Перевозка грузов на внешней подвеске производится в тех случаях, когда габаритные размеры груза не позволяют разместить его в грузовой кабине вертолета, а также когда невозможна посадка вертолета в местах погрузки или разгрузки.
Система внешней подвески вертолета значительно расширяет его транспортные возможности, позволяя перевозить крупногабаритные грузы, транспортировать их в места, где невозможно произвести посадку. Кроме того, она дает возможность выполнять монтажные работы, производить прокладку линий связи и электропередачи, нефтепроводов и другие работы.
Подготовка к перевозке грузов на внешней подвеске предусматривает:
прокладку маршрута полета по возможности вне населенных пунктов;
подготовку площадок в местах подцепки и отцепки грузов (удаление мусора и мелких незакрепленных предметов, поливка водой пыльной площадки, укатка свежевыпавшего снега и т. п.);
осмотр подлежащих транспортировке на внешней подвеске грузов, проверка надежности узлов подвески и крепления установленных на грузе агрегатов, которые могут переместиться в полете;
уточнение массы и центра масс транспортируемых грузов;
определение последовательности транспортировки различных грузов (вначале целесообразно транспортировать более легкие из них, а затем по мере выработки топлива — более тяжелые);
согласование визуальных сигналов на случай отказа радиосвязи.
Наличие внешней подвески изменяет летные характеристики вертолета и вносит особенности в способы его пилотирования. Основные уравнения балансировки вертолета с грузом па внешней подвеске в установившемся горизонтальном полете имеют вид: Ту = Gв + Gгр
Тx = Хвр + Хгр
Мz= Мzв+ ?Мzгp=0
где Gв, Gгр, Хвр, Хгр — силы тяжести и сопротивления вертолета
и груза; Мzв и ?Мzгp — продольные моменты вертолета и груза.
Сила сопротивления груза в поступательном полете создает
дополнительный момент (рис..1)
?Mz=Xврhгр=(Gгр+Xгр)aгр
где hгр— расстояние от центра тяжести вертолета до центрального узла внешней подвески. Этот момент вызывает изменение угла тангажа вертолета. Кроме того, при разгонах и торможениях возникают продольные колебания груза относительно центрального узла подвески груза . что приводит к изменению величины дополнительного момента?Mzр за счет влияния инерционной силы.
Дополнительный продольный момент постоянно изменяет продольную балансировку вертолета и увеличивает потребные отклонения ручки циклического шага в продольном отношении.
Подцепка груза
в зависимости от условий может осуществляться с посадкой вертолета рядом с грузом и .с режима висения. Подцепка груза на земле применяется в тех случаях, когда имеется возможность произвести посадку вертолета около груза. Выполнение подцепки груза данным способом предусматривает:
посадку вертолета на безопасном расстоянии от груза (примерно 0,2D от колеса основной опоры) таким образом, чтобы груз находился в поле зрения командира вертолета;
выпуск и сцепление с грузом подвесной системы;
вертикальный взлет и зависание на высоте 1...3 м;
после «успокоения» вертолета, снятия триммерами усилий с ручки управления и проверки показаний приборов перемещение в сторону груза по командам бортоператора и наземного руководителя полетов;
набор высоты и зависание строго над грузом на высоте 1...3 м от него до колес шасси;
плавное увеличение высоты висения до полного натяжения тросов подвесной системы, не допуская смещения вертолета относительно груза;
дальнейшее плавное увеличение высоты висения с таким расчетом, чтобы расстояние от груза до земли было не менее 3 м;
при нормальном поведении груза на висении и достаточности запаса мощности двигателей перевод вертолета в разгон с последующим переходом в набор высоты.
