управление энергией

[Misha]

Любишь ты кататься

Это не Игорь любит, это мои 250 паундов катали

[12345]

Скорость торможения ГПС-а равна скорости торможения вариометра? Я в конце на ГПС смотрел...

В принципе соизмеримо, поскольку ГПС не измеряет а вычисляет. При одном отсчёте в секунду при точности определения высоты 4-7 метров необходимо несколько отсчётов.
И кроме этого даже если предположить, что граница резкая, то вертик мгновенно не достигнет новой устойчивой скорости, которая и наблюдалась на 150-200.

В любом случае 150-200-250 не принципиально, главное что для достоверной фиксации не было достаточно продолжительного устойчивого снижения.

[Misha]

Все понял. Дождемся CAVOK и рабочей 25 полосы в Шереметьево - будем с 1,500 метров пробовать... Еще фунтов 200 "балласта" на борт возьмем

[12345]

Тебя не взвешивал...

Ты мне не веришь?

[Misha]

Ты мне не веришь?

Как тебе верить? Ты же обещал со мной на выставку поехать...

[Jan]

. Еще фунтов 200 "балласта" на борт возьмем

Ага, так я к вам и сел..

[Jan]

Ты мне не веришь?

Как тебе верить? Ты же обещал со мной на выставку поехать...

В ожидании итальянского скандала .

[12345]

В ожидании итальянского скандала .

Не дождёшься. Спи спокойно.

[Misha]

В ожидании итальянского скандала .

Ладно, ты-то хоть не флуди

[Misha]

Вспомнил сегодня про управление энергией и прошлогодний рассказ Тима Такера об авторотации с набором высоты. Попробовал пару раз.

Разгон воздушной скорости до 110 узлов на высоте 200 метров в горизонтальном полете => переход на авторотацию => набор высоты с потерей скорости до 40-30 узлов и потерей оборотов к этому моменту до 88-90% => поворот на горке на 180 град. => набор скорости примерно до 60-70 узлов и восстановление оборотов => посадка.

Не получилось набрать больше 50 метров высоты (в первый раз - вообще всего лишь около 30 набрал)...

[Serega]

А разворот на горке на 44м не страшно делать?

[Misha]

А разворот на горке на 44м не страшно делать?

Первый раз - страшно (когда тебе показывают). Технически - нормально, ты просто поворачиваешь фюзеляж вокруг оси несущего винта в плоскости вращения этого самого винта...

[Helimobil]

На днях отлетывал очередную проверку с максимальным весом и на авторотации с первого раза прилично перелетел. Задумался. Вспомнил, что тема тут уже обсуждалась. Начал разбираться.
В литературе внятной информации на эту тему мало и она весьма противоречива. Попалась одна статейка в весьма уважаемом вертолетном журнале, где автор утверждает, что более тяжелый вертолет будет иметь более низкую вертикальную скорость на авторотации.
Привожу ее полностью

Ask Ray Prouty: Gross Weight’s Effect on Autorotation
R.W. Prouty
LT. COL. GREG RUTTER OF THE AUStralian Army is trying to understand the effect of weight on auto rotation.
"I contend that, for any given weight, a helicopter will have a steady-state rate of descent and rotor rpm," writes the Australian Army Aviation liaison officer from Fort Rucker, Ala. "An increase in weight, all other things being equal, will increase the rotor rpm and the rate of descent.
"However, if the pilot increases collective to restore the rotor rpm to the same value as it was at the lighter weight, the rate of descent will decrease to about the same as the lighter-weight situation and the autorotation will be more or less the same, except that the flare will generally need to be initiated at a higher height simply to overcome the aircraft’s greater momentum.
"This seems to be consistent with my real-world experience teaching in several different helicopter types," he adds. "Some other instructors disagree with me and believe that higher-weight autorotations always increase the rate of descent and decrease the range potential of the helicopter. My knowledge of helicopter aerodynamics is not good enough to argue the case, but I believe that variations in weight do not significantly affect autorotational performance (provided rotor rpm is maintained at consistent values).
I answered the basic question here, whether a helicopter comes down faster in forward-flight autorotation when it is heavy or when it is light, in a past October column, ("An Autorotational Paradox," October 1996, page 54). For those who have lost that issue, I will give a somewhat different explanation concerning energy.
For this discussion, we will measure energy in units of foot-pounds. The simplest type is potential energy, which is the product of the height above the ground and the weight of the object, in foot-pounds. This is the energy that a falling rock would deliver to the ground as a one-time event.
A helicopter in level forward flight needs energy, but it needs it continuously from the engine in foot-pounds per second. Dividing this number by 550 gives us the required horsepower. This constant was established by James Watt when he had to rate the steam engines he was selling to the British coal industry, which had always used horses for the hard work. Watt knew that a "standard" horse could raise a 100 lb basket of coal out of a vertical shaft while walking away at just under 4 mph or 5.5 fps. Thus, the factor of 550.
For a helicopter in level forward flight, the required horsepower can be divided into three major parts. The first is the "induced" power, which is that required to produce lift at the speed of interest. This power increment is proportional to the gross weight and is essentially the same as an airplane engineer would calculate for his aircraft.
The second is "parasite" power due to the drag of everything we hang on the rotor, including the fuselage, landing gear, rotor hubs, and many other things exposed to the passing air. This is not affected by the change in gross weight as long as the change is in shot bags, people, or fuel carried internally.
The third is "profile" power, which is mostly due to the skin friction on the blades. The effect of gross weight on this component is small except in unusual flight conditions.
In autorotation, the rotor needs about the same power as it does in powered flight to keep turning and to hold the helicopter up (a little less because the tail rotor doesn’t require as much).
Where does it get that power? By descending and converting its potential energy to power at a rate of foot-pounds per second to match what the engine had provided in level flight.
At a typical autorotational forward speed of 60-80 kt, the induced power, which is the only power increment affected by weight, is only a small part of the total. This means that the required power is only slightly higher when the helicopter is heavy than when it is light.
As a consequence of the higher gross weight, changing potential energy by descending at 1 fps generates available power (numerically equal to the gross weight) that is more than when the helicopter is light. But since the total required power is about the same, the necessary rate of descent to develop that power is actually less when the helicopter is heavy than when it is light.
This paradox has been verified by flight test. I had the opportunity to present this in a course at Sikorsky Aircraft. One of my students was a flight test pilot. He objected to my conclusions and said, "I did a lot of autorotational work on the CH-53 and I know you’re wrong. I’ll bring the data in tomorrow to show you." His first question the next morning was, "Is my face red?" His next statement was. "You’re right."
If you have questions for Ray Prouty, send them to rotorandwing@accessintel.com, 301-354-1809 or Rotor & Wing, 4 Choke Cherry Road, Second Floor, Rockville, MD 20850.

