Акупунктура, Аюрведа Ароматерапия и эфирные масла, Консультации специалистов: Рэйки; Гомеопатия; Народная медицина; Йога; Лекарственные травы; Нетрадиционная медицина; В гостях у астролога; Дыхательные практики; Гороскоп; Цигун и Йога Эзотерика

Вертолет, 2004 № 1

Российский информационный технический журнал

№ 1[24] / 2004

Издается с нюня 1995 года. Выходит 4 раза в год

Фотографии А Артюха (стр. 24–29), С. Паршенцева (стр. 30–33), С Муравьева (стр 36–37), а также из архивов авторов и редакции

На 1 стр обложки вертолет Ми-8MTB-5.

СОБЫТИЕ

Полет длиною в 90 лет

Одному из самых известных авиамоторостроительных конструкторских бюро нашей страны — ФГУП «Завод им. В.Я. Климова» 20 октября 2004 года исполняется 90 лет. Основанный в 1914 году как Акционерное общество «Русский Рено», в Первую мировую войну завод производил автомобили и авиационные моторы ря бомбардировщиков «Илья Муромец», в 30-е годы — мотоциклы и двигатели ря танков, в период Великой Отечественной войны изготавливал самые массовые советские авиамоторы семейства М-105. В 50-е годы на заводе был сконструирован знаменитый ВК-1, а в 70-80-е — разработаны первый в мире танковый газотурбинный двигатель ГТД-1000Т и двигатель РД-33 ря истребителя МиГ-29. В разные годы завод возглавляли такие патриархи двигателестроения, как В. Я. Климов и С.П Изотов, заложившие основы конструирования отечественной газотурбинной техники.

Однако всемирно известным завод стал как разработчик двигателей для вертолетов. В этом году на заводе отмечается еще одна юбилейная дата — 45 лег с начала проектирования первого отечественного специализированного турбовального двигателя ГТД-350. Двигатели ГТД-350, ТВ2-117 и ТВЗ-117, базовые модификации которых были разработаны всего за 13 лет, являются самыми массовыми в мире. Их общая численность составляет около 70 тысяч, а наработка — свыше 160 млн. часов! В настоящее время двигателями, произведенными на «Заводе им. В.Я. Климова», оснащено 95 % российских вертолетов, они летают в 80 странах мира, от Арктики до Антарктики. Вертолеты фирм Миля и Камова завоевали свою популярность во многом благодаря высокой надежности продукции завода: начиная с 1990 года не произошло ни одной аварии по причине отказа двигателя.

В 2000–2002 годах в рекордно короткие сроки «Завод им. В.Я Климова» совместно с украинским заводом «Мотор Сич» провел государственные и сертификационные стендовые испытания вертолетного двигателя ВК-2500. Он создан на базе двигателя ТВЗ-117ВМА, полностью взаимозаменяем, с ТВЗ-117 любой модификации и может устанавливаться на те же вертолеты, что и базовый вариант.

Двигатель ВК-2500 отличается улучшенными техническими характеристиками: увеличена его мощность, он может работать при температуре наружного воздуха до +45 °C, введены новая цифровая система автоматического регулирования и контроля БАРК-78, счетчик наработки и контроля СНК-78 (разработанные и серийно выпускаемые на «Заводе им. В.Я. Климова») и др. Вертолеты, оснащенные двигателем ВК-2500, получают принципиально новые качества: потолок увеличивается на 1000–2000 м, грузоподъемность — на 1000–2000 кг, расширены диапазоны эксплуатации вертолетов в высокогорных районах и районах с жарким климатом.

В цехе завода им. В. Я. Климова

Летные испытания двигатель прошел и проходит на вертолетах Ми-24 (ОАО «Роствертол»), Ми-17В-7 (ОАО «Казанский вертолетный завод») и Ми-171 (ОАО «Улан- Удэнский авиационный завод»), Ка-БО (ОАО «Камов»). Совершенно уникальные результаты были получены при испытаниях вертолета Ми-17 В-7 в одной из самых высоких точек земного шара — горах Тибета. Вертолет, оснащенный двумя двигателями ВК-2Б00 и вспомогательной силовой установкой Safir чешского производства (по своим харакгеристикам она превосходит штатный аналог АИ-9), показал следующие результаты: максимальная высота полета составила 8000 м (на 2000 м больше, чем у Ми-17 с ТВЗ-117ВМ), запуск двигателей осуществлялся на высоте 6000 м (на 2000 у. больше), дальность полета на высоте 6000 м с коммерческой нагрузкой 1400 кг составила 600 км (на 150 км больше), значительно увеличилась скороподъемность.

В 2002 году «Завод им. В.Я. Климова» совместно с ОАО «Мотор Сич» начал серийное производство двигателей ВК-2500. В настоящее время поставлено за рубеж 78 двигателей в составе вертолетов Ми-17. В ряде стран заинтересовались модернизацией вертолетов под эти двигатели, поэтому сегодня в кооперации с вертолетными заводами ведется большая маркетинговая работа по продвижению двигателя ВК-2500 на мировой рынок. Потенциальными заказчиками являются страны Юго-Восточной и Центральной Азии, Ближнего Востока, Латинской Америки. Кстати, заказчику не обязательно покупать новый двигатель ВК-2500: при проведении капремонта заводские специалисты осуществляют переоборудование двигателей ТВЗ-117 различных модификаций в вариант ВК-2500.

В настоящее время на заводе ведется разработка модификации ВК-2500П с противопомпажной защитой компрессора, предназначенной для новейших боевых российских вертолетов Ка-50, Ка-5 2, Ми-2 8 Н, Ми-35 ПН и др.

Программа развития авиационных двигателей «Завода им. В.Я. Климова» на ближайшие годы включает з себя создание новых ТВД в классе мощностей 500–800 л.с. (ВК-800В для вертолетов «Ансат» и Ми-54), 1300–1700 л.с. (ВК-150 °C для самолета Ан-3, ВК-1500ВМ для вертолета Ми-8 и ВК-1500ВК для вертолетов Ка-60 и Ка-62) и 3500–4000 л.с. (ВК-3000В для вертолета Ми-38), а также разработку новых турбореактивных двухконтурных двигателей на базе РД-33 для истребителей следующего поколения.

В прошлом году на предприятии выполнили важный государственный заказ — изготовили двигатели ТВЗ-117ВМ серии 02 для вертолетов Президента и Министра обороны России. В этом, году «Завод им. В.Я. Климова» занимается производством модернизированных двигателей ТВ7-117СМ для патрульной модификации самолета Ил-114. Завод определен соисполнителем по поставке двигателей РД-33 для корабельных истребителей МиГ-29К согласно заключенному с Индией контракту по модернизации авианосца «Адмирал Горшков».

Ка-50

Федеральное государственное унитарное предприятие «Завод им. В.Я. Климова» входит в состав Российской самолетостроительной корпорации «МиГ» и принимает активное участие во всех корпоративных программах по разработке и совершенствованию авиационной техники. Сегодня «Завод имени В.Я. Климова» является многопрофильным предприятием, которое, кроме разработки перспективных газотурбинных двигателей и редукторов, занимается серийным производством, ремонтом. и сопровождением в эксплуатации двигателей ТВЗ-117 и ВК-2500, изготавливает модульные энергетические установки собственной разработки, проектирует и производит цифровые системы автоматического регулирования и контроля работы двигателей (FADEC). В последние годы на предприятии произведена модернизация сборочных цехов, закуплены новейшие станки, построен новый производственный корпус. Завод работает в тесном сотрудничестве с отраслевыми институтами, серийными авиационными, двигателе строительными и ремонтными заводами как в России, так и за рубежом. Предприятие имеет партнеров в более чем 40 странах мира. В настоящее время портфель заказов переполнен, что обязывает предприятие в кратчайшие сроки увеличить производственные мощности и для начала удвоить выпуск продукции. Все это позволяет заводу сохранять и преумножать свои славные традиции, быть уверенным в завтрашнем дне.

Андреи БОБРОВ, Генеральным директор ФГУП «Завод им. В.Л. Климова»

СОБЫТИЕ

Шестой Форум РосВО

Президент Рос ВО И.Н. Тищенко (слева) н первый лауреат приза имени Н.И. Камова генеральный директор ОАО «Камов» С.В. Михеев

В конце февраля 2004 года в Москве прошел очередной, шестой Форум Российского вертолетного общества. По традиции он стал местом встречи специалистов, чья профессиональная деятельность связана с вертолетной техникой: ученых, конструкторов, разработчиков, производителей и эксплуатантов. Они приехали на форум, чтобы познакомить коллег с идеями и наработками, которые были сделаны за последнее время, поделиться наболевшим, обозначить наиболее важные проблемы, стоящие сегодня перед вертолетостроительной отраслью. В работе форума, как всегда, приняли участие и молодые, и маститые вертолетчики.