Подцепка грузов на висении сложнее, чем на земле, и в значительной мере зависит от четкости и согласованности действий экипажа и наземного персонала, поэтому использование этого способа допустимо только в крайних случаях, когда невозможно посадить вертолет рядом с грузом. Выполнение подцепки данным способом предусматривает: полет (подлет) к месту расположения груза и зависание в непосредственной близости от него с таким расчетом, чтобы груз находился слева от вертолета в поле зрения командира;
выпуск подвесной системы на необходимую длину и соединение ее с силовыми узлами груза; перемещение в сторону груза с небольшим набором высоты и центрирование вертолета над грузом по командам бортоператора; последующий набор высоты в изложенном выше порядке.
Для обеспечения безопасности подцепки и отделения от земли груза необходимо иметь в виду следующее:
расстояние от вертолета до груза должно быть не менее 4...5 м;
если при натяжении тросов внешней подвески вертолет не сцентрирован относительно груза или траектория взлета не вертикальна, при отрыве груза от земли возникает продольная или поперечная разбалансировка вертолета, сопровождаемая раскачиванием груза или обрывом одного из тросов;
если при раскачивании груза после его отделения от земли перевести вертолет на разгон, амплитуда раскачки неизбежно возрастает;
при выполнении разгона так же энергично, как в «свободном» полете, возможна самопроизвольная «просадка», сопровождаемая касанием грузом земли;
волочение груза по земле сопровождается резкой разбалансировкой, опасным ухудшением устойчивости и управляемости вертолета;
в случае неравномерного натяжения тросов при подъеме груза, их перехлестывания или зацепления за выступающие части груза следует снизиться, устранить дефект и повторить подъем;
если при повторном подъеме указанные дефекты не устраняются, необходимо сбросить подвесную систему и повторить операцию подцепки;
во избежание поражения статическим электричеством наземному персоналу запрещается дотрагиваться до выпускаемого троса внешней подвески на висении вертолета до тех пор, пока трос не коснется земли;
во избежание возможного травмирования рук наземному персоналу запрещается подправлять крюки подвесной системы при натягивании тросов внешней подвески на висении вертолета;
по окончании работ по подцепке груза наземный персонал должен отойти в безопасное место во избежание возможного попадания под груз в случае его аварийного сброса с вертолета.
Пилотирование вертолета
с грузом на внешней подвеске осложняется следующими факторами:
при натяжении тросов подвесной системы происходит значительная продольная разбалансировка вертолета;
вследствие смещения вниз центра масс вертолета с грузом и соответствующего возрастания эффективности продольно-поперечного управления вертолет энергично реагирует даже на незначительные отклонения ручки управления. Поэтому при обычных для «свободного» полета, но несоразмерно больших для полета с грузом на внешней подвеске отклонениях ручки управления могут создаваться такие углы тангажа и крена, что вертолет окажется в усложненном положении и может возникнуть необходимость сброса груза;
вследствие нежесткой связи с вертолетом и собственной инерционности груз на переходных режимах полета перемещается с запаздыванием относительно движения вертолета. Поэтому во избежание провоцирования раскачки груза движения органами управления должны быть строго координированными и очень плавными;
при выполнении разгона воздействие дополнительного пикирующего момента от отстающего груза увеличивает темп разгона, при выполнении торможения воздействие дополнительного кабрирующего момента от забегающего вперед груза ускоряет гашение скорости. Поэтому разгон и торможение необходимо выполнять весьма осторожно и плавно, не допуская значительного изменения угла тангажа вертолета;
вследствие определенной боковой парусности груза наличие внешнего или внутреннего скольжения при выполнении разворота вызывает появление дополнительных поперечного и путевого аэродинамических моментов, действующих на груз и способствующих его раскачке и разбалансировке вертолета. Поэтому ввод вертолета в разворот должен быть очень плавным, а сам разворот — координированным, с ограничением угла крена значением не более 15°,
в процессе парирования пилотом раскачки груза возможно возникновение слабозатухающих колебаний или автоколебаний рулевых машин автопилота;
полет с грузом на внешней подвеске должен выполняться на высоте не менее 150 м над пролетаемой местностью, что не позволяет в ряде случаев опуститься ниже края облаков;
нельзя пользоваться радиовысотомером для определения истинной высоты полета, так как из-за влияния груза он дает неправильные показания (если груз находится под антеннами радиовысотомера) ;
часто затруднено наблюдение за местом укладки груза;
в ОС возникает необходимость аварийного сброса груза.