lt.ak хоть и утверждает, «что вертолёт при авторотации может снижаться быстрее когда вы демонстрируете этот замечательный манёвр подруге, весящей 50 кг по сравнению с авторотациями с инструктором, весящим 100 кг, на борту ...», но более осторожен в своих выводах: « сам по себе график не отображает никакие реальные данные, а просто демонстрирует зависимость и возможную немонотонность этой зависимости ...»

Посмотрим, можно ли ответить на этот вопрос, оперируя только энергией.
Действительно, энергии у тяжелого вертолета вертолета на той же высоте и при той же скорости больше, чем у легкого. Но поможет ли она ему улететь дальше?
При установившемся движении по глиссаде на авторотации сумма сил действующих на вертолет равна нулю. Буржуазные ученые зачем-то раскладывают полную аэродинамическую силу на lift и drag , видимо пытаясь отвлечь трудящихся от классовой борьбы. Но мы, вооруженные марксистско-ленинской теорией Жуковского, знаем наверняка, что на вертолет действует сила тяжести mg и сила сопротивления воздуха, направленная противоположно силе тяжести, т.е. вертикально вверх, и равная ей по величине. Она то и «держит» наш вертолет в воздухе. Тратится ли на это энергия? Очевидно. А сколько? Тоже понятно : mΔH. Сколько было, столько потратили. Но в зависимости от скорости и угла наклона глиссады мы потратим ее за разное время. И на тяжелом вертолете потратим больше. Но за какое время? Тут приходится вводить понятие мощности, что по сути правильно, но и зависимость потребной мощности от веса не дает нам внятного ответа на поставленный вопрос.
Правильный же ответ даст только правильная методика .

Построим поляру, т.е. зависимость вертикальной скорости наклонного снижения от горизонтальной скорости для данного веса.

Polara1.gif (8.93 КБ) 6185 просмотров

режим минимальной Vу, максимальной продолжительности планирования, получается проведением касательной параллельной оси скоростей;
режим максимальной дальности планирования получается проведением касательной из начала координат

Полная аэродинамическая сила зависит от скорости и аэродинамической конфигурации вертолета (качества), температура и давление у нас постоянные. А качество зависит в основном от угла атаки ротора, и, в гораздо меньшей степени, от общего шага и числа оборотов (в тех пределах, в которых мы их можем менять), а посему практически не зависит от веса.
Т.е. можно утверждать, что при одинаковом качестве (угле атаки ротора) и тяжелый и легкий вертолеты полетят по одной глиссаде, только скорость у тяжелого будет выше, ему же нужна бОльшая подъемная сила. Поэтому и снижаться он будет быстрее. А если изменить качество и соответственно угол глиссады? Построим поляру для другого веса.

Polara2.gif (12.15 КБ) 6185 просмотров

Форма ее не изменится, т.к. мы решили, что качество не зависит от веса. Поэтому, если вес больше, наша поляра просто сместится вниз вдоль касательной. Надеюсь, понятно, почему. И вот из этих двух поляр отчетливо видно, когда какой вертолет будет снижаться быстрее. Причем они пересекаются, поэтому можно доказать «теорему равных глиссад» , которая гласит, что для любых двух значений полетного веса существует одна и только глиссада, на которой скорости одинаковы.

[lt.ak]

то бишь опять немонотонность ... ... и если спроецировать на то что я написал ранее - если рекомендуемая скорость для авторотации является скоростью для максимального веса то вертикальная скорость снижения будет увеличиваться с уменьшением веса от максимального ... а если рекомендуемая скорость это скорость для минимального то будет уменьшаться с уменьшением ... ну а уж если где то между то зависит от того где именно вес по отношению к тому для которого выбрана скорость ...

[Helimobil]

то бишь опять немонотонность ... ...

Верно. И теперь она получила строгое теоретическое обоснование.
Предлагаю поручить Mishe и 12345 составить реальные поляры скоростей авторотации для нескольких значений полетного веса. Работу опубликовать в ежегодном альманахе "Труды SAON"