Устройство предотвращения самопроизвольного вращения вертолета

Полезная модель относится к области обеспечения безопасности полета авиационной техники, в частности к безопасности полетов гражданской авиации, и предлагается к использованию для полетов на вертолете.
По различным данным на вертолетах в государственной авиации, а также в авиакомпаниях и авиапредприятиях гражданской авиации произошло 235 авиапроисшествий (АП), 42 (18%) из них - по причине попадания вертолетов в самопроизвольное левое вращение.
Известны рекомендации для пилотов, попадающих в режим непроизвольного непреднамеренного левого вращения вертолета (Беличенко И.А. Самопроизвольный разворот // Вертолет. - 2000. - №1. - С. 24-25). Недостатком рекомендаций является необходимость предварительного обучения, что требует финансового обеспечения и дальнейшей практики летного дела.
Известно устройство уменьшения вероятности возникновения самопроизвольного вращения - это изменение направления вращения рулевого винта (Никифоров В.А. Методика выбора параметров рулевого винта одновинтового вертолета, соответствующих максимальному коэффициенту весовой отдачи. Вертолеты: Труды ОКБ МВЗ имени М.Л. Миля. Выпуск 3. М., Машиностроение-Полет, 2018, стр. 219-247). Ранее при прежнем направлении вращения (толкающий тип винта) потоки воздуха, отходившие от рулевого винта, совпадали по направлению с направлением циркуляции вихрей от несущего винта при ветре справа-сзади, что отражалось на ухудшении эффективности работы рулевого винта. Устройством изменения направления вращения (тип винта тянущий) диапазон нагрузки на лопасть расширился в -1,5 раза, что позволило улучшить путевую управляемость вертолета одновинтовой схемы Недостатком известного предложения является неизвестность направления и скорости бокового ветра.
Известна автоматическая система вывода из левого вращения (DequinA-M, The Myth of Losing Tail Rotoreffectiveness. 45th European Rotorcraft Forum, Warsaw, Poland, 17-20 September. 2019. Paper#17. p. 1-15), принятая за прототип. «При использовании ЭДСУ и закона управления по угловой скорости этой проблемы не существует. Положение педалей при этом не привязано к шагу РВ, и связано только с командой на скорость разворота. Пилот не заботится о балансировочном положении педалей, поскольку оно всегда нейтральное». Недостаток такой системы состоит в большой стоимости электродистанционной системы управления (ЭДСУ), которая входит в общую систему ориентации вертолета в пространстве. ЭДСУ не будет установлено на всех вертолетах. Поэтому в ближайшем будущем пилоты вертолетов могут встречаться с проблемами неуправляемого вращения.
Техническим результатом является снижение стоимости устройства «нет самовращению» вертолета за счет уменьшения количества приборов в оповещении пилота о возможной опасности появления режима неуправляемое вращение.
Технический результат достигается тем, что полезная модель - устройство «нет самопроизвольному» вращению вертолета, характеризующееся тем, что содержит два приемника воздушной скорости с частотным выходом и два модуля сравнения выходных частот приемников, первый модуль по безопасной частоте скорости бокового ветра связан защищенным и закрепленным кабелем в фюзеляже с расположенным на рулевой балке первым приемником воздушной скорости бокового ветра, второй модуль по безопасной частоте индуктивной скорости рулевого винта связан защищенным и закрепленным кабелем со вторым приемником воздушной скорости, расположенным на концевой балке в площади рулевого винта, модули между собой связаны защищенным и закрепленным кабелем для передачи сигналов алгоритма одновременного действия сравнения, результирующий сигнал первого модуля отрабатывается сравнением сигналов первого и второго приемников по формуле «полет» -  результирующий сигнал второго модуля отрабатывается сравнением сигналов первого и второго приемников по формуле «висение»  модули связаны защищенным и закрепленным кабелем в фюзеляже с пилотом для передачи сигналов о приближении опасного режима неуправляемое самопроизвольное вращение.