Отцепка груза
в зависимости от конкретных условий (особенностей посадочной площадки, форм и размеров груза, длины подвески, метода строповки груза, наличия других комплектов подвески и т. п.) может выполняться со сбросом и без сброса тросов подвесной системы.
После устойчивого зависания вертолета над местом укладки груза высота висения плавно уменьшается до момента касания грузом земли с минимальной вертикальной скоростью Далее вертолет снижается на 2...4 м, смещается в сторону с таким расчетом, чтобы центральный канат не опустился на груз, после чего осуществляется расцепление подвесной системы и вертолет выполняет приземление вблизи груза.
Груз, транспортируемый на внешней подвеске, необходимо аварийно сбросить в безопасной зоне в следующих случаях:
при самопроизвольном смещении и развороте вертолета на режиме висения с использованием взлетной мощности двигателей (правая педаль отклонена вперед до упора);
при задевании груза за землю в процессе разгона или торможения вертолета;
при сильной непарируемой раскачке груза, угрожающей безопасности полета;
при отказе одного двигателя и невозможности дальнейшего полета с одним работающим двигателем;
во всех ОС полета, связанных с необходимостью выполнения вынужденной посадки.
Вращение груза и его продольная и поперечная раскачка затрудняют пилотирование. Для удержания заданного режима полета летчику необходимо постоянно вмешиваться в управление вертолетом. Наиболее опасной формой колебаний груза является боковая его раскачка, которая в зависимости от формы груза может носить незатухающий характер с большой амплитудой колебаний, что значительно усложняет выдерживание режима полета. Поэтому для каждого вида груза в зависимости от его формы и размеров существует своя скорость транспортировки, которая указывается в дополнении к Инструкции экипажу по
транспортировке конкретного груза (труб, ящиков, ферм и пр.). При полетах с грузом на внешней подвеске грузоподъемность вертолета уменьшается из-за невозможности зависания в зоне влияния земли. Кроме того, увеличиваются километровый и часовой расходы топлива, а дальность и продолжительность полета уменьшаются.
Наибольшую сложность при полетах с грузом на внешней подвеске составляет процесс отделения груза от земли на взлете. От летчика требуется точное зависание над грузом и отделение от земли без смещения. Смещение груза до его отделения (волочение по земле) создает дополнительные моменты, кренение вертолета или изменение тангажа и самопроизвольное перемещение, что недопустимо до отделения груза от земли. В этом случае летчик обязан произвести немедленную отцепку груза. Перевод вертолета с режима висения в разгон производится только в том случае, когда поведение вертолета устойчивое, а высота груза от земли достигла величины, при которой исключается возможность касания грузом земли при разгоне. Разгон должен быть плавным, с минимальной «просадкой» вертолета. Энергичный перевод в разгон может привести к значительной «просадке» вертолета и касанию грузом земли. Торможение вертолета перед зависанием должно быть медленным, что позволяет избегать раскачки груза и упрощает выход в точку его укладки. Укладка груза на землю производится после устойчивого зависания вертолета над заданной точкой путем медленного вертикального снижения без продольных и боковых смещений. В связи с тем что грузоподъемность вертолета при работе с грузом на внешней подвеске уменьшается, подцепку, подъем и укладку груза следует производить
при висении строго против ветра. Перемещения органов управления, особенно рычага «шаг-газ», должны быть плавными и незначительными по величине. Особое внимание необходимо уделить запасу правой педали в момент отделения груза и оборотам несущего винта.
