая показывает зависимость коэффициента тяги Ср и коэффициента крутящего момента ткр от величины общего шага несущего винта <р. По поляре видно, что чем больше общий шаг несущего винта, тем больше коэффициент крутящего момента, а следовательно, больше коэффициент тяги. При наличии «воздушной подушки» тяга несущего винта будет больше, чем без нее при том же шаге винта и коэффициенте крутящего момента.
Лопасти рулевого винта прямоугольной формы в плане с профилем NACA-230M не имеют геометрической крутки. Наличие у втулки рулевого винта совмещенного горизонтального шарнира типа «кардан» и компенсатора взмаха позволяет обеспечить более ровное перераспределение подъемной силы по ометаемой винтом поверхности в полете.
Фюзеляж вертолета аэродинамически несимметричен. Это видно из кривых изменения коэффициентов подъемной силы фюзеляжа С9ф и лобового сопротивления С в зависимости от углов атаки аф (рис. 1.4). Коэффициент подъемной силы фюзеляжа равен нулю при угле атаки несколько больше 1 , поэтому и подъемная сила будет положительной на углах атаки больше Г, а на углах атаки меньше 1 —отрицательной. Минимальное значение коэффициента лобового сопротивления фюзеляжа С будет при угле атаки, равном нулю. Ввиду того что на углах атаки больше или меньше нуля коэффициент Сф увеличивается, выгодно совершать полет на углах атаки фюзеляжа, близких к нулю. С этой целью предусмотрен угол наклона вала несущего винта вперед, составляющий 4,5°.
Фюзеляж без стабилизатора статически неустойчив, так как увеличение углов атаки фюзеляжа приводит к увеличению коэффициента продольного момента, а следовательно, и продольного момента, действующего на кабрирование и стремящегося к дальнейшему увеличению угла атаки фюзеляжа. Наличие стабилизатора на хвостовой балке фюзеляжа обеспечивает продольную устойчивость последнему лишь на малых установочных углах от +5 до —5° и в диапазоне небольших углов атаки фюзеляжа от —15 до + 10°. На больших углах установки стабилизатора и больших углах атаки фюзеляжа, что соответствует полету на режиме авторотации, фюзеляж статически неустойчив. Это объясняется срывом потока со стабилизатора. В связи с наличием у вертолета хорошей управляемости и достаточных запасов управления на всех режимах полета на нем применен стабилизатор, не управляемый в полете с установочным углом — 6°.
Рис. 1.4. Зависимость коэффициента подъемной силы Суф и лобовогосопротивления Схф фюзеляжа от углов атаки a° фюзеляжа
В поперечном направлении фюзеляж устойчив лишь на больших отрицательных углах атаки -20° в диапазоне углов скольжения от —2 до + 6°. Это вызвано тем, что увеличение углов скольжения приводит к увеличению коэффициента момента крена, а следовательно, и поперечного момента, стремящегося и дальше увеличить угол скольжения.
В путевом отношении фюзеляж неустойчив практически на всех углах атаки при малых углах скольжения от —10 до +10°, на углах, больше указанных, характеристики устойчивости улучшаются. При углах скольжения 10° < b < — 10° фюзеляж нейтрален, а при скольжении больше 20° он приобретает путевую устойчивость.
Если рассматривать вертолет в целом, то хотя он и обладает достаточной динамической устойчивостью, но не вызывает больших затруднений при пилотировании даже без автопилота. Вертолет Ми-8 в общем оценен с удовлетворительными характеристиками устойчивости, а с включенными системами автоматической стабилизации эти характеристики значительно улучшились, вертолету придана динамическая устойчивость по всем осям и поэтому пилотирование существенно облегчается.