Пленарное заседание форума открыл мэтр российского вертолетостроения — Президент РосВО Марат Николаевич Тищенко. В своем вступительном слове он пожелал присутствующим успешной работы и огласил решения комитетов по присуждению почетных Призов имени Н.И. Камова и М.Л. Миля, впервые учрежденных Российским. вертолетным обществом совместно с фирмой «Камов» и Московским вертолетным заводом.

Приз имени Н.И. Камова был присужден Президенту ОАО «Камов», Генеральному конструктору Сергею Викторовичу Михееву, приз имени М.Л. Миля — заместителю Главного конструктора МВЗ, руководителю отдела, занимающегося втулками несущего и рулевого винтов, Матвею Абрамовичу Лейкандм Оба лауреата хорошо известны не только в нашей стране, но и далеко за ее пределами своим высоким профессионализмом и преданностью делу. Присуждение столь почетных призов — признание их заслуг в деле развития отечественного вертолетострсения. О Сергее Викторовиче Михееве мы рассказывали недавно в очерке «Портрет на фоне вертолетов» («Вертолет» № 3, 2003), о Матвее Абрамовиче обязательно расскажем в ближайшем номере журнала, тем более что в 2004 году ему исполняется 80 лет.

На пленарное заседании форума прозвучал ряд выступлений, темы которых не оставили присутствующих равнодушными.

О проблеме подготовки авиационных кадров говорил ректор МАИ A.M. Матвеенко. В своем выступлении он коснулся, з частности, вопроса вступления нашей страны в «Болонское соглашение», цель которого — интеграция российского высшего образования в западное. Прежде всего, речь идет о переходе на многоступенчатое обучение (по схеме 4 плюс 2 года), дающее возможность студентам выбирать необходимый уровень получаемого образования, а также изменять специализацию после завершения очередной ступени.

Для российских технических вузов вступление в «Болонское соглашение», планируемое на 2010 год. означает коренные изменения в самой технологии образования. В МАИ в 1992 году принято решение о непрерывном. 5,5-летнем образовании. В течение этого времени студенты имеют возможность проходить практику в полном объеме: рабочая технологическая, конструкторская, летно-эксплуатационная и преддипломная. Вступление в «Болонское соглашение» неизбежно нарушит это логичный и непрерывный процесс, нанесет вред профессиональной подготовке специалистов для авиационной отрасли, которая уже сегодня испытывает кадровый голод. Учеба по новой системе затруднит прохождение студентами учебных практик, без которых образование немыслимо, на базовых предприятиях отрасли. Заводы и КБ не заинтересованы в миграции студентов с одного предприятия на другое, в том числе и по соображениям режимности. Ректор МАИ отметил, что Президент страны В.В. Путин, ознакомившись с опасениями руководителей технических вузов, пообещал, что для проектно-конструкторских специальностей новая система введена не будет. В настоящее время вопрос в стадии рассмотрения.

Президент фирмы «Камов» С.В. Михеев в своем выступлении рассказал о наиболее интересных проектах фирмы, реализованных за последние годы. Он подчеркнул, что прошедший год для ОАО «Камов» был уникальным по обьему выполненных работ ($111 млн). По количеству вертолетов, находящихся в стадии разработки, нынешний период сравним с периодом 50-х годов, подчеркнул он.

Восемь вертолетов Ка-31 были поставлены в Индию, причем речь идет о создании практически нового вертолетного комплекса. Впервые вся отработка и испытания комплекса оборудования вертолета проходили на фирме «Камов», а не на серийном заводе. С.В. Михеев подчеркнул, что сегодня роль опытного КБ в обще у процессе работы над машиной должна несколько измениться. КБ может и должно брать на себя отдельные функции серийного завода, в тоу числе и потому, что поставщики оборудования находятся ближе к разработчику вертолетной техники. В процессе работы над Ка-31, сказал С.В. Михеев, удалось создать уникальный комплекс аппаратуры, позволяющий вертолету садиться на любой корабль, оснащенный взлетно-посадочной площадкой, обнаруживать не только воздушные объекты, но и надводные, поэтому вертолет может эффективно использоваться и при охране экономической зоны.

Докладчик отметил огромную работу, которую провел коллектив фирмы по подготовке сертификации вертолета Ка-226. Сейчас з КБ фируы «Камов» на испытаниях находятся четыре типа машин.

Е.С. Вождаев

М.А. Лейканд — первый лауреат приза имени М.Л. Миля

Группа ведущих аэродинамиков страны

Генеральный конструктор МВЗ имени М.Л. Миля А.Г. Самусенко в своем выступлении остановился на основных направлениях работы завода. Прежде всего, это разработка нового вертолета Ми-38, первый полет которого состоялся 22 декабря. Впервые за последние 18 лет совершил свой первый поле? вертолет нового типа. Планируется, что Ми-38 придет на замену Ми- 6. В планах завода в текущем году — создание макета вертолета Ми-54.

В.чарте 2004 года на ОАО «Роствертол» планируется поднять Ми-28Н — ночную модификацию вертолета Ми-28.

В настоящий момент, отметил А.Г. Самусенко, в эксплуатации находятся три основных типа вертолетов разработки МВЗ — Ми-8, Ми-24 и Ми-26. Естественно, что работа МВЗ связана с развитием и поддержанием их летной годности. Завод планирует реализовать программу модернизации вертолетов Ми-8, Ми-24, Ми-14, Ми-172, Ми-171, Ми-26, Ми-26ТС, Ми-2 и Ми-34. Разработана и реализуется идея блочной модернизации (по отдельным блокам): продление жизненного цикла, боевых возможностей, перевод в новое поколение. Технология блочной модернизации позволяет достичь необходимого результата даже при ограниченных средствах.

Одним из направлении деятельности МВЗ является определение остаточного ресурса находящихся в эксплуатации вертолетов. А.Г. Самусенко уверен, что ресурс может быть значительно увеличен. В США, например, средний «возраст» вертолетов, находящихся в эксплуатации, 30–35 лет, у нас этот срок гораздо меньше. В своем выступлении А.Г. Самусенко отметил, что всего в прошлом году на серийных заводах было изготовлено и поставлено заказчику 84 вертолета марки «Ми».

Передавая слово следующему докладчику, заместителю генерального директора КВЗ В.Б. Карташеву, 14.Н. Тищенко сказал, что в семье российских разработчиков вертолетов произошло пополнение — на Казанском вертолетном заводе создано и успешно работает свое КБ.

В начале своего выступления В.Б. Карташев рассказал о некоторые производственных и экономических результатах, которых добился КВЗ в прошлом, году, затем остановился на проблемах, стоящих перед производителями вертолетной техники. Одна из них — резкое возрастание стоимости комплектующих. Не может не беспокоить производителей вертолетной техники и тот факт, что основными покупателями и заказчиками продукции являются эксплуатанты за рубежом. Е основном, покупается вертолет Ми-17 различных модификаций. За 40 лег, отметил докладчик, выпущено более 11 тыс. вертолетов Ми-8/17. Среди них есть и уникальные, например, поставленный в Южную Корею первый вертолет с полностью автоматическим управлением. В настоящее время КВЗ приступил к серийному выпуску вертолетов высотной модификации, на которых устанавливаются высотные двигатели ВК-2Б00 с доработанным рулевым винтом, обеспечивающим необходимые запасы путевого управления.

В своем выступлении В.Б. Карташев отметил, что потенциал Ми-17 далеко не исчерпан и работы по его модернизации позволяют заводу держаться на плаву. Однако в современных рыночных условиях стабильность выпуска продукции невозможно обеспечить одним типом вертолета. Так что идея создания нового легкого вертолета родилась 10 лет назад не случайно. Сегодня вертолет «Ансат» имеет временный сертификат, в текущем году планируется получение полного сертификата. Заключен контракт с Минобороны на разработку учебно-тренировочного варианта вертолета. Контракт на поставку трех вертолетов «Ансат» заключен и с Южной Кореей. В стратегических планах завода — создание типоразмерного ряда винтокрылых машин взлетным весом от 1 до 1Б тонн в соответствии с рекомендациями ГосНИИ ГА. Реализуя эту nporpaмy, КВЗ завершает постройку нового сверхлегкого вертолета «Актай».