и
На фиг. 1 на вертолете показана схема расположения приемника 1 ПВС Vz истинной воздушной скорости с частотным выходом для измерения окружной скорости разворота фюзеляжа и боковой скорости ветра, а также приемника 2 ПВС V истинной воздушной скорости с частотным выходом для измерения индуктивной скорости рулевого винта вертолета, оба приемника предназначены для одновременной работы в модуле 6 и модуле 7 (не показаны) и связаны сигналами по кабелю 5.
z
и
На фиг. 2 показана схема взаимодействия и сравнения сигналов приемников 1 ПВС Vи 2 ПВС V воздушной скорости в модуле 6 сравнения и в модуле 7 сравнения при различных режимах - «полет» и «висение».
Работа устройства «нет самопроизвольному» вращению вертолета и предупреждения летчика о возникновении непреднамеренного разворота влево одновинтового вертолета на двух режимах (полет и висение) происходит следующим образом (фиг. 2).
x
z
z
и
и
z
Режим «Полет». При выполнении задания в полете требуется перевести вертолет в режим горизонтального полета V со снижением по высоте. При скорости  и маневре разворота измеряют скорость разворота совместно с боковым ветром скоростью V приемником 1 ПВС с частотным выходом  (фиг. 2), расположенным на рулевой балке 4 фюзеляжа (фиг. 1). Приемником 1 ПВС V(~≥5 м/с), подается частотный сигнал  (например, ≅90 Гц) о величине скорости при развороте в электронный модуль 6 для сравнения с одновременным поступающим сигналом индуктивной скорости V из области рулевого винта от приемника 2 ПВС V, расположенным на рулевой балке 4, с частотным выходом  (фиг. 2). При несоответствии режиму ограничения принятого отношения частотных сигналов по формуле  вычисленного в электронном модуле 6 сравнения, подается сигнал опасности летчику для изменения режима полета для удовлетворения отношения частотных сигналов скорости разворота и индуктивной скорости равного  (фиг. 2). Расположенный в кабине пилотов электронной модуль 6 сравнения, связан защищенным и закрепленным кабелем 5 (фиг. 1) в фюзеляже с приемником воздушной скорости 1 ПВС V расположенным на рулевой балке 4.
z
и
Конструктивной основой приемников воздушной скорости 1 ПВС V и 2 ПВС V с выходными частотными сигналами является проточный струйный автогенератор. Работа струйного автогенератора заключается в следующем.
z
1Vz
и
Набегающий поток, например, V проходит через входной канал приемника ПВС в трехкаскадный струйный автогенератор, на выходе которого формируются пневматические автоколебания давления воздушной среды, преобразованные пьезоэлектропреобразователем в электрический частотный сигнал ƒ. Одновременно другим трехкаскадным струйным автогенератором внутри 2 ПВС V в модуль 6 сравнения подается сигнал индуктивной скорости рулевого винта с частотой  Далее частотные сигналы  и  после сравнения в электронном модуле 6 сравнения по формуле  (фиг. 2) передаются в кабину пилота сигналом опасности (звук и свет).
z
и
На фиг. 2 показано, что приемники 1ПВС V (1), 2 ПВС V (2) алгоритмически связаны между собой и с модулем 6 сравнения и с модулем 7 сравнения. Конструктивно они соединены защищенным и закрепленным кабелем 5 (фиг. 1) в фюзеляже, расположение модулей 6 и 7 не показано.
z
z
и
и
На режиме «висение» при скорости V (~≥12 м/с) бокового ветра приемником воздушной скорости 1 ПBC V c частотным выходом  (например, ≅120 Гц), расположенным на рулевой балке, подается сигнал в электронный модуль 7 для сравнения с одновременным поступающим сигналом индуктивной скорости V из области рулевого винта от 2 ПВС V, расположенным на концевой балке, с частотным выходом  При несоответствии режима «висение» режиму ограничения принятого отношения частотных сигналов по формуле  вычисленного в электронном модуле 7 сравнения, подается сигнал опасности летчику для изменения режима полета для удовлетворения отношения частотных сигналов скорости разворота и индуктивной скорости равного
Включение режимов «полет» или «висение» автоматически определяется штатным прибором скорости на вертолете.
Предложенным устройством достигается снижение стоимости устройства «нет самопроизвольному» вращению вертолета за счет уменьшения количества приборов в оповещении пилота о возможной опасности появления режима неуправляемое вращение.