4. КОМПОНОВКА ВЕРТОЛЕТА
Вертолет Ми-8 (рис. 1.5) состоит из следующих основных частей и систем: фюзеляжа, взлетно-посадочных устройств, силовой установки, трансмиссии, несущего и рулевого винтов, управления вертолетом, гидравлической системы, авиационного и радиоэлектронного оборудования, системы отопления и вентиляции кабин, системы кондиционирования воздуха, воздушной и противообледенительной систем, устройства для внешней подвески грузов, такелажно-швартовочного и бытового оборудования. Фюзеляж вертолета включает носовую 2 и центральную 23 части, хвостовую 10 и концевую 12 балки. В носовой части, являющейся кабиной экипажа, размещены сиденья пилотов, приборные доски, электропульты, автопилот АП-34Б, командные рычаги управления. Остекление кабины экипажа обеспечивает хороший обзор; правый 3 и левый 24 блистеры снабжены механизмами аварийного сброса.
В носовой части фюзеляжа расположены ниши для установки контейнеров с аккумуляторами, штепсельные разъемы аэродромного питания, трубки приемников воздушного давления, две рулежно-посадочные фары и люк с крышкой 4 для выхода к силовой установке. Носовая часть фюзеляжа отделена от центральной части стыковочным шпангоутом № 5Н, в стенке которого имеется дверной проем. В проеме двери установлено откидное сиденье бортмеханика. Спереди, на стенке шпангоута № 5Н, расположены этажерки радио- и электрооборудования, сзади - контейнеры двух аккумуляторных батарей, коробка и пульт управления электролебедкой.
В центральной части фюзеляжа расположена грузовая кабина, для входа в которую слева имеется сдвижная дверь 22, снабженная механизмом аварийного сброса. У верхнего переднего угла проема сдвижной двери снаружи крепится бортовая стрела. В грузовой кабине вдоль правого и левого бортов установлены откидные сиденья. На полу грузовой кабины расположены швартовочные узлы и электролебедка. Над грузовой кабиной размещены двигатели, вентилятор, главный редуктор с автоматом перекоса и несущим винтом, гидропанель и расходный топливный бак.
К узлам фюзеляжа снаружи крепятся амортизаторы и подкосы главных 6, 20 и передней / стоек шасси, подвесные топливные баки 7, 21. Впереди правого подвесного топливного бака расположен керосиновый обогреватель.
Грузовая кабина заканчивается задним отсеком с грузовыми створками. В верхней части заднего отсека расположен радиоотсек, в котором установлены панели под приборы радио- и электрооборудования. Для входа из грузовой кабины в радиоотсек и хвостовую балку имеется люк. Грузовые створки закрывают проем в грузовой кабине, предназначенный для закатки и выкатки колесной техники, погрузки и выгрузки крупногабаритных грузов.
В пассажирском варианте к специальным профилям, расположенным по полу центральной части фюзеляжа, крепятся 28 пассажирских кресел. По правому борту в задней части кабины расположен гардероб. Правая бортовая панель имеет шесть прямоугольных окон, левая — пять. Задние бортовые окна встроены в крышки аварийных люков. Грузовые створки в пассажирском варианте укороченные, на внутренней стороне левой створки расположено багажное отделение, а в правой створке размещены короба под контейнеры с аккумуляторами. В грузовых створках сделан проем под заднюю входную дверь, состоящую из створки и трапа.
Рис. 1.5 Компоновочная схема вертолета.
1-передняя нога шасси; 2-носовая часть фюзеляжа; 3, 24-сдвижные блистеры; 4-крышка люка выхода к двигателям; 5, 21-главные ноги шасси; 6-капот обогревателя КО-50; 7, 12-подвесные топливные баки; 8-капоты; 9-редук-торная рама; 10-центральная часть фюзеляжа; 11-крышка люка в правой грузовой створке; 12, 19-грузовые створки; 13-хвостовая балка; 14-стабилизатор; 15-концевая балка; 16-обтекатель; 17-хвостовая опора; 18-трапы; 20-щиток створки; 23-сдвижная дверь; 25-аварийный люк-окно.
К центральной части фюзеляжа пристыкована хвостовая балка, к узлам которой крепится хвостовая опора и неуправляемый стабилизатор. Внутри хвостовой балки в верхней ее части проходит хвостовой вал трансмиссии. К хвостовой балке пристыкована концевая балка, внутри которой установлен промежуточный редуктор и проходит концевая часть хвостового вала трансмиссии. Сверху к концевой балке крепится хвостовой редуктор, на валу которого установлен рулевой винт.
