Общий шаг несущего винта¶

Общий шаг несущего винта — это режим управления несущим винтом винтокрылого летательного аппарата (вертолёта, автожира), при котором угол установки всех лопастей изменяется одновременно и на одинаковую величину. Изменение общего шага приводит к синхронному увеличению или уменьшению угла атаки всех лопастей и, как следствие, к росту или падению подъёмной силы винта. Управление общим шагом осуществляется рычагом «шаг-газ», расположенным слева от пилота, и является одним из двух основных каналов управления вертолётом наряду с циклическим шагом.

¶Принцип действия

Лопасть несущего винта представляет собой профиль, создающий подъёмную силу за счёт обтекания воздушным потоком. Угол между хордой профиля и плоскостью вращения называется углом установки, или шагом лопасти. При увеличении этого угла растёт угол атаки, а вместе с ним — подъёмная сила и сопротивление вращению.

При управлении общим шагом поворотные механизмы (обычно через автомат перекоса) разворачивают все лопасти на один и тот же угол независимо от их текущего положения в плоскости вращения. Это отличает общий шаг от циклического, при котором угол меняется циклически в течение оборота и наклоняет плоскость вращения винта, обеспечивая продольное и поперечное управление.

¶Связь с режимом работы двигателя

Увеличение общего шага повышает сопротивление винта, что требует роста мощности двигателя для сохранения частоты вращения. Поэтому на вертолётах с газотурбинными двигателями рычаг общего шага механически или электронно связан с регулятором топлива — отсюда название «шаг-газ». Подъём рычага вверх одновременно увеличивает шаг и подачу топлива, опускание — уменьшает и то, и другое.

На вертолётах с поршневыми двигателями связь реализуется через регулятор оборотов, поддерживающий постоянную частоту вращения винта.

¶Применение в управлении

Общий шаг — основной орган управления высотой и вертикальной скоростью:

• увеличение общего шага — набор высоты или торможение снижения;
• уменьшение общего шага — снижение или переход к планированию на авторотации;
• удержание постоянного шага — горизонтальный полёт при неизменной высоте.

При отказе двигателя пилот быстро уменьшает общий шаг, чтобы сохранить частоту вращения винта и перейти на режим авторотации, а перед приземлением кратковременно увеличивает его для гашения вертикальной скорости («подрыв» шага).

¶Ограничения

Чрезмерное увеличение общего шага ведёт к срыву потока с лопастей, падению подъёмной силы и потере управляемости. Существует понятие «предел по срыву» — максимальный шаг, при котором винт ещё сохраняет работоспособность. Также общий шаг ограничен мощностью двигателя: при недостатке мощности винт «проседает», и частота вращения падает.

¶Особенности конструкции

В современных вертолётах управление общим шагом реализуется через автомат перекоса — механизм, преобразующий перемещение рычагов в изменение углов установки лопастей. На соосных и многовинтовых схемах общий шаг может регулироваться раздельно для каждого винта, что расширяет возможности управления.