Перетяжеление винта и падение оборотов в сочетании с выходом педали на упор может привести к «просадке» вертолета с одновременным разворотом его влево. В этом случае груз должен быть немедленно сброшен. В связи с особенностями в поведении вертолета и его пилотировании к полетам на вертолете с грузом на внешней подвеске допускаются летчики, в совершенстве овладевшие техникой пилотирования.
Характерные ошибки пилота.
1. Отклонение вертолета от заданного направления в процессе перемещения в сторону груза при его подцепке или отцепке. Эта ошибка возможна в тех случаях, когда пилот не намечает ориентиры, относительно которых следует перемещать вертолет по командам наземного и бортового операторов, а также если пилот допускает несоразмерные и некоординированные движения органами управления.
Нерасчетное перемещение вертолета в сторону груза или от него может привести к натягиванию тросов внешней подвески, зацеплению их за опоры шасси, обрыву с последующим попаданием в несущий или рулевой винт, опасному рывку и наклону вертолета на предельно малой высоте, поломке узлов подвески груза. Поэтому для точного зависания над грузом пилоту следует намечать удобные ориентиры, а рычагами управления действовать координирование и очень плавно.
2. Отрыв груза от земли со смещением при неточном зависании вертолета над грузом перед отрывом. При этом возможно резкое изменение угла крена или тангажа (в зависимости от направления смещения вертолета относительно груза к моменту отрыва), неравномерное натяжение или обрыв тросов, попадание их в несущий или рулевой винт.
Для предупреждения этой ошибки' увеличение общего шага НВ перед отрывом груза от земли рекомендуется производить плавно, не допуская резкого натяжения тросов. После натяжения тросов внешней подвески целесообразно задержать на 3...5 с дальнейшее отклонение вверх рычага «шаг—газ», что позволит вертолету без вмешательства пилота точно сориентироваться над грузом пои наличии исходного смещения. Затем плавным увеличением общего шага НВ груз отделяется от земли без раскачки и волочения по земле.
Рассматриваемая ошибка чаще проявляется при подцепке груза на длинный трос внешней подвески — большая высота зависания затрудняет точное выдерживание вертолета над грузом, так как пилот своевременно не замечает тенденцию смещения вертолета от заданного положения и действует органами управления с определенным запаздыванием. Поэтому чем больше длина основного троса, тем более плавными должны быть отклонения органов управления вертолета.
3. Снижение вертолета при переходе на разгон вследствие излишне резкого отклонения ручки управления вперед, особенно если предшествующее висение выполнялось с использованием взлетного режима работы двигателей. Эта ошибка может привести к касанию груза о землю и необходимости его вынужденного сброса. Поэтому перевод вертолета на разгон должен быть очень плавным, без заметного изменения угла тангажа, с увеличением мощности двигателей вплоть до взлетной. При этом следует смириться с тем неблагоприятным обстоятельством, что вертолет находится большее время (по сравнению с перевозкой груза внутри фюзеляжа) в диапазоне малых скоростей полета, характеризуемом повышенным уровнем вибраций и неустойчивыми показаниями указателя скорости.
4. Резкое торможение в случае, если вертолет подходит к месту зависания на повышенной скорости. Стремясь зависнуть над заданным местом укладки груза, пилот энергично увеличивает угол тангажа для гашения поступательной скорости. Это приводит к значительному опусканию хвостовой балки, снижению вертолета, раскачиванию груза, затруднению видимости места его укладки.
Если пилот не смог плавно уменьшить скорость при подлете к площадке укладки груза, необходимо прекратить дальнейшее торможение вертолета, увеличить общий шаг НВ и скорость полета до 60...100-км/ч, перейти в набор высоты и затем выполнить повторный заход на площадку для отцепки груза.
5. Преждевременное торможение, когда вертолет по существу не долетает до места укладки груза. В этом случае необходимо выполнить кратковременное зависание с грузом, оценить расстояние до посадочной площадки и затем выполнить подлет к месту отцепки_ груза со скоростью 5...15 км/ч.