Вертолет имеет неубирающееся шасси трехопорной схемы. Каждая стойка шасси снабжена жидкостно-газовыми амортизаторами. Колеса передней стойки самоориентирующиеся, колеса главных стоек снабжены колодочными тормозами, для управления которыми вертолет оборудован воздушной системой.
Силовая установка включает два двигателя ТВ2-117А и системы, обеспечивающие их работу.
Для передачи мощности от двигателей к несущему и рулевому винтам, а также для привода ряда агрегатов используется трансмиссия, состоящая из главного, промежуточного и хвостового редукторов, хвостового вала, вала привода вентилятора и тормоза несущего винта. Каждый двигатель и главный редуктор имеют свою автономную маслосистему, выполненную по прямой одноконтурной замкнутой схеме с принудительной циркуляцией масла. Для охлаждения маслорадиаторов двигателей и главного редуктора, стартер-генераторов, генераторов переменного тока, воздушного компрессора и гидронасосов на вертолете предусмотрена система охлаждения, состоящая из высоконапорного вентилятора и воздухопроводов.
Двигатели, главный редуктор, вентилятор и панель с гидроагрегатами закрыты капотом. При открытых крышках капота обеспечивается свободный доступ к агрегатам силовой установки, трансмиссии и гидросистемы, при этом открытые крышки капота двигателей и главною редуктора являются рабочими площадками для выполнения технического обслуживания систем вертолета.
Вертолет оборудован средствами пассивной и активной защиты от пожара. Продольная и поперечная противопожарные перегородки делят подкапотное пространство на три отсека: левого двигателя, правого двигателя, главного редуктора. Активная противопожарная система обеспечивает подачу огнегасящего состава из четырех баллонов в горящий отсек.
Несущий винт вертолета состоит из втулки и пяти лопастей. Втулка имеет горизонтальные, вертикальные и осевые шарниры и снабжена гидравлическими демпферами и центробежными ограничителями свеса лопастей. Лопасти цельнометаллической конструкции имеют визуальную систему сигнализации повреждения лонжерона и электротепловое противообледенительное устройство.
Рулевой винт толкающий, изменяемого в полете шага. Он состоит из втулки карданного типа и трех цельнометаллических лопастей, снабженных электротепловым противообледенительным устройством.
Управление вертолетом сдвоенное состоит из продольно-поперечного управления, путевого управления, объединенного управления «Шаг — газ» и управления тормозом несущего винта. Кроме того, имеется раздельное управление мощностью двигателей и их остановом. Изменение общего шага несущего винта и продольно-поперечное управление вертолетом осуществляются с помощью автомата перекоса.
Для обеспечения управления вертолетом в систему продольного, поперечного, путевого управления и управления общим шагом включены по необратимой схеме гидроусилители, для питания которых на вертолете предусмотрена основная и дублирующая гидросистемы.
Установленный на вертолете Ми-8 четырехканальный автопилот АП-34Б обеспечивает стабилизацию вертолета в полете по крену, курсу, тангажу и высоте.
Для поддержания в кабинах нормальных температурных условий и чистоты воздуха вертолет оборудован системой отопления и вентиляции, которая обеспечивает подачу подогретого или холодного воздуха в кабины экипажа и пассажиров. При эксплуатации вертолета в районах с жарким климатом вместо керосинового обогревателя могут быть установлены два бортовых фреоновых кондиционера.
Противообледенительная система вертолета защищает от обледенения лопасти несущего и хвостового винтов, два передних стекла кабины экипажа и воздухозаборники двигателей.
Противообледенительное устройство лопастей винтов и стекол кабины экипажа — электротеплового, а воздухозаборников двигателей — воздушнотеплового действия.
Установленное на вертолете авиационное и радиоэлектронное оборудование обеспечивает выполнение полетов днем и ночью в простых и сложных метеорологических условиях.