В.Б. Карташев подчеркнул, что такая большая, конструкторская работа ведется на КВЗ «малыми» силами — коллектив ОКБ насчитывает всего 250 человек, из которых половина занимается работами, связанными с серийными поставками. Поэтому перед КВЗ сегодня остро стоит проблема кадров. Завод видит решение этой проблемы в тесном сотрудничестве с КГТУ им. А.Н. Туполева (КАИ), где по прямым договорам ведется целевая подготовка специалистов- вертолетчиков. Но подготовить специалиста — это еще не все. Нужно поднимать значимость и престиж профессии инженера, прежде всего, создавая материальные стимулы, это на заводе понимают.

В процессе разработки вертолетов КВЗ сотрудничает со всеми институтами, занимающимися исследованиями в области авиации. Ими накоплен большой опыт в области создания авиатехники, огромный инженерно-технический потенциал. К сожалению, отметил В.Б. Карташев, этот потенциал может быть безвозвратно утерян, так как в условиях рыночной экономики НИИ не могут «прокормить» себя сами. Нужна поддержка науки на федеральном уровне. Государство должно взять на себя координацию и финансовое обеспечение, иначе мы не только уступим свои позиции на рынке, но пострадает обороноспособность нашей страны.

Завершилось пленарное заседание Почетной лекцией имени академика Б.Н. Юрьева, право прочтения которой решением Правления РосВО было предоставлено заместителю директора ЦАГИ Евгению Семеновичу Вождаеву. Тема лекции — «Проблемы аэродинамического проектирования несущих винтов».

Работа форума шла по секциям: аэродинамика вертолета, аэроупругость и прочность, динамика полета и летные испытания, история вертолетной техники, общая аэродинамика и акустика, проектирование и конструирование вертолетов, эксплуатация и безопасность полета, эргономика вертолетов и технические средства обучения. Всего было заслушано 72 доклада. Количество и качество представленных докладов свидетельствуют о том. что интерес к разработкам в области вертолетостроения возрос.

Трудно перечислить все интересные доклады, сделанные на форуме. Назовем лишь несколько: «Аэродинамические особенности винта схемы «ножницы» (М.Г. Рождественский), «Опыт улучшения летно-технических характеристик вертолета «Ансат» (В.К. Якубов), «Нам дорога наша заводская марка» (Е.М. Миль), «Выбор рациональной конструкции обзорно-прицельного прибора для вертолета» (Е.В. Яблонский), «Некоторые проблемы сертификации вертолетов в условиях перехода к рыночной экономике» (Ш.А. Сулейманов), «Разработка виртуальных твердотельных параметрических моделей типовых элементов конструкции вертолета» (Б.Л. Артамонов), «Системы измерения веса и центровки вертолета с использованием датчиков малых линейных перемещений» (А.А. Фирсов), «Перспективы развития диагностических систем на вертолетах» (Г.С. Гладун, Г.И. Карфидова, Г.В. Якеменко). В этом номере журнала «Вертолет» представлены журнальные варианты трех докладов, сделанных на форуме. В последующих номерах мы продолжим публикацию наиболее интересных докладов, прежде всего познакомим вас с Почетной лекцией имени академика Юрьева.

Пленарное заседание форума

Группа ведущих прочнистов страны

В работе форума приняли участие более 200 специалистов вертолетной отрасли России и других стран. На форуме были представлены: Авиационный регистр Межгосударственного авиационного комитета, Артиллерийский университет (г. Казань), Авиационный сертификационный центр ГосНИИ ГА, в/ч 75360, ВВИА имени Н.Е. Жуковского, ВВИА имени Ю.А. Гагарина, ГЛИЦ имени В.П. Чкалова, ГНИИИ Военной медицины МО РФ, Госцентр «Безопасность полетов». Грузинский технический университет, ЗАО «ВАО «Интерпрофавиа», ЗАО МНИТИ, ИБХФ РАН, Казанский вертолетный завод. Конструкторское бюро промышленной автоматики (г. Саратов), Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, ЛИИ имени М.М. Громова, МАРЗ, Московский вертолетный завод имени М.Л. Миля, ММЗ «Салют», «Нефтегазаэрокосмос», НИАТ, Научно-исследовательские институты Министерства обороны РФ, НИИ низких температур при МАИ, НИИЭФА имени Д.В. Ефремова (г. Санкт- Петербург), НПК «ПАНХ», НПО «Взлет», НПО «Геофизика-НВ», ОАО «Камов», ОАО «Мослизпром», ОАО «Роствертол», ООО «Модернизация авиационных комплексов», ОСКБ-ЭС, Польский вертолетный завод «Свидник», компания «Юнайтед текнолоджиз». Российская академия наук, Р00 «Человек и безопасность полета», РУП «Б58 АРЗ» (Белоруссия), Улан-Удэнскbй авиационный завод, Фонд М.Л. Миля, ЦАГИ, Центр боевой подготовки армейской авиации.

В заключение от имени редакции и всех читателей журнала «Вертолет» мы выражаем самые искренние поздравления и пожелания дальнейших творческих успехов С.В. Михееву и М.А. Лейканду — первым лауреатам премий имени Н.И. Камова и М.Л. Миля!

Александр ХЛЕБНИКОВ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

«Кровеносная система» двигателей

Турбовальный двигатель ВК-2500

Электрические соединители предназначены для соединения электрических цепей в любом виде техники — от общегражданской до космической. Вместе с приборами и кабелями они составляют «кровеносную систему» любого двигательного аппарата, и от того, насколько совершенна эта система, зависят его работоспособность, эффективность и надежность выполнения предъявленных технических требований.

Вилки СНЦ-Ш

Уральский завод электрических соединителей «Исетъ» (ОАО «Завод «Исеть»), являясь ведущим специализированным предприятием по производству электрических соединителей для обеспечения нужд авиационной и космической техники, особое внимание уделяет разработке и освоению соединителей для применения в двигателях, агрегатах и аппаратуре, обеспечивающей функционирование и контроль двигательных систем. В разработанных ранее двигательных системах широко применяются герметичные вилки СНЦ28, сочленяемые с розетками СНЦ23. Контакты герметичных зилок СНЦ28 имеют никелевое покрытие по основному металлу — стали, а контакты соединителей СНЦ23 — золотое покрытие по основному металлу — медному сплаву. В последнее время резко возросли требования по стабильности контактного сопротивления при малых токах и повышенных вибрационных нагрузках. Однако при сочетании изделий с разнородными покрытиями никель (сталь) — золото (медный сплав) требуемая стабильность не обеспечивается. Возникла необходимость замены вилки СНЦ28, применение которой было вызвано отсутствием аналогичной вилки СНЦ23 с контактами под пайку и золотым покрытием.

В настоящее время заводом «Исеть» разработаны и серийно выпускаются герметичные вилки СНЦ132 (с контактами под пайку), взаимосочленяемые с розетками СНЦ23 и имеющие однородную основу контактов и покрытий (золотое покрытие контактов из медных сплавов). Вилки СНЦ132 разработаны в двух исполнениях: с байонетным и резьбовым сочленением.

Одновременно разработан и серийно выпускается ряд соединителей СНЦ131 в номенклатуре СНЦ23 с резьбовым сочленением. Для двигательных систем соединители СНЦ23 с резьбовым сочленением (СНЦ131) более предпочтительны по сравнению с соединителями, имеющими байонетное сочленение, так как имеют меньшую степень взаимного перемещения вилки относительно розетки при высоких вибрационных нагрузках.

Возросшие требования к двигательным системам, особенно при создании авиационной техники пятого поколения, требуют производства отечественных соединителей с повышенной плотностью контактов, надежным сочленением и малыми габаритами. Отсутствие таких соединителей заставляет предприятия, занимающиеся разработкой и производством двигательных систем, (двигатели, агрегаты, аппаратура), применять импортные соединители двигательного класса, соответствующие стандарту MIL–C-83723 (французских фирм «Сурье» — серия 8БЗЗ и «Дойч» — серия 983). Учитывая сложившуюся ситуацию, завод «Исетъ» начал работы по освоению соединителей серии 8533 фирмы «Сурье». Алгоритм, освоения этих соединителей аналогичен освоению соединителей СНП345, СКП34-Б (полный аналог соединителей «Аринк-600») и СНЦ144 (полный аналог соединителей D 38999 по МИ-С-38999).

На первом, этапе российские предприятия будут обеспечиваться соединителями 8533 производства фирмы «Сурье». На втором, этапе на заводе «Исеть» будет производиться сборка соединителей из французских комплектующих, маркировка российского обозначения, проведение сертификационных испытаний по российской НТД и поставка потребителю. На третьем, заключительном этапе на заводе будет освоен полный технологический цикл производства соединителей серии 8533.

Основанием для проведения таких работ является долгосрочное соглашение о техническом сотрудничестве завода «Исетъ» и фирмы «Сурье» и положительный опыт освоения производства соединителей СНЦ144, СКП345, СНП345, полностью взаимозаменяемых и взаимосочленяемых с соединителями D 38999 по МЕ-С-38999 и «Аринк-600». Долгосрочное соглашение с фирмой «Сурье» предусматривает освоение в таком, же порядке и других необходимых отечественной авиационной и космической технике соединителей. Для проведения таких работ на предприятии имеются все условия.

Завод сотрудничает практически со всеми предприятиями авиационной промышленности и готов развивать это сотрудничество дальше. Основная задача завода «Исеть» — наиболее полное удовлетворение требований и пожеланий потребителей.

Михаил АЛЕКСАНДРОВ, Генеральный директор ОАО «Уральский завод электрических соединителей «Исеть»

Сертификация вертолетов: уроки рыночной экономики

Доклад под таким названием был сделан на VI форуме Российского вертолетного общества, прошедшем в феврале этого года в Москве. Его автор Шамиль СУЛЕЙМАНОВ, заместитель главного конструктора по сертификации ОАО «Камов», затронул важную тему, касающуюся некоторых особенностей процесса сертификации вертолетов в период перехода к рыночной экономике. Автор также рассматривает некоторые пути повышения безопасности конструкции вертолета, основываясь на опыте сертификации вертолетов на фирме «Камов». Доклад, представленный на форуме, печатается с изменениями.

Значительные перемены в политике и экономике, произошедшие в нашей стране в последнее десятилетие XX века, не могли не коснуться авиационной промышленности. Российские авиационные фирмы впервые получили возможность прямого выхода на западный рынок для реализации своей продукции. Однако этот процесс не был беспрепятственным. Прежде всего, отечественные производители столкнулись с требованием подтверждения соответствия российской техники западным стандартам, безопасности. Западные авиационные власти не признавали ни российскую систему сертификации авиационной техники, ни результаты российской сертификации конкретных летательных аппаратов. Одной из основных причин этого было отсутствие четкой корреляции между требованиями Федеральных авиационных правил США (наиболее распространенных Норм, летной годности на западе) и требованиями российских Норм летной годности (НЛГ). Продвижение на мировой рынок российской авиатехники, имеющей высокие летно-технические характеристики при значительно меньшей стоимости конечного продукта, встречало (и продолжает встречать) сопротивление со стороны западных производителей. А довод, что «российская авиатехника не соответствует высоким западным стандартам и небезопасна для использования», приводился в качестве обоснования такой позиции.

Чтобы решить это непростую задачу, потребовалось привести в соответствие российскую и западную системы сертификации, а также перейти на НЛГ, гармонизированные с требованиями FAR. В России этот переход впервые был осуществлен при создании НЛГ-32.29 для вертолета Ка-32А (гармонизированных с требованиями FAR-29 на уровне поправки 29–24), так что можно сказать, что вертолетчики были в этой области пионерами. Успешное завершение российской сертификации вертолета Ка-32А в 1993 году позволило добиться положительных результатов сертификации экспортных моделей этой машины на западе. Дальнейшим, шагом на пути интеграции российской и западной систем сертификации стало создание процедурных Авиационных правил АП-21, а также обновленных Норм летной годности АП-29, АП-27 и ряда других стандартов.

Ka-32A11BC

«Краеугольные камни» сертификации

Переход на рыночные рельсы в системе сертификации означает не только формальную корректировку и гармонизацию Норм летной годности. В этом процессе очень важно не просто следовать букве, но понимать дух норм, причины их изменения. Поэтому полезно будет напомнить те основные принципы, которым следуют западные авиационные власти при принятии поправок к своим НЛГ.

Во-первых, требования к безопасности летательных аппаратов могут быть повышены тогда и только тогда, когда они обеспечиваются техническими и технологическими возможностями, достигнутыми ка данном этапе развития авиапромышленности.

Во-вторых, при ужесточении требований к безопасности обязательно должны учитываться экономические затраты (включая увеличение веса, повышение стоимости летательного аппарата, стоимости летного часа и т. п.), которые понесет пользователь при эксплуатации летательного аппарата с повышенным уровнем безопасности. Иными словами, з условиях, когда технические возможности позволяют повысить безопасность, но это сопровождается неприемлемым для зсего сообщества повышением затрат, соответствующая поправка к НЛГ откладывается.

В-третьих, при изменении требований к конструкции оценивается воздействие на окружающую среду (шум, эмиссия двигателя).

Примером, такого подхода явилось введение в 1994 году поправок к FAR-27/29, требующих наличия в конструкции птицестойких лобовых стекол, авариестойкой топливной системы и других мер, повышающих безопасность. Технические возможности для введения в конструкцию таких изменений имелись еще в 70-х годах, однако эта новация привела бы к такому повышению веса и стоимости вертолета (особенно для легких вертолетов), которое на протяжении почти 20 лет считалось просто неприемлемым.

Очевидно, что невозможно обеспечить абсолютную безопасность летательного аппарата, некоторый риск всегда остается. Очевидно и другое: безопасность не может обеспечиваться любыми средствами, необходим компромисс между затратами и степенью риска, то есть нужно следовать принципу разумной достаточности. Вообще говоря, этот принцип работает не только в рыночной системе, так как он учитывает ряд факторов.

Первым в этом ряду может быть назван масштабный фактор. В технике он известен во многих своих проявлениях, з том числе в невозможности (или практической нецелесообразности) достижения одинакового уровня безопасности для машин малого и большого веса. Очевидно, что попытка достичь одинаковой для легкого и тяжелого вертолетов степени резервирования систем и оборудования не перспективна, так как легкий вертолет оказывается перетяжелен, его полезная нагрузка стремится к нулю, а такая машина никому не будет нужна. Из этого следует, что для летательных аппаратов малого веса нецелесообразно при проектировании требовать такого же уровня надежности и резервирования, как для машин с большим весом.

Эго положение находит свое подтверждение при сравнении Норм, летной годности для легких и для тяжелых аппаратов. Например, эксплуатация по правилам визуального полета (ПВП) требует, чтобы легкие вертолеты имели на борту минимум 3 пилотажно-навигационных прибора, в то время как для тяжелых вертолетов этот минимум составляют уже 9 единиц. Другой пример из требований к трансмиссии: вертолетам, категории В требуется подтвердить работоспособность редуктора при работе без масла в течение 15 минут на режиме авторотации, вертолетам категории А — уже в течение 30 минут на крейсерском режиме, с выходом в конце работы на взлетный режим. И таких примеров можно привести множество.

Второй фактор — это фактор ограниченности ресурсов. Создание и сертификация современного вертолета — удовольствия дорогостоящие. Затраты, понесенные разработчиком на этом, этапе, неизбежно переносятся на каждый серийный вертолет, что приводит к существенному росту его себестоимости. Поэтому стремление к минимизации затрат на сертификацию при сохранении требуемого уровня безопасности вполне понятно и оправданно. Кроме того, приходится учитывать ограниченность материальных и трудовых ресурсов, а также жесткие сроки реализации всего проекта. Сокращение затрат в условиях ограниченных ресурсов возможно за счет использования ряда методик, включая широкое использование компьютерного моделирования взамен стендовых, наземных и летных испытаний и широкое использование при проектировании систем, анализа «сверху вниз».

Использование компьютерного моделирования позволяет существенно сократить затраты на испытания, что особенно важно в вертолетостроении, но взамен требует наличия надежных и апробированных компьютерных моделей. Примером может служить использование результатов анализа нагружения и деформации фюзеляжа, выполненного с использованием метода конечного элемента. Полученные данные о поведении конструкции в случае аварийной посадки дают возможность сократить дорогостоящие стендовые испытания на авариестойкость. Другим примером может служить компьютерное моделирование изменения пятна контакта зубчатых колес редуктора из-за деформаций корпуса редуктора под нагрузкой, заменяющее дорогостоящие и длительные стендовые испытания.

Рис. 1. Летные происшествия с вертолетами на 100 000 часов налета

Использование в проектировании систем анализа «сверху вниз» позволяет на раннем, этапе выявить системы и агрегаты, критические и важные для безопасной эксплуатации вертолета. К критическим частях конструкции вертолета относятся части, отказ (разрушение) которых приводит к невозможности выполнения управляемой посадки на режиме авторотации. В дальнейшем при проектировании, производстве и эксплуатации именно на этих системах и агрегатах сосредотачивается основное внимание, что позволяет обеспечить максимальный уровень безопасности. Системы и агрегаты, не входящие з указанную группу, не являются определяющими с точки зрения безопасности, и к ним могут в дальнейшем, не применяться дорогостоящие методы проектирования и испытаний. Такой подход, с одной стороны, позволяет существенно сократить затраты, а с другой — обеспечивает усиление внимания именно там, где это необходимо и оправданно.