6. Вираж (разворот) с большим углом крена и внешним скольжением при транспортировке на внешней подвеске легкого груза, обладающего значительной парусностью. В этом случае возможно попадание груза в плоскость вращения РВ с очевидными последствиями.
7. Превышение максимально допустимой для данного типа груза скорости полета. Важно иметь в виду, что при транспортировке на внешней подвеске достаточно габаритного груза, имеющего значительное лобовое -сопротивление, на достаточно большой скорости . V> 100...150 км/ч вертолет теряет присущую ему в «свободном» полете статическую устойчивость по скорости — при увеличении скорости под действием пикирующего момента, создаваемого грузом, стремится затянуться в пикирование, что небезопасно. Кроме того, использование взлетного режима работы двигателей для достижения большой скорости полета сопровождается, как правило, уменьшением стабилизированной частоты вращения НВ и соответственно эффективности продольно-поперечного управления вертолетом, что особенно неблагоприятно сказывается при необходимости успокоения раскачки груза.
8. Длительное игнорирование нарастающей раскачки груза, в результате чего может возникнуть недопустимая раскачка самого вертолета и необходимость аварийного сброса груза. Однако при сбросе груза разбалансировка уже «разболтанного» вертолета окажется весьма значительной и вызовет затруднения при выводе вертолета из усложненного положения.
9. Устранение раскачки груза в процессе энергичного гашения скорости при заходе на посадку. Поскольку сама раскачка груза обусловлена именно интенсивным уменьшением скорости полета, ее устранение в процессе гашения скорости неэффективно или даже может привести к противоположному результату — увеличению амплитуды колебаний груза. Поэтому если в процессе торможения вертолета возникает нарастающая раскачка груза, устранять ее следует при постоянной скорости полета, уменьшая вертикальную скорость снижения, а при значительной раскачке — переводя вертолет в режим набора высоты, после чего, возможно, придется более осторожно и плавно повторить предпосадочный маневр.
10. Неэффективное устранение раскачки груза из-за несоразмерных, несинхронных и некоординированных управляющих действий пилота, в результате чего колебания груза «разбалтывают» вертолет, который, в свою очередь, начинает «водить» груз. Для успокоения раскачки груза вертолет нужно пилотировать так, чтобы ось вала НВ приблизительно совпадала с центральным тросом внешней подвески в каждый текущий момент времени, т. е. чтобы угловые колебания груза и корпуса вертолета примерно совпадали и по амплитуде, и по фазе. Понятно, что такая техника пилотирования требует специальной подготовки, высокого летного мастерства и выдержки пилота.
11. Опускание груза с большой вертикальной скоростью вследствие несоразмерно резкого отклонения вниз рычага «шаг—газ» для укладки груза, который в результате этой ошибки пилота может быть поврежден.
12. Продолжение полета после неожиданного возникновения повышенной тряски, которая не устраняется и после аварийного сброса груза. Наиболее вероятной причиной создания такой ОС является срыв плохо закрепленного или непрочного элемента груза, обладающего небольшой массой и большой парусностью (например, металлической крыши транспортируемого на внешней подвеске домика), и попадание его в плоскость вращения рулевого винта.
При этом разрушение или сильное повреждение одной или нескольких лопастей РВ чаще всего сопровождается разрушением концевой балки вблизи хвостового редуктора через 1...3 мин после разбалансировки РВ. Так что в подобной ОС необходимо аварийно сбросить груз и незамедлительно выполнять вынужденную посадку перед собой, избегая правых разворотов и предпосадочного зависания.
13. Выполнение полета со свободно болтающейся без груза внешней подвеской, которая при интенсивной, не контролируемой экипажем раскачке вполне может попасть в плоскость вращения рулевого или несущего винта с очевидными последствиями.
