§ 16.2. ЗЕМНОЙ РЕЗОНАНС
Земным резонансом называют самовозбуждающиеся колебания вертолета на земле с нарастающей амплитудой. Возможность появления земного резонанса является следствием вве-
Рис. 16.1. Возникновение неуравновешенной силы НВ-
Fцб и колебаний лопастей в ВШ при резком смещении оси вала НВ
дения в конструкцию втулки несущего винта вертикальных шарниров, дающих возможность лопасти качаться в плоскости вращения.
Физическая сущность земного резонанса заключается в следующем. При воздействии начального возмущения (порыв ветра, наезд основного колеса на кочку, грубая посадка и т. п.) лопасти По-разному поворачиваются в ВШ, центр масс НВ смещается с оси вала и возникает неуравновешенная центробежная сила несущего винта Fцб.н (рис. 16,1).
Одновременно возникают собственные колебания лопастей НВ относительно ВШ под действием кориолисовых сил инерции Fк и центробежных сил лопастей Fцб.л.
Круговая частота центробежной силы, которая раскачивает фюзеляж вертолета, и ее величина зависят от частоты вращения несущего винта. Колебания вертолета становятся самовозбуждающимися, если частота колебаний оси несущего винта из-за действия центробежной силы Fцб.н становится равной собственной частоте колебаний вертолета на упругом шасси. При колебаниях корпуса вертолета увеличиваются силы, раскачивающие лопасти в плоскости вращения, в результате чего величина центробежной силы Fцб.н. и возрастает. Такая двусторонняя связь между колебаниями вертолета и лопастей приводит к быстрому нарастанию амплитуды раскачивания вертолета. Это явление и носит название земного резонанса. Время развития земного резонанса составляет всего несколько секунд. Непринятие летчиком мер или неграмотные действия могут привести к разрушению несущего винта и вертолета в целом.
Для борьбы с земным резонансом применяют средства поглощения и рассеивания энергии колебаний – демпферы. Специальные демпферы устанавливают на вертикальных шарнирах несущего винта, а в системе «фюзеляж на шасси» роль демпферов выполняют амортизаторы. При этом важен правильный выбор характеристик гидравлического сопротивления амортизаторов на прямом и обратном ходе, а также характеристик жесткости амортизаторов и пневматикой. В некоторых случаях в амортизацию вводят дополнительные демпфирующие элементы.
Следует помнить, что в момент отрыва вертолета от земли или при приземлении, когда тяга винта велика, амортизаторы шасси выключаются из работы. Усилие, действующее при этом на амортизатор, может оказаться меньше усилия его предварительной затяжки, и вертолет движется на упругих пневматиках практически без демпфирования. Поэтому в случае возникновения колебаний при взлете и посадке следует немедленно уменьшить Тягу винта, чтобы загрузить амортизаторы. На пробеге из-за качения пневматика шасси его боковая жесткость снижается, что приводит к уменьшению частот собственных колебаний вертолета. При этом опасность земного резонанса возрастает, так как уменьшается запас по частоте вращения винта. Поэтому может оказаться, что при определенной скорости пробега возникнет земной резонанс.
В процессе эксплуатации вертолета необходимо особое внимание обращать на соблюдение правил технического обслуживания демпферов ВШ и амортизации шасси. Если один из этих узлов откажет, будет неправильно заряжен и отрегулирован, возможен земной резонанс. При возникновении интенсивных колебаний вертолета летчику необходимо действовать в строгом соответствии с инструкцией по эксплуатации, быстро и уверенно.