Третьим, фактором, учитываемым при сертификации, является наличие системы опционов. Западная система создания авиатехники, ввиду своей рыночной природы, максимально развернута в сторону конечного пользователя. Это связано с тем, что каждый покупатель стремится реализовать свои потребности. При наличии ряда заказчиков, интересы которых существенно разнятся, наиболее полно эти интересы можно реализовать только путем. предложения покупателям базового варианта и ряда опционов (тем самым обеспечивается гибкость реагирования на рыночные потребности). Как для любого сектора экономики, при делении продукта на базовый вариант и опционы приходится на основе маркетинговых исследований решать, что включать в базовый вариант, какие опционы должны быть и какие должны быть сроки их сертификации и предложения на рынок.

Одним из примеров такого подхода является сертификация вертолета для эксплуатации по правилам полетов по приборам (ППП). Из мировой практики известно, что задачи, решаемые гражданским вертолетом в условиях полета по ППП, составляют около 10 % от общего числа задач. Исходя из этого экономически нецелесообразно в базовый вариант вертолета закладывать все конструктивные решения, требуемые для обеспечения полета по приборам, так как это необоснованно увеличит вес и стоимость вертолета, а также сроки его сертификации. Для обеспечения возможности полетов по ППП экономически выгоднее предусмотреть на борту вертолета места для размещения дополнительного оборудования, сертифицировать соответствующий опцион и предлагать его тем эксплуатантам, которым, действительно необходимо решение таких задач. Так как стоимость этого варианта вертолета будет существенно выше базовой, очевидно, что данный подход позволяет и покупателю выбирать необходимый ему вариант, сообразуясь со своими возможностями. По такой же схеме предлагается заказчикам опцион для полета в условиях обледенения. Требование заказчика обеспечивать выполнение полетов в условиях обледенения приводит к необходимости установки нагревательных элементов в лопастях, токосъемников несущих и рулевых винтов, существенного увеличения энергетических возможностей электросистемы (с учетом, резервирования), проведения дорогостоящих сертификационных стендовых испытаний, имитирующих жесткие нормируемые условия обледенения, а также летных испытаний в реальных условиях обледенения. Очевидно, что заказчик, покупающий вертолет для эксплуатации в условиях тропиков, не должен и не будет оплачивать создание и производство вертолета с такими возможностями.

При формировании опционов нужно также предусмотреть возможность изменения состава оборудования силами самого эксплуатанта в зависимости от задания. Очевидно, что сложный пилотажно-навигационный комплекс, обеспечивающий возможность выполнения полетов по приборам (над безориентирной местностью и т. п.), необходим на вертолете далеко не всегда. Более того, возможность съема части оборудования в полевых условиях может повысить эффективность вертолета при решении простых задач. Такую «модульность» нужно закладывать начиная с этапа проработки технического задания на вертолет и комплекс, чтобы в интегрированном. комплексе можно было снимать и ставить оборудование без ущерба для выполнения простых и сложных задач.

Гибкий подход иногда используется и при сертификации транспортных вертолетов сначала по категории В, а зате. у — по категории А. Например, Bell-412 первоначально (9 января 1981 года) был сертифицирован по категории В, спустя почти 2,5 года — по категории А. Такая задержка по времени объяснялась в том числе тем, что сертификация по транспортной категории А требует существенно большего объема сертификационных проверок и испытаний (и, соответственно, более длительного времени), чем по категории В. Между тем во многих случаях отсутствие сертификата по категории А не препятствует коммерческой эксплуатации вертолета.

Как мы видим, проблемы сертификации вертолетов теснейшим образом увязаны с вопросом о категориях вертолетов, которые, в свою очередь, были введены в связи с необходимостью оптимизировать требования конструкции и обеспечить безопасность эксплуатации. Эта связь станет еще более прозрачной, если уы обратимся к анализу статистики авиационных происшествий.

Статистика знает все

На рис. 1 показана статистика авиационных происшествий (АП) с российскими вертолетами Ми-2 и Ми-8, а также с вертолетами США за период с 1994 по 1996 гг. Материалы взяты из статьи Р.А. Теймуразова и В.Е. Овчарова (журнал «Вертолет» № 1, 1998 г.) и с Интернет-сайта NTSB.

Для облегчения сравнения данные представлены в количестве авиационных происшествии (АП) на 100 ООО часов налета.

Из представленной диаграммы видно, что с увеличением, количества двигателей и переходом от поршневых двигателей на газотурбинные количество АП снижается, т. е. безопасность повышается. Повышение уровня общей безопасности вертолета связано также с увеличением его веса (сравните двухдвигателъные Ми-2 и Ми-8). Здесь следует оговориться, что для конкретных моделей вертолетов статистические показатели могут отличаться в лучшую сторону (за счет более надежных двигателей, удачных решений в конструкции и т. п.), однако мы говорим об общих тенденциях.

Очевидно, что в приведенной статистике «спрятано» несколько факторов. В частности, на безопасность влияют не только надежность конструкции, но и виды применения вертолетов, степень обученности экипажа и т. п. Для примера на рис. 2 показано распределение АП с вертолетами США по статистике NTSB за 1990–2000 гг. (данные Интернет-сайта NTSB). Видно, что 18 % происшествий происходит при использовании вертолета в личных целях, что в российской практике пока является исключением, 15,3 % — при обучении и т. п. В США также широко используются вертолеты с поршневым двигателем и однодвигателъные вертолеты, которых в России пока мало. Таким образом, из-за различий в системе эксплуатации, подготовке кадров, а также по причине практического отсутствия отечественных однодвигательных вертолетов российская статистика происшествий выглядит иначе. Надо сказать, что появление в России легких однодвигательных вертолетов (как импортных, так и собственной разработки) ставит на повестку дня ряд вопросов об обеспечении их безопасной эксплуатации (включая требования к конструкции и оборудованию, определение сфер их применения, обучение экипажей и т. п.), однако это задача отдельного, самостоятельного исследования.

Приведенная статистика показывает нам некоторые объективные тенденции, которые действуют применительно ко всем летательным аппаратам. Это подтверждаю? и положения американского циркуляра для сертификации легких самолетов АС23.1309-1С. В нем указано, что по статистике авиации общего назначения США около 70 % всех АП происходит из-за человеческого фактора и около 30 % — из- за отказов конструкции и систем (такое распределение применимо и для вертолетов). Бри этом для разных категорий самолетов катастрофическая ситуация из-за отказов систем имеет разную вероятность.

Для самолетов нормальной категории класса I (вес самолета — не более 6000 фунтов, силовая установка — один поршневой двигатель) вероятность ситуации катастрофы составляет 10^-6. Отметим, что в соответствии с FAR-23.3 для летательных аппаратов нормальной категории количество пассажиров не должно превышать 9 человек.

Для самолетов класса IV, компютерная категория (переходная между нормальной и транспортной категориями), эта вероятность составляет 10^-9. В соответствии с FAR-23.3 вес самолета не должен превышать 19000 фунтов, количество пассажиров — 19 человек.

Как видим, при увеличении веса самолета, переходе с поршневых двигателей к газотурбинным и увеличении количества двигателей требования к безопасности систем повышаются на 3 порядка! Оговорка о безопасности именно систем здесь не случайна: катастрофы летательных аппаратов, причиной которых была только недостаточная прочность конструкции, как правило, редки. Исходя из этого, дальше будем говорить, в основном, о конструкции силовых установок и функциональных систем (силовая установка, электросистема, гидросистема, индикация углового положения и т. п.).

Ми-8 НТВ-5

Уровень безопасности и категории вертолетов

По аналогии с самолетами, гражданские вертолеты также подразделяются на ряд категорий в зависимости от взлетного веса, количества пассажиров, количества двигателей и особенностей конструкции. Такое деление обусловлено рядом причин.

При отказе двигателя на однодвигательном вертолете (вероятность около 105) полет заканчивается посадкой на режиме авторотации (и зачастую катастрофой).

Очевидно, что для всех систем такого вертолета нецелесообразно требовать столь же высокого уровня надежности, как для большого многодвигательного вертолета, у которого отказ двигателя не препятствует безопасному продолжению полета и посадке, а вероятность катастрофы из-за единичного отказа составляет 10’. Взаимосвязь требований к общей надежности вертолета и надежности силовой установки видна на примере английских Норм BCAR издания 1975 года, по которым для вертолетов группы А2 (аналог сегодняшней категории В) вероятность отказа, приводящего к немедленной аварийной посадке, должна быть такого же порядка, как вероятность отказа двигателя (в 70-х годах была принята вероятность 10^-3-10^-4).

Повышения уровня общей безопасности вертолета можно достичь не только за счет применения многодвигательной силовой установки, но и за счет усиления конструкции, резервирования систем и т. п., однако все эти меры влекут за собой существенное увеличение веса, усложнение конструкции, удорожание вертолета и повышение затрат на всю авиатранспортную систему. Однако за счет масштабного фактора для вертолетов большего веса мероприятия по повышению безопасности, связанные с повышением веса, можно реализовать с меньшими экономическими потерями.

Необходимо отметить, что при переходе на категорию более высокого уровня (при увеличении веса вертолета, количества двигателей, количества пассажиров) повышение требований к безопасности происходит одновременно для всех его систем и характеристик. Например, нельзя увеличить количество двигателей с одного до двух — и только, необходимо также выполнить повышенные требования к летным данным, отказобезопасности оборудования и т. п. Здесь учитывается экономическая целесообразность: бессмысленно ужесточать требования к одной системе, если остальные системы недостаточно надежны — это не приведет к существенному повышению безопасности всего вертолета, а только удорожит его. Таким образом, требования ко всем системам и агрегатам. вертолета как бы уравнены по жесткости, что аналогично принципу обеспечения равнопрочности конструкции. Это видно из рис. 3 и табл. 1, где показано изменение требований к безопасности в зависимости о? категории вертолета, взлетного веса, количества двигателей и количества пассажиров.

Следует учитывать, что при увеличении веса вертолета (и расширении возможностей по повышению безопасности), как правило, увеличивается его пассажировместимость. Поэтому при перевозке большого количества людей для вертолета экономически обоснованно ужесточение требований к безопасности (выполнение требований к летным данным, категории А, использование двухдвигательной силовой установки, введение резервирования систем, и т. п.). С другой стороны, невозможность обеспечения высокого уровня безопасности для однодвигательных вертолетов малого веса должна компенсироваться другими средствами, позволяющими минимизировать риск для людей. Одним, из таких средств является введение для легких вертолетов ограничения на количество перевозимых людей, эксплуатационных ограничений и т. п. В частности, в соответствии с требованиями АП-29.1(e) вертолет категории В не может перевозить более 9 пассажиров. Наоборот, вертолет с большим весом и, как правило, большой пассажировместимостью имеет конструктивные возможности для обеспечения более высокого уровня безопасности и, в соответствии с АП-29.1(b), он не может быть сертифицирован по категории В, а только по категории А.

Здесь целесообразно также упомянуть и об эксплуатационных возможностях вертолетов категории А. Обычно требования к летным характеристикам машин категории А (например, обеспечение полета на одном двигателе) не могут быть выполнены во всем диапазоне ожидаемых условий эксплуатации. Поэтому в ограниченном диапазоне условий (вес, высота, температура воздуха) вертолет имеет летные данные категории А, а в остальном диапазоне нет. По этой причине в РЛЭ должен быть выделен диапазон условий, в которых вертолет соответствует требованиям категории А. В остальном диапазоне допустима эксплуатация этого вертолета по категории В с ограничением, количества пассажиров до 9 человек. Если же в этих условиях необходимо перевозить более 9 человек, то для выполнения требований к летным данным категории А необходимо ввести ограничение взлетного веса (например, за счет уменьшения количества топлива).

Итак, для вертолетов разного класса практически невозможно и экономически нецелесообразно обеспечить равный уровень безопасности. Чем больше вес, количество двигателей и пассажировместимость вертолета, чем. больше возможностей для повышения безопасности, тем выше требования к безопасности. Поэтому в Нормах принято, что к вертолетам разных категорий предъявляется разный уровень требований к летным данным, конструкции и оборудованию. Самые низкие требования предъявляются к однодвигательным. вертолетам, нормальной категории, а наиболее высокие требования — к многодвигательным транспортным вертолетам категории А (см. рис. 3). Таким образом, введение категорий — это компенсация за невозможность создания летательных аппаратов разного веса с равным уровнем безопасности. Это узаконено в Нормах, параграфы 27.1 и 29.1, которые являются основополагающими документами и определяют общий уровень безопасности вертолета в зависимости от его категории. Таким образом, Нормы летной годности являются рациональным инструментом обеспечения экономически обоснованного уровня безопасности.

Рис. 2. Распределение АП с вертолетами, по данным NTSB, по видам эксплуатации за 1990–2000 гг.

Для примера рассмотрим требования к оборудованию. Для вертолета нормальной категории оборудование должно быть спроектировано так, чтобы минимизировать опасность для летательного аппарата в случае его (оборудования) вероятной неисправности или отказа. «Минимизация опасности» в данном случае означает допустимость некоторой опасности при условии уменьшения ее до наименьшего достигнутого на практике уровня, который определяется имеющейся технологией и материалами. «Наименьший достигнутый уровень» является своеобразной, «точкой» (это, конечно, условное обозначение), после которой попытки дальнейшего уменьшения опасности не приведут к существенному повышению безопасности, однако значительно увеличат стоимость изделия или стоимость его эксплуатации.

Заметим: в данном случае возникает опасность при рассмотрении вероятных отказов, что связано с наличием двух факторов. Как правило, легкие однодвигательные вертолеты нормальной категории имеют простое оборудование, которое не выполняет функций, утрата которых приводит к катастрофе. Кроме того, согласно данным статистики, летные происшествия с легкими вертолетами происходят, в основном, по причине человеческого фактора, из-за отказов силовой установки и т. п., и в значительно меньшей степени — из-за отказов функциональных систем. Это позволяет предъявлять к системам вертолетов такой категории наиболее мягкие требования по отказобезопасности.

Таблица 1. Требования летной годности, применимые к разным категориям вертолетов

Нормы, категория	Краткое описание вертолета	Требования к летным данным (подчасть В)	Требования к конструкции (подчасти D и Е)	Требования к оборудованию и отказобезопасности (подчасть F)
АП/FAR-27 Нормальная категория	Легкие вертолеты с одним двигателем… Вес менее 2720 кг	Самые простые требования к летным данным, включая проверку зоны H-V при отказе двигателя, прерванном взлете, посадке на авторотации	Самые простые требования к конструкции	Самые простые требования к оборудованию. Вероятные отказы, приводящие к опасности, должны быть минимизированы
АП/FAR-27 Нормальная категория	Легкие вертолеты с несколькими двигателями. Вес менее 2720 кг	Упрощенные требования к летным данным, включая проверку зоны H-V при отказе одного двигателя, прерванном взлете, посадке на одном двигателе и на авторотации	Повышены требования к силовой установке, но не требуется разделение двигателей и их систем. Отказ одной системы может привести к потере мощности и посадке на авторотации	Самые простые требования к оборудованию. Отказы, приводящие к опасности, должны быть невероятными событиями
АП/FAR-29 Транспортная категория В	Вертолеты с одним двигателем, не более 9 пассажиров. Вес 2720…9080 кг	Упрощенные требования к летным данным, включая проверку зоны H-V при отказе двигателя, прерванном взлете, посадке на авторотации	Не требуется разделение систем. Отказ одной системы может привести к потере мощности и посадке на авторотации	Повышены требования к оборудованию. Повышены требования к отказобезопасности (но допустимы общие точки в системах). Опасность в результате отказов должна быть предотвращена
АП/FAR-29 Транспортная категория В с изоляцией двигателей по категории А	Вертолеты с несколькими двигателями. Разрешено перевозить более 10 пассажиров. Вес 2720…9080 кг	Упрощенные требования к летным данным, включая проверку зоны H-V при отказе 1 двигателя, прерванном взлете, посадке на авторотации. Требуется набор высоты на одном двигателе	Самые жесткие требования. Требуется разделение двигателей и их систем, повышены требования к отказобезопасности силовой установки и к пожарной защите, дополнительные требования к аварийному освещению	Повышены требования к оборудованию. Самые жесткие требования к отказобезопасности (включая разделение всех систем). Катастрофический единичный отказ должен иметь вероятность не более 10-9
АП/FAR-29 Транспортная категория В с изоляцией двигателей по категории А	Вертолеты с несколькими двигателями, но перевозка не более 9 пассажиров. Вес более 9080 кг	Упрощенные требования к летным данным, категории В, включая проверку зоны H-V при отказе двигателя, прерванном взлете, посадке на авторотации	Самые жесткие требования. Требуется разделение двигателей и их систем, повышены требования к отказобезопасности силовой установки и к пожарной защите, дополнительные требования к аварийному освещению	Повышены требования к оборудованию. Самые жесткие требования к отказобезопасности (включая разделение всех систем). Катастрофический единичный отказ должен иметь вероятность не более 10-9
АП/FAR-29 Транспортная категория А	Вертолеты с несколькими двигателями, число пассажиров не ограничено. Вес более 9080 кг	Самые жесткие требования к летным данным при отказе 1 двигателя, включая продолженный взлет, набор высоты, уход на 2-й круг. Введены требования к динамической устойчивости вертолета	Самые жесткие требования. Требуется разделение двигателей и их систем, повышены требования к отказобезопасности силовой установки и к пожарной защите, дополнительные требования к аварийному освещению	Повышены требования к оборудованию. Самые жесткие требования к отказобезопасности (включая разделение всех систем). Катастрофический единичный отказ должен иметь вероятность не более 10-9

Совершенно очевидно, что при формулировании таких относительно мягких требований учитывалась экономическая целесообразность: как указано выше, даже при применении на однодвигательном вертолете систем с высокой надежностью общая безопасность существенно не изменится, а будет определяться надежностью двигателя. В то же время применение таких систем существенно (и неоправданно!) повысит стоимость вертолета и стоимость эксплуатации. Поэтому достаточно наличия уровня надежности систем, вероятный отказ/ неисправность которых имеет последствия не более опасные, чем отказ двигателя.

Если на вертолет нормальной категории установить два двигателя, то для оборудования такого вертолета требуется уже предотвратить опасность в случае вероятной неисправности или отказа оборудования или систем. Применение много двигательной силовой установки существенно повышает общий уровень безопасности, в связи с чем термин «минимизировать опасность» заменен на более жесткий — «предотвратить опасность». Из требования следует, что для такого вертолета любой отказ или неисправность, приводящие к опасности, должны быть отодвинуты в область невероятных событий.

При переходе к вертолетам транспортной категории происходи? дальнейшее ужесточение требований: для оборудования и систем вертолета транспортной категории В требуется уже предотвратить опасность в случае их неисправности или отказа, независимо от их вероятности. И наконец, для вертолета транспортной категории А требуется, чтобы появление любого отказного состояния, которое препятствует продолженному безопасному полету и посадке вертолета, было практически невероятным, а появление любого отказного состояния, которое уменьшит характеристики вертолета или способность экипажа справиться с неблагоприятными эксплуатационными условиями, было невероятным. Указанные положения отражают самый высокий уровень общих требований к безопасности вертолета категории А, который может быть реализован только при соответствии характеристик летательного аппарата повышенным требованиям к летным, данным, при полном разделении двигателей и т. п. К системам такого вертолета также предъявляются самые жесткие требования.

Рис. 3. Взаимосвязь уровня безопасности и категории вертолета

Пути повышения безопасности конструкции вертолетов

Совершенно очевидно, что повышение уровня безопасности летательного аппарата тесно увязывается с возможностями авиационной промышленности в целом. Следует отметить, что в западной практике во многих случаях повышение безопасности вертолетов идет через внедрение новых отраслевых стандартов проектирования. Зги стандарты сначала «обкатываются» в проектах военных вертолетов, и таким образом за счет средств, выделяемых на военные программы, приобретается опыт применения новых технологий. В дальнейшем, этот опыт трансформируется во введение новых поправок к требованиям гражданских Норм, летной годности. Например, повышенные требования к авариестойкости сидений пассажиров и топливной системы в 70-х годах были введены в американские военные стандарты и технические требования, разработанные на основе многочисленных исследований, проводимых в армии США, и с учетом опыта войны во Вьетнаме. В соответствии с этими стандартами были спроектированы военные вертолеты UH-60 и АН-64. В гражданские нормы FAR-27 и FAR-29 эти требования были введены значительно позднее, в конце 80-х годов. Таким образом, общегосударственные или отраслевые стандарты (ГОСТы, ОСТы и их аналоги за рубежом.) могут являться аккумуляторами новых технологий для всей авиационной промышленности, как военной, так и гражданской.

Перенос «самолетного» опыта в вертолетную среду Наряду с внедрением, в гражданское вертолетостроение опыта проектирования военных вертолетов в некоторых случаях в практику проектирования вертолетов приходит самолетный опыт. Чаще всего такой «обмен опытом» практикуют в интегрированных или централизованных авиационных структурах, например, в рамках существующих централизованных институтов (ЛИИ, ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИ ГА, ГосНИИ АН и др.). Таким образом, происходит взаимный обмен и обогащение опытом, получаемым самолетчиками и вертолетчиками при проектировани и сертификации летательных аппаратов на современном уровне.

Однако следует отметить, что простой перенос «самолетного» опыта в вертолетостроение без осмысления специфики вертолетов может давать негативные результаты. Так, специалистам фирмы «Камов» при сертификации своих вертолетов иногда приходится сталкиваться с непониманием специфики вертолета как летательного аппарата со стороны специалистов-самолетчиков из отраслевых институтов. Например, некоторые эксперты требуют для вертолетов наличия дублирования в системе управления по аналогии с самолетом. Для самолета действительно технически возможно в случае разъединения, разрушения или отказа механических элементов конструкции обеспечить безопасность полета за счет резервирования проводки управления, поверхностей управления. Однако требовать аналогичного подхода для вертолета просто бессмысленно. Вертолетчику очевидно, что невозможно дублировать автоматы перекоса, тяги управления лопасти и саму лопасть несущего винта, которая также является элементом, системы управления. Эти элементы вертолета всегда будут критическими и, соответственно, требования к их проектированию, производству и эксплуатации будут чрезвычайно высокими. В связи с этим имеется разница в требованиях АП-25 и АП-29.

Не случайно и отсутствие в российских вертолетных НЛГ раздела АО, который в самолетных нормах введен для формулировки общих требований к отказобезопасности. Один из принципов этого раздела, неприемлемый для вертолетчиков, состоит в применении одинаковых подходов в оценке отказобезопасности функциональных систем и элементов конструкции. Из опыта сертификации вертолетов ОАО «Камов» на западе вынесено четкое понимание, что никакими вероятностными критериями нельзя оценивать отказобезопасность элементов силовой конструкции. Кроме того, требования к отказобезопасности уже изложены в параграфах 27.1 и 29.1, оговаривающих требования к категориям, и этого достаточно.

В развитии вертолетных Норм пройден определенный путь: за последние 15–20 лет из требований к прочности и силовой конструкции вертолетов практически изъяты требования к проектированию, содержащие вероятностные критерии. Сообразуясь с соответствующими разделами Норм, необходимо путем выполнения процедур доказательства прочности и правильного функционирования критических механических элементов конструкции исключить возможность их разрушения или отказа, но ни в коем случае не пытаться доказать практическую невероятность такого отказа с помощью методов анализа отказобезопасности, расчета вероятности или представления статистики таких отказов.

Для функциональных систем, например, систем контроля пространственного положения вертолета при полете по ППП, наоборот, требуемый уровень отказобезопасности подтверждается путем структурированного анализа с применением вероятностных критериев. Для оценки вероятности отказа элементов функциональной системы могут использоваться как статистические данные опыта эксплуатации, так и расчеты. Например, дпя радиоэлектронного блока, содержащего ряд простейших элементов (транзисторов, резисторов и т. п.), можно рассчитать вероятность отказа, используя данные об условиях работы этих элементов в блоке (температура, давление, влажность и т. п.) и статистику отказов таких простейших элементов. Эту статистику можно взять из имеющихся источников, например, американского стандарта MIL-HDBK-217 или российского «Справочника надежности электроизделий». Такой подход возможен в том числе и потому, что простейшие элементы выпускаются сотнями тысяч штук и по ним имеется достоверная статистика отказов на основе опыта эксплуатации.

Силовой элемент конструкции вертолета, например, автомат перекоса системы управления является уникальным агрегатом, работающим, в специфических условиях широкого спектра переменных нагрузок. Его конструкцию практически невозможно разделить на простые элементы, для которых может существовать надежная статистика отказов (за исключением, возможно, подшипников). Это одна из причин, почему для таких элементов описанный выше вероятностный подход применяться не может, а должен применяться метод подтверждения достаточной прочности.

Очевидно, что два таких полярных подхода никогда не следует смешивать, однако положения «самолетного» раздела АО, например, требуют оценить общий уровень безопасности летательного аппарата путем суммирования вероятностей зсех единичных катастрофических ситуаций. Это означает, в частности, что при такой оценке в одну корзину будут сложены катастрофические ситуации, которые могут возникнуть из-за разрушения тяги управления (которые вообще не могут иметь никакой вероятности, так как должны быть исключены!) и из-за отказа двух авиагоризонтов из трех при полете по приборам (вероятность около 10-9). Суммарная вероятность таких ситуаций, согласно требованию самолетного раздела АО, должна быть не выше 10-2. Комменгарии, как говорится, излишни.

Этот пример приведен только для того, чтобы подчеркнуть очевидный факт: в вертолетной практике, конечно, необходимо исследовать и использовать «самолетный» опыт, однако, как и в любом, деле, это нужно делать с умом.

Другим, примером «вертолетной» специфики является наличие требований к критическим частям в параграфах 27.602 и 29.602 вертолетных норм, которых нет в самолетных нормах. Введение этих параграфов в JAR- и FAR-27/29 фактически узаконило общегосударственные требования к критическим частям, которыми уже з середине 70-х годов руководствовались фирмы — разработчики вертолетов. Как мы уже говорили, к критическим частям конструкции вертолета относятся части, отказ (разрушение) которых приводит к невозможности выполнения управляемой посадки на режиме авторотации. Введение такого требования фактически завершило деление конструкции вертолета на две группы (силовая конструкция и системы) с соответствующим разделением методов обеспечения их отказобезопасности. Следует отметить, что в российской практике аналогичный подход заложен в требованиях отраслевого стандарта ОСТ 1 02772-98 «Порядок проведения и содержание работ по особо ответственным составным частям самолетов и вертолетов», однако при его использовании на практике также необходимо учитывать вертолетную специфику.

В завершение хочется отметить, что Россия окончательно встала на путь рыночного развития экономики. В новых условиях создание вертолетов — это бизнес, который нужно вести, зная законы рынка. Проявление этих законов приходится учитывать даже в такой, на первый взгляд, некоммерческой сфере, как безопасность. И другого пути, кроме как изучение, накопление и использование опыта работы в рыночных условиях, у нас нет. Фирма «Камов» уже с 70-х годов занимается сертификацией вертолетов на Западе. Вертолет Ка-26 был первым советским вертолетом, сертифицированным по требованиям FAR-29 в Польше, Западной Германии, Японии и Швеции. Очередным этапом стала сертификация вертолета типа Ка-32А в Канаде, Швейцарии, на Тайване, в результате чего стала возможной успешная коммерческая эксплуатация этих машин в жестких условиях рыночной конкуренции. Эти успехи дают основание считать, что, несмотря на имеющиеся трудности, можно (и нужно!) уметь работать и побеждать в условиях рынка.

Шамиль СУЛЕЙМАНОВ, фирма «Камов»

История создания и разинтия HUMS

А-129 Mangusta

Деятельность создателей вертолетной техники всегда была направлена на совершенствование летн о-технических характеристик летательных аппаратов, увеличение их весовой отдачи, маневренности и боевой эффективности. Однако вертолетостроители прекрасно понимали и понимают, что за все усовершенствования приходится платить существенным увеличением нагруженности силовых элементов конструкции, ужесточением режимов работы агрегатов, систем и оборудования. Это обстоятельство, а также то, что конструктивно вертолет является одним из наиболее сложных летательных аппаратов, обусловило то, что их эксплуатация всегда сопряжена с повышенным риском. Статистика отказов и летных происшествий подтверждает этот факт. По данным Британского управления гражданской авиации, количество летных происшествий на тяжелых двухмоторных вертолетах в 20 раз превышает количество происшествий на коммерческих реактивных самолетах. Федеральное управление транспорта США в принципе не расходится в своих выводах с англичанами: общий уровень происшествий на 100000 летных часов для JIA с неподвижным крылом составляет 0,63 (из них катастроф — 0,14), а для вертолетов — 5,43 (катастроф — 1,34). Это данные 10-15-летней давности. Но, к сожалению, и сегодня это соотношение существенно не изменилось и вряд ли изменится в будущем, поскольку причина такого соотношения — и конструктивные особенности вертолета, и особенности его применения.

Основной конструктивной особенностью вертолета является система привода несущих винтов, исключающая дублирование силовых потоков от двигателя к винтам. К этой системе относится такой сложный механический агрегат, как редуктор. Редуктор вертолета соосной схемы без преувеличения можно считать уникальным по сложности конструктивного исполнения механическим агрегатом. Статистические данные показывают, что наибольшая доля отказов и летных происшествий — около 80 % — связана с неисправностями именно главного редуктора, трансмиссий и несущих винтов. Из-за неисправности этих агрегатов происходят 30 % аварий.

Еще одна особенность или причина, являющаяся существенным фактором, приводящим к тяжелым последствиям, — это условия эксплуатации вертолетов. Как правило, вертолеты эксплуатируются в сложных условиях: высокая скорость ветра, осаждение морской соли при работе над морем (например, на морских буровых платформах), сложный рельеф местности, особые условия при работе в горной местности и т. д.

Идея создания системы, обнаруживающей зарождающиеся и развивающиеся во времени неисправности, появилась давно. К середине 60-х годов размеры зарубежного вертолетного парка и интенсивность его эксплуатации достигли такого уровня, что задачи повышения надежности и безопасности полетов, а также необходимость снижения затрат на обслуживание вертолетов перешли в разряд особо актуальных. Стала очевидной необходимость совершенствования существовавшей системы эксплуатации вертолетного парка, основанной на календарном гарантийном и профилактическом обслуживании и плановых ремонтах.

В то же время ряд катастроф, произошедших на шельфах Великобритании над Северным морем, причиной которых оказались неисправности главного редуктора, свидетельствовал о том, что отсутствие на борту достаточно эффективных способов обнаружения зарождающихся и развивающихся неисправностей может свести на нет любые усовершенствования системы эксплуатации. Как показали результаты расследования, при наличии таких средств катастроф могло бы не произойти. Трагедии над Северным морем послужили толчком к началу работ, практическим, результатом которых явилось создание системы HUMS (Health and Usage Monitoring Systems — «Система мониторинга работоспособности и использования»). Путь создания этой системы оказался долгим и трудным.

Задача по разработке мероприятий, повышающих безопасность полетов вертолетов и снижающих стоимость их технического обслуживания, была сформулирована Управлением гражданской авиации Великобритании (САА) во второй половине 60-х годов. С этого же времени под эгидой САА и начались научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по ее решению.

0 действительной сложности поставленной задачи говорит тот факт, что последующие десять лет труда не принесли никакого практического результата. Однако актуальность проблемы была по-прежнему велика. Работы не только не были остановлены, но даже получили развитие благодаря участию в них Министерства обороны Великобритании. В 1974 году в министерстве состоялось совещание, на котором было принято решение об организации на базе фирмы Steward Hughes специальной рабочей группы для проведения этих работ (фирма Steward Hughes в то время являлась ведущей в области компьютерной обработки сигналов вибрации вращающегося оборудования).

Исследовательские работы с участием и при финансировании Министерства обороны продолжались еще 7–8 лет. В результате был разработан и предложен новый подход к эксплуатации вертолетов. Он в корне ломал существовавшую до того времени привычную технологию эксплуатации и был первым шагом, сделанным на пути перехода к эксплуатации «по состоянию».

Главным итогом этого этапа, который продолжался с момента постановки задачи почти 15 лет, явился не сам «переход к эксплуатации по состоянию», а вывод о том, что эксплуатация «по состоянию» возможна. Практически же фирма Steward Hughes совместно с одной из ведущих в то время мировых фирм — разработчиков электронных технологий Teledyne разработала концепцию и архитектуру системы, которая предназначена отслеживать техническое состояние вертолета в реальном времени. На тот момент казалось, что предлагаемая система позволит решить все вопросы по переходу на эксплуатацию «по состоянию».

Система (и концепция), как мы уже говорили, получила название Health and Usage Monitoring System. Аббревиатура HUMS с этих пор традиционно используется другими фирмами — разработчиками систем аналогичного назначения.

Создание системы HUMS стало возможным после того, как фирма Steward Hughes разработала три новых направления (или подхода), позволяющих оценивать техническое состояние агрегатов вертолета по сигналам соответствующих датчиков в любой момент времени без приостановки его эксплуатации. Эти направления определены разработчиками как ключевые для диагностики состояния наиболее сложных и жизненно важных систем вертолета. Итак, оценка технического состояния вертолета предполагает:

— диагностику редуктора и трансмиссии с целью обнаружения неисправностей на ранней стадии их возникновения;

— контроль положения лопастей (определение соконусности) и проведение балансировки несущей системы вертолета;

— диагностику двