Вертолеты на каком топливе летают: Дизельное топливо для авиации

Содержание

На каком топливе летает малая авиация?

В последние месяцы текущего года в нашей стране произошла череда резонансных авиационных катастроф: самолёт АН-2 в Свердловской области, на Камчатке — АН-28.

Авиационные катастрофы и лётные происшествия имеют место и в большой авиации, но в российской малой авиации в настоящее время они стали закономерными. Одна из возможных причин этого — использование для полётов автомобильных бензинов АИ-95 и АИ-98 в связи с недоступностью на российском рынке авиационных бензинов.
Малая авиация, оснащённая двигателями внутреннего сгорания, потребляет авиационный бензин различных марок в соответствии с требованиями двигателей. В Советском Союзе по ГОСТ 1012-72 «Бензины авиационные. Технические условия» вырабатывались следующие марки авиационных бензинов: Б-95/115, Б-95/130, Б-100/130, а также Б-92 по ТУ 38.401-58-47-92. Общий объем производства авиационных бензинов достигал 1 млн т/год. Несмотря на потребность страны в авиационных бензинах и возможность их экспорта в соседнии страны, после ликвидации в 2003 г. производства отечественной этиловой жидкости, был прекращен и выпуск самих бензинов. Россия стала импортировать авиационные бензины из Польши, Финляндии и других стран.
В связи с недоступностью авиационных бензинов российские владельцы поршневых самолетов начали использовать автомобильные бензины АИ-95 и АИ-98, продаваемые на АЗС. Однако применение автомобильного бензина взамен авиационного недопустимо, поскольку он не содержит этиловой жидкости, необходимой для смазывания клапанов, теплота его сгорания ниже. Кроме того автомобильный бензин не отвечает требованиям по детонационной стойкости: сортности и октановому числу (по м.м.).
В связи с прекращением производства авиабензинов на российских НПЗ, в стране практически не осталось ни одной установки для определения сортности авиационного бензина. Изготовление одноцилиндровых моторных установок ИТ9-1 было прекращено в СССР в 1975 г. , а аналогичные зарубежные установки НПЗ не закупали. В России нет ни одного испытательного центра или лаборатории, где можно было бы провести в полном объеме оценку авиационного бензина на соответствие его требованиям действующего в РФ технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту», утвержденного постановлением Правительства РФ от 27 февраля 2008 г. № 118.
В аналогичном техническом регламенте государств участников Единого экономического пространства Республики Беларусь, Республики Казахстан и Российской Федерации, который вступает в действие с января 2013 г. показатель «сортность» вообще определяется на стадии подготовки производства и гарантируется изготовителем, т.е. никак не контролируется.
Таким образом, технические регламенты в части обеспечения безопасности авиационных бензинов не применимы, поскольку не обеспечивают его контроль по важнейшему показателю безопасности — «сортность».
Принятие технического регламента по безопасности моторных топлив происходило мучительно долго, с отсрочками по его внедрению. Однако на сегодняшний день он требует серьезной ревизии требований к нормам на включенные показатели безопасности, а также методов оценки этих показателей. Это касается не только авиационных бензинов, но и других моторных топлив, входящих в область технического регулирования.

В.Е. Емельянов
д-р тех. наук, заведующий отделом автомобильных и авиационных бензинов в ОАО «ВНИИ НП»

Статья из журнала «Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний» №9 #2012

Заправка вертолета Ми-8 топливом | ООО «Вертол»

Заправка вертолета топливом.

Перед заправкой вертолета топливом следует проверить: пригодность топлива по паспорту, наличие в нем визы и подписи должностного лица службы ГСМ, разрешающей заправку, соответствие номера заправщика по паспорту, наличие пломб на устройствах, соединенных с внутренней полостью топливозаправщика, исправность и чистоту заборных, фильтрующих и раздаточных средств, чистоту отстоя топлива, слитого из топливозаправщика (отстой не должен содержать воды, льда, снега и механических примесей), наличие противопожарных средств на стоянке. Необходимо заземлить вертолет и топливозаправщик, установить под колеса вертолета и заправщика упорные колодки, разрядить заправочный пистолет от статического электричества (прикоснуться пистолетом о неокрашенный участок вертолета, но не ближе 3 м от заправочной горловины).
Для контроля количества заправляемого топлива перед заправкой следует включить аккумуляторы, переключатель СЕТЬ НА АККУМУЛЯТОР и АЗС ТОПЛИВОМЕР. Запрещается проводить заправку при работающем двигателе, а также на расстоянии менее 25 м от вертолетов с работающими двигателями, подключать бортовые и наземные источники питания к сети вертолета, выполнять работы по АиРЭО, а также работы, связанные с искрообразованием на расстоянии менее 25 м. Не следует заправлять вертолет во время грозы и ранее 5 мин после останова двигателей.
Для полной заправки топливной системы необходимо рукоятками установить перекрывные краны в положение ЗАКРЫТО, открыть заливную горловину бака, вставить в нее заправочный пистолет и заправить бак топливом Аналогично заправить второй подвес ной, а затем и расходный баки.
Контролировать заправку баков по загоранию световых табло БАК ПОЛОН, расположенных по бортам фюзеляжа. Открыть перекрывные краны и, проверив состояние крышек заливных горловин, установить последние на место.
При частичной заправке баков контроль производить по указателю топливомера, для чего переключатель устанавливают на замер количества топлива, заправляемого в бак.
На оперативных аэродромах при отсутствии топливозаправщика заправка производится от полевого электронасоса. Для этого следует продуть шланги насоса, подсоединить всасывающий и нагнетающий шланги к ответным штуцерам насоса и, опустив конец всасывающего шланга в заправочную тару, наполнить шланги топливом. Вставить другой конец нагнетающего шланга в воронку с сеткой, установленную в заливную горловину заправляемого бака, и, включив питание насоса от розетки (установлена на правом борту между шпангоутами № 12 и 13) и выключатель насоса, перекачать топливо в бак.
Чистоту заправленного в баки вертолета топлива контролируют через 15 мин после окончания заправки. Для этого через сливные краны каждого бака нужно слить 0,5…1 л топлива в чистую стеклянную тару и проверить наличие в нем воды, льда, снега и механических примесей. При наличии воды в слитом топливе после введения в тару 3…4 кристаллов марганцевокислого калия (на 0,5 л топлива) топливо окрасится в фиолетовый цвет. Присутствие остальных посторонних включений определяют визуально.
Для слива топлива на вертолете предусмотрены сливные краны, обеспечивающие индивидуальный слив из каждого бака. В случае слива большого количества или всего топлива из бака необходимо пользоваться специальным шлангом, один конец которого подсоединить к сливному крану, а другой опустить в тару для слива топлива и открыть кран. Слив осуществляется самотеком. Для ускорения слива топлива из подвесных баков при отсутствии большого количества тары пользуются перекачкой топлива из подвесных баков в расходный, для чего следует включить бортовые насосы подвесных и расходного баков. В этом случае слив топлива через расходный бак происходит под давлением. Запрещается сливать топливо на срок более 24 ч без консервации агрегатов топливной системы вертолета и двигателя во избежание выхода их из строя. При заправке и сливе топлива обращать внимание на исправность конструктивных элементов заливных и сливных точек, а также на надежность контровки после заправки и слива.

Заправка маслом.

Заправка маслом. Перед заправкой вертолета маслом заправщику необходимо выполнить те же требования, что и при заправке топливом.
Заземлить вертолет и маслозаправщик, открыв крышку заливной горловины одного из баков, установить в горловину воронку с сеткой саржевого плетения. С помощью заправочного пистолета заправить бак маслом. При отсутствии маслозаправщика разрешается выполнять заправку маслом из чистых опломбированных бидонов через воронку с сеткой, размер ячейки которой 63 мкм. С помощью щупа проконтролировать количество заправленного масла, после чего аналогичным образом заправить другой бак. Минимальное количество масла в баке должно быть не менее 6 л.
Заправочные средства, применяемые для масла Б-ЗВ, должны иметь надпись с указанием сорта масла. Смешивать масло Б-ЗВ с минеральными маслами не допускается. Масло, пролитое на элементы конструкции, должно быть удалено при помощи салфетки, смоченной нефрасом.
При отсутствии масла в маслосистемах двигателей заправку выполняют в два этапа. На первом этапе баки заправляют маслом до отметки 10 л, на втором производят прокрутку двигателей электростартером, после чего в баки доливают масло до отметки 10 л. При чрезмерной заправке баков лишнее масло следует слить.
Если в процессе эксплуатации масло будет загрязнено или в нем будет находиться металлическая стружка, необходимо масло заменить. Кроме того, заменяют масло не реже 1 раза в год. При замене масла его требуется слить не только из баков, но и из маслорадиаторов, трубопроводов, магистралей и агрегатов двигателя.
Для слива масла из маслосистемы двигателей необходимо установить противень под краны слива, на один из кранов надеть специальный шланг, вывести второй конец шланга за борт вертолета и опустить его в предусмотренную для слива емкость. Открыть крышку маслобака той маслосистемы, из которой сливают масло, и открыть сливной кран. При открытии сливного крана должен происходить слив масла из маслобака и из трубопровода подвода масла от маслорадиатора к маслобаку. Для полного и быстрого слива масла из маслорадиатора следует отвернуть гайку-заглушку от штуцера корпуса на верхнем угольнике маслорадиатора. Слить масло из трубопровода подвода масла от двигателя к маслорадиатору через второй сливной кран маслосистемы данного двигателя.
Аналогичным образом через два других сливных крана маслосистемы второго двигателя слить масло из системы последнего. При замене масла в маслосистемах двигателей после слива масла заправить систему свежим маслом. По окончании данной операции закрыть крышки маслобаков, заглушки угольников маслорадиаторов, сливные краны и законтрить их.

Заправка вертолета топливом схема.

Рис. 1. Заправка топливной системы вертолета:
1,2- перекрывные краны; 3, 4, 5, 6- заливные горловины; 7, 8, 9, 10- световые табло; 11- соединение трубопровода от дополнительного бака с перекрывнымн кранами; 12- заглушка; 18- переключатель топливомера; 14- указатель топливомера
Примечание. На рисунке 7.42 дана схема заправки с одним дополнительным баком. На вертолетах выпуска с 1970. г. предусмотрена установка в грузовой кабине двух дополнительных баков.

Тэги:

Ми-8
Ми-17
Ми-8МТВ
Ми-8Т
заправка
vertol
Mi-8
Mi-171
Mi-172

топлива — Почему реактивные двигатели используют керосин, а не бензин?

спросил
7 лет, 10 месяцев назад

Изменено
5 лет, 3 месяца назад

Просмотрено
120 тысяч раз

$\begingroup$

Не могли бы вы запустить реактивный двигатель на бензине? Почему все реактивные двигатели используют керосин?

реактивный двигатель
топливо

$\endgroup$

$\begingroup$

Вы можете заставить турбинный двигатель работать на чем угодно, что может гореть. Таким образом, решение о том, какое топливо использовать, зависит от побочных факторов, включая, помимо прочего:

доступность
стоимость
выбросы
температура горячей секции
химические реакции с деталями двигателя

Конкретные примеры:

Угольную пыль довольно трудно перекачивать, а рампи не любят лопатой

Жидкий водород

(используемый в космическом шаттле) требует много места для хранения и имеет неприятную привычку замораживать все, к чему прикасается, например, рампы.

Этилацетилендекаборан

неприятно токсичен (снова рамповый союз), а побочные продукты сгорания были довольно абразивными по отношению к внутренностям двигателя

Триметилалюминий

уменьшит сложность двигателя (воспламенители не нужны), потому что он имеет неприятную привычку мгновенно воспламеняться при контакте с воздухом, поэтому утечки довольно опасны.

Природный газ

обычно используется в качестве турбинного топлива на насосных станциях: он уже есть и поэтому является «бесплатным». Требуемые сосуды под давлением делают непрактичным использование в качестве авиационного топлива.

Таким образом, керосин в основном стал стандартным топливом для турбин, потому что он:

дешевый: керосин составляет довольно большую часть сырой нефти. Когда вы измеряете свой запас топлива в тоннах, разница в несколько центов за литр.
безопасен в обращении: относительно нетоксичен, не так легко воспламеняется
для хранения и транспортировки в обычных конструкционных металлах
не засоряет двигатель

$\endgroup$

$\begingroup$

В современном турбовентиляторном двигателе топливо не только сжигается в двигателе и используется для смазывания таких деталей, как топливные насосы и органы управления, но и используется в качестве 9Гидравлическая жидкость 0073 также используется для питания таких устройств, как входные направляющие лопатки и регулируемые лопатки статора во многих двигателях, а также более экзотические аксессуары, такие как подвижные сопла и впускные рампы.

Это означает, что бензин часто не переносится крупными авиационными турбинами, поскольку он кипит при такой низкой температуре, что может выкипеть внутри деталей топливной системы (или другой топливной системы) и помешать их работе, помимо проблем со смазочными свойствами и загрязнения свинцом. что это, очевидно, будет представлять. Даже реактивные топлива с широкой фракцией, такие как JP-4 и Jet-B, запрещены для использования в некоторых более крупных ТРД из-за проблем с летучестью, которые они создают (это цитата из раздела Ограничения 777 QRH):

Использование топлива JP-4 и Jet B запрещено.

$\endgroup$

$\begingroup$

Из моего обучения следует, что ограничения на использование авиационного газа на PT6 связаны с его способностью смазывать топливные насосы двигателя и загрязнением горячей секции свинцом, которое может произойти из-за авиационного газа. Я не могу сказать о допусках других двигателей, но некоторые военные реактивные топлива имеют гораздо более летучие компоненты, чем чистый керосин и судовые газовые турбины, работающие на дизеле. Топливо для турбины всегда определяется не тем, что оно может сжечь, а тем, что его кормить практично и экономично.

$\endgroup$

$\begingroup$

Извините, если это тангенциально, но были подняты другие свойства керосина (он же керосин) в качестве топлива для турбин. Насколько мне известно, все «реактивные топлива» (предназначенные для использования в самолетах) основаны на керосине.

Другим неупомянутым свойством топлива для реактивных двигателей является точка замерзания, при которой вязкость падает из-за образования парафина, а насосы и фильтры начинают забиваться. Обычный керосин (используемый в фонарях и обогревателях) редко приходится иметь дело с минусовой температурой (например, -40°C) и высотой 30 000 футов.

Также важна летучесть, которая может снижаться при низких температурах и препятствовать сгоранию.

см. http://www.shell.com/global/products-services/solutions-for-businesses/aviation/shell-aviation-fuels/fuels/types/civil-jet-fuel-grades.html для различных видов топлива и их точки замерзания.

$\endgroup$

$\begingroup$

Когда я служил в Королевском флоте, мы использовали газовые турбины Olympus для обеспечения высокой мощности и скорости. Это оказались те же самые турбины, которые Конкорд использовал, когда он был в эксплуатации. Мы использовали их на дизельном топливе морского качества, и у нас не было проблем.

Опять же, может быть, это — температура может быть реальной проблемой, и тот факт, что вы получаете больше энергии от топлива с более высоким октановым числом, со всеми современными технологиями, вы могли бы подумать, что это будет более дешевая альтернатива.

$\endgroup$

$\begingroup$

Из-за очень высоких температур реактивных двигателей бензин становится плохим топливом, поскольку он слишком быстро сгорает. Керосин, который в некоторых местах обычно называют «мазутом», позволяет избежать проблем с преждевременным зажиганием (и некоторых угроз безопасности), точно так же, как бензин с более высоким октановым числом предотвращает детонацию свечей зажигания. Окончательный контроль воспламенения достигается за счет использования дизельного топлива (которое ТАКЖЕ обычно называют мазутом в некоторых местах), и именно поэтому большие грузовики используют дизельное топливо: этот контроль дает им максимальную топливную экономичность, которую могут иметь их двигатели; но Дизель не будет запускать реактивный двигатель. Бензин слишком летуч для реактивного двигателя; Дизельное топливо НЕ ДОСТАТОЧНО летучее для струи.

$\endgroup$

аэродинамика — Используют ли вертолеты больше топлива при зависании?

$\begingroup$

Этот ответ говорит

Вертолет расходует НАМНОГО больше топлива в режиме зависания, чем в прямом полете.

Это правильно? Почему?

аэродинамика
вертолет
эффективность
винтокрыл

$\endgroup$

$\begingroup$

Да, верно, что вертолеты расходуют больше топлива при зависании: двигателю нужно приложить больше мощности, чтобы преодолеть сопротивление. Вот график мощности двигателя, требуемой для различных скоростей полета, из J. Gordon Leishman, Principles Of Helicopter Aerodynamics:

Линия для полной мощности снижается между 0-70 узлами с увеличением воздушной скорости, это вызвано линией для индуцированной мощности: мощность, необходимая для преодоления индуктивного сопротивления лопасти вертолета. Общая требуемая мощность двигателя равна сумме:

Наведенная мощность. Мощность, необходимая для преодоления индуктивного сопротивления при создании подъемной силы, более подробно описана ниже. Движущая сила относится к скорости выхлопа двигателя, которая теперь полезна, и к увеличению индуцированной мощности на более высоких скоростях из-за сопротивления сжимаемости.
Мощность профиля, необходимая для сопротивления профиля лопасти.
Паразитная мощность для сопротивления, вызванного воздушной рамой, ступицей несущего винта и т. д. Нулевая при зависании, очень доминантная на максимальной скорости. Вертолеты имеют формы, которые намного менее аэродинамичны, чем самолеты с неподвижным крылом, и этот источник сопротивления становится очень значительным на более высоких скоростях.
Мощность рулевого винта. До 20% мощности несущего винта как на режиме зависания, так и на максимальной скорости, очень низкая в середине из-за полезного вертикального хвостового оперения. На максимальной скорости крутящий момент несущего винта высок, и хвостовой винт должен выполнять больше работы, если только вертикальное хвостовое оперение нельзя отрегулировать.

В парении преобладает индуцированная мощность. Индуктивное сопротивление вызвано наклоном назад вектора подъемной силы: чем больше угол между лопастью и набегающим потоком, тем больше вектор наклонен назад, что вызывает как потерю подъемной силы, так и увеличение сопротивления. Уравнение для подъемной силы L: 92 \cdot S$$

и на заданной высоте здесь две переменные: $C_L$ (коэффициент подъемной силы) и $V$ (воздушная скорость на лопасти). $C_L$ является приблизительно линейной функцией угла атаки на лопасти, поэтому подъемная сила увеличивается линейно с наклоном лопасти назад и квадратично с увеличением воздушной скорости над лопастью.

Приведенный выше график от Leishman показывает распределение скорости по лопастям при висении и на воздушной скорости. Довольно сложная ситуация — на висении скорость долетающая до лопасти равна только скорости вращения несущего винта, при поступательной скорости у идущей вперед лопасти скорость вращения плюс скорость по воздуху.

Вертолет не переворачивается, и передняя и отступающая лопасти обеспечивают одинаковую подъемную силу, при этом задняя лопасть наклонена назад больше, чем при висении. Но лезвие, идущее вперед, отклоняется назад намного меньше: скорость полета имеет квадратичное влияние.

Обратите внимание, что кружок на графике при скорости полета вперед представляет собой не остановленный поток, а обратный поток: поток воздуха поступает сзади лопасти. Таким образом, сопротивление теперь отрицательное, воздушный поток помогает двигать лезвие! Однако есть потеря подъемной силы в области обратного потока.

Индуктивная мощность сначала уменьшается с увеличением воздушной скорости в соответствии с простым рассмотрением одномерного импульса (большая масса воздуха проходит через диск), а затем увеличивается по мере того, как диск все больше наклоняется вперед и должен совершать больше работы, чтобы компенсировать потери от сопротивления профиля несущего винта, паразитное сопротивление планера и сопротивление сжимаемости.

Существует также интерференционный эффект нисходящей струи над фюзеляжем: при висении потоки воздуха направлены прямо вниз, в то время как в прямом полете струя несущего винта более совмещена с фюзеляжем, приобретая более обтекаемую форму. Паразитное сопротивление, конечно, доминирует на максимальной скорости, в то время как разгрузка несущего винта за счет использования неподвижных поверхностей крыла снижает индуктивную мощность на высоких скоростях, но от зависания до умеренных скоростей движения поступательную подъемную силу создает исключительно уменьшение индуцированной подъемной силы.

$\endgroup$

$\begingroup$

Да, правильно, если вертолет не летает слишком быстро. Вертолет будет создавать необходимую подъемную силу наиболее эффективно при умеренной скорости движения вперед.

При зависании весь воздушный поток, необходимый для создания подъемной силы, должен создаваться вращением несущего винта. Это означает, что небольшое количество воздуха должно быть ускорено большим. Если вертолет увеличивает поступательную скорость, он может достичь более высокого массового расхода через ротор, и теперь для достижения той же подъемной силы требуется меньшее ускорение воздуха. Это повышает эффективность создания подъемной силы. Если вертолет движется быстрее, чем его скорость для максимальной скороподъемности, аэродинамическое сопротивление становится слишком большим и снова снижает эффективность.

На высокой скорости кончики наступающих лопастей могут достигать околозвуковых скоростей, что приводит к заметному увеличению сопротивления, а внутренняя часть отступающих лопастей будет испытывать очень небольшую воздушную скорость, и для создания подъемной силы вся лопасть будет наклоняться на большой угол атаки, вызывающий остановку внутренней части, что снова приводит к заметному увеличению сопротивления. Между зависанием и быстрой скоростью есть золотая середина, когда требуемая мощность достигает минимума.

$\endgroup$

$\begingroup$

Да, я не учусь на физике, но работаю над Черными ястребами. Если вы представляете вертолет как просто диск несущего винта, создающий подъемную силу, то ответ Питера Кампфа о массовом потоке через диск ротора является самым важным фактором. (Помните, что диск наклонен вперед, когда вертолет движется вперед).
Тем не менее, ваш вопрос на самом деле касался того, почему они сжигают меньше топлива: ну, тысячи маленьких конструктивных особенностей планера помогают экономить драгоценные фунты топлива в прямом полете. (Возможно, вы захотите выполнить поиск картинок в Google, чтобы просмотреть это, пока читаете это.)

Black Hawk имеет изогнутое вертикальное оперение, которое разгружает хвостовой винт на скорости выше 60 узлов, и этот крутящий момент перенаправляется на несущий винт. Он имеет регулируемый стабилизатор, который изменяет угол в зависимости от скорости полета вперед (= изменение угла наклона несущего винта вниз), чтобы обеспечить подъемную силу, дополнительно разгружая несущий винт. Хвостовой винт наклонен под углом и вращается назад в омывателе несущего винта, опять же, чтобы разгрузить несущий винт, высвобождая больше мощности для скорости вперед. У него есть бортовые компьютеры и блок микшера, который выравнивает планер в полете, так что он не представляет плоскую крышу кабины воздушному потоку на высоких скоростях полета. Чем более плоско вы можете удерживать диск в относительном воздушном потоке, тем меньше углы наклона лопастей и тем меньше паразитное сопротивление диска ротора.

Концы лопастей несущего винта отклоняются назад, чтобы отсрочить начало околозвукового сопротивления законцовок, поскольку движущаяся лопасть видит более высокие относительные воздушные скорости в прямом полете. Другие вертолеты имеют обтекатели планера, которые создают отрыв от корпуса кабины при полете вперед. Вся эта аэродинамическая экономия присутствует при прямом полете, но не при зависании. И, наконец, воздухозаборники вашего газотурбинного двигателя выиграют от некоторого эффекта набегающего потока воздуха при полете вперед, что означает сжигание меньшего количества топлива при том же крутящем моменте. Каждый вертолет в мире использует некоторые или все эти функции для экономии топлива в полете, и если сравнить поколения вертолетов (Bell 47, Bell UH-1, Bell 412, Black Hawk), то можно увидеть, что эти функции постепенно развиваются.

Есть и другие соображения, когда вертолет зависает над землей, но я попытался перечислить лишь некоторые из способов, которыми вертолеты спроектированы для экономии топлива в полете. Надеюсь, что-то из этого поможет.

$\endgroup$

$\begingroup$

Концепция известна как «поступательный подъем». При движении вперед диск несущего винта вертолета во многом похож на крыло самолета — он имеет значительное аэродинамическое качество. Требуемая тяга для поддержания горизонтального полета уменьшается на это соотношение, и, следовательно, необходимая мощность двигателя и расход топлива также уменьшаются. В режиме зависания система двигатель + винт должна обеспечивать тягу, полностью равную весу вертолета.

$\endgroup$

$\begingroup$

В режиме висения воздух имеет больше времени, чтобы настроиться на индуцированную струйку с большего расстояния вверх, что приводит к более высокой скорости нисходящего потока к тому моменту, когда индуцированная струя достигает плоскости ротора. В поступательном полете несущий винт непрерывно перемещается в чистый воздух, поэтому скорость нисходящего потока к моменту достижения воздухом плоскости несущего винта меньше, чем при зависании. Мощность равна силе, умноженной на скорость, в этом случае рассмотрим выходную мощность в воздухе. В обоих случаях сила одинакова (равна весу вертолета), но на висении скорость смыва вниз через плоскость несущего винта больше, чем при поступательном полете, поэтому потребная мощность на висении больше чем в поступательном полете, пока поступательное сопротивление не станет проблемой.

Еще одна проблема — вихри на кончиках. При зависании они могут стать довольно большими, опять же из-за того, что все время образуются вихри и кончики ротора движутся в вихри, вызванные другим наконечником (концами) ротора. В поступательном полете вихри «смываются» относительным горизонтальным ветром, уменьшая размер концевых вихрей.

$\endgroup$

$\begingroup$

Еще один момент, который следует учитывать, это наличие у вертолета дополнительных крыльев. Довольно известным примером является семейство ударных вертолетов Ми-24, в которых пилоны вооружения выполняют роль крыльев.

«На высокой скорости крылья обеспечивают значительную подъемную силу (до четверти полной подъемной силы).»

На больших высотах с полной загрузкой рекомендуемая процедура отрыва состоит в том, чтобы набрать горизонтальную скорость, чтобы крылья приобрели некоторую подъемную силу.

$\endgroup$

$\begingroup$

Если бы гравитация была единственной силой, действующей на самолет, то в каждый момент времени самолет набирал бы определенную нисходящую скорость. То есть самолет испытал бы определенную скорость изменения импульса, его вектор был бы направлен вниз. Чтобы поддерживать высоту, самолет должен постоянно передавать этот импульс какой-либо другой массе (например, воздуху). То есть воздух начинается с нулевой скорости (в простейшем случае) и заканчивается с некоторой нисходящей скоростью.

$импульс = масса \cdot скорость$

Но это уравнение само по себе мало что объясняет, так как самолет не передает этот импульс мгновенно — он делает это непрерывно для поддержания высоты. Поэтому воздух должен иметь определенную скорость изменения импульса. По определению мы знаем, что скорость изменения импульса равна сила :

$∆импульс/∆время=сила$

Это сила, приложенная самолетом к частицам воздуха — происходит передача импульса через эту силу. Реакцией на эту силу является подъемная сила.

Теперь мощность, необходимая для ускорения воздуха вниз, равна:

$мощность = сила \cdot скорость$

Подставляя силу из предыдущего уравнения и скорость из исходного уравнения количества движения, мы окончательно получаем следующее:

$мощность = (∆импульс/∆время) \cdot импульс/масса$

Из этого уравнения видно, что удвоение массы воздуха, ускоряемого вниз, уменьшает вдвое требуемую мощность.