посвящается Васе Обухову "L13" 
Итак, начнем (кстати если кому то нужен будет endorsement по окончании этого курса для Knowledge Test то я GI-A/I в дополнение к FI-ASME/IA
).
Буду потихоньку пополнять, исправлять и добавлять картинки (благодарю L13 и Mikle за активное соучастие в создании материала
).
Курс теоретической (наземной) подготовки (Ground Training)
Часть Первая (13 часов)
Цель: во время первой части студент изучит компоненты, системы, приборы, и базовую аэродинамику вертолета. А также методы определения баланса и развесовки.
Урок 1 (2 часа)
Компоненты, системы и приборы вертолета на примере R22 (и может быть R44)
1. Компоненты вертолета
a. Несущий Винт (Main Rotor)
Несущий винт на вертолетах R22 и R44 состоит из двух цельнометалических (нержавеющая сталь и алюминий) лопастей, присоединямых к втулке несущего винта (main rotor hub) при помощи горизонтальных шарниров (coning hinges), на приложенной иллюстрации они отмечены красными стрелками. Втулка несущего винта присоединяется к валу при помощи качельного шарнира (teeter(ing) hinge), отмечен зеленой стрелкой, который расположен выше плоскости горизонтальных шарниров, иными словами, втулка с лопастями подвешены на валу посредством качельного шарнира. Иногда можно услышать жаргоное название качельного шарнира - шарнир Христа (Jesus hinge). Такая схема обеспечивает нежесткость только в плоскости вращения несущего винта и обычно называется полужесткой (semi-rigid), так как не позволяет лопасти отставать или опережать.
Подшипники осевых шарниров (pitch change bearings) расположены внутри комлевых наконечников (blade grips), отмечены желтыми стрелками. Эти механизмы находятся в герметических корпусах, заполненых смазкой.
R22 R44
Некоторые технические данные
Диаметр НВ: 302 дюйма / 7.67 метра (R22), 396 дюймов / 10.06 метра (R44)
Лопасти несущего винта имеют симметричный профиль
b. Рулевой Винт (Tail Rotor)
Так же как и несущий винт, рулевой винт состоит из двух цельнометалических лопастей. Но в отличие от несущего винта лопасти жестко, без горизонтальных шарниров, присоединены к втулке рулевого винта. Эта втулка крепится к валу редуктора рулевого винта при помощи эластичного качельного шарнира, который обеспечивает возможность движения плоскости вращения рулевого винта. Необходимо отметить, что рулевые винты вертолетов R22 и R44 вращаются в противоположных направлениях - у R22 рулевой винт вращается против часовой стрелки если смотреть с левой стороны вертолета, а у R44 - по часовой.
c. Трансмиссия (Transmission)
Трансмиссия в вертолетах R22 и R44 передает крутящий момент силовой установки на несущий и рулевой винты. Для этого нижний клино-ременной шкив (lower vee-belt sheave), отмечен на приложеной схеме зеленым цветом, прикручен прямо на вал двигателя. Два (четыре на R44) двойных клиновЫх ремня, отмечены оранжевым, передают крутящий момент на верхний клино-ременной шкив (upper vee-belt sheave), отмеченный фиолетовым, который смонтирован на муфте свободного хода (sprag type overrunning clutch), отмечена красным на соответствующей фотографии. Из-за разницы в диаметрах нижнего и верхнего шкивов скорость вращения при передаче уменьшается в соотношении 0.8536 к 1 у R22 (0.778 к 1 у R44). Для приведения трансмиссии в рабочее состояние используется электропривод трансмиссии (clutch actuator), отмечен на схеме стрелкой голубого цвета, и его верхняя часть выделена красным на соответствующей фотографии. Электропривод трансмиссии приподнимает вал, на котором расположен верхний шкив, в состояние, при котором натяжение клиновЫх ремней достаточно для передачи крутящего момента.
Для того, чтобы компенсировать возможные отклонения в относительном положении валов, используются эластичные муфты (flexible couplings), на схеме обозначены стрелками красного цвета и одна из которых отмечена красным на соответствующей фотографии, которые прикручены к фланцам (yoke flanges), расположеным на окончаниях вала верхнего шкива, входного вала редуктора несущего винта (main rotor gearbox input), вала рулевого винта (tail rotor drive shaft) и входного вала редуктора рулевого винта (tail rotor gearbox input).
Редуктор несущего винта (main rotor gearbox), который, как отмечено выше, присоединен к валу верхнего шкива при помощи эластичной муфты, передаёт несущий момент от силовой установки на несущий винт. При передаче момента редуктор несущего винта понижает число вращений в соотношении 11:47 в случае R22(11:57 для R44). В совокупности с понижающим числом трансмиссии, упомянутым ранее, это позволяет нам посчитать обороты несущего винта. Например, при 100% мощности двигатель вращается со скоростью 2550 оборота в минуту, это значит что несущий винт в это время вращается со скоростью
2550 * 0.8536 * 11 / 47 = 509 оборотов в минуту
или при 104% примерно
2652 * 0.8536 * 11 / 47 = 530 оборотов в минуту.
Для R44 при 102% оборотов двигателя примерно
2718 * 0.778 * 11 / 57 = 408 оборотов в минуту.
Обратите внимание, что магнитные считыватели скорости вращения (тахометра) несущего ротора (на соответствующей фотографии выделено красным) установлены рядом с гибкой муфтой соединяющей вал верхнего шкива с входным валом редуктора несущего винта.
Помимо крепления при помощи эластичных муфт к валу верхнего шкива и входному валу редуктора рулевого винта, вал рулевого винта
также подвешен к хвостовой балке при помощи демпферного подшипника (damper bearing), который на схеме отмечен стрелкой коричнего цвета, что позволяет устранить некоторые вибрации возникающие при передаче момента на рулевой винт.
Редуктор рулевого винта (tail rotor gearbox), отмечен красным на соответствующей фотографии, при помощи эластичной муфты передает несущий момент от вала рулевого винта на рулевой винт. Несмотря на название редуктор, он на самом деле повышает число вращений в соотношении 3:2 для R22 (31:27 Для R44). То есть при 104% мощности двигателя получается примерно
2652 * 0.8536 * 3 / 2 = 3396 оборотов в минуту.
Для R44 при 102% оборотов двигателя примерно
2718 * 0.778 * 31 / 27 = 2428 оборотов в минуту.
Схема трансмиссии на примере R44 :
Муфта свободного хода R22 :
Электропривод сцепления R22 :
Эластичная муфта R22 и магнитные считыватели скорости вращения несущего винта:
Редуктор рулевого винта R22:
d. Силовая установка (Powerplant)
Силовая установка вертолетов R22 и R44 состоит из одного поршневого двигателя внутреннего сгорания (R22 Beta II: Lycoming O-360-J2A; R44 Raven I: Lycoming O-540-F1B5; R44 Raven II: Lycoming IO-540-AE1A5). Двигатели оппозитные (это обозначено буквой "O" В названии двигателей), горизонтального расположения цилиндров, и воздушного охлаждения. На R22 Beta II и R44 Raven I двигатели карбюраторные, а на R44 Raven II инжекторный (что отмечено буквой "I" в названии двигателя). Двигатель устанавливаемый на R22 Beta II имеет четыре цилиндра, а двигатели устанавливаемые на R44 шесть - отметьте что на этих двигателях объем одного цилиндра примерно 90 кубических дюймов, что и отражено в наименованиях поскольку 4x90=360 и 6x90=540. Силовая установка также включает в себя стартер, генератор переменного электротока (alternator), систему зажигания (ignition), два магнето, глушитель (muffler), маслорадиатор, и воздушный фильтр.
Стартер R22
Генератор переменного электротока R22
Магнето R22
Карбюратор R22
e. Автомат Перекоса (Swash plate assembly)
Автомат перекоса (swash plate assembly) позволяет пилоту изменять углы наклона (angle of incidence) лопастей несущего винта при помощи ручки Шаг-Газ (collective), иногда называемой ручкой общего шага, и ручки продольно-поперечного управления (cyclic), иногда называемой ручкой циклического шага. Во время вращения несущего винта изменения углов наклона приводят к изменениям величины и направления тяги несущего винта, что позволяет контролируемое изменение положения вертолета в пространстве. Упрощено говоря, ручка общего шага так называется потому, что она относительно одинаково изменяет угол наклона лопасти независимо от того, в каком месте области вращения несущего винта лопасть находится в данный момент - то есть другими словами изменение общее. В отличие от этого ручка циклического шага изменяет угол наклона лопасти по-разному в разных положениях лопасти в области вращения несущего винта - но при этом, если положение ручки не меняется, угол наклона лопасти для каждого из положений не меняется, иными словами изменения угла наклона циклические. Автомат перекоса механически "суммирует" циклические и общие изменения углов наклона лопастей.
Демонстратор Автомата Перекоса, используемый в курсе для инструкторов и пилотов, проводимом на фабрике Robinson Helicopter
f. Хвостовая балка (Tail cone)
Хвостовая балка вертолетов R22 (и R44) - монококовой конструкции, изготовливается из тонких листов алюминиевых сплавов, и крепится к стальным трубам силовой структуры основного фюзеляжа. При такой схеме алюминиевые листы несут основную силовую нагрузку и поэтому при подготовке к полету особое внимание должно уделяться отсутствию каких либо вмятин и неровностей на всей поверхности хвостовой балки.
AIM 4-1-9 (g)(1) ... "Traffic in the area, please advise" is not a recognized Self-Announce Position and/or Intention phrase and should not be used under any condition.
Failure to comply with this warning will result in future warnings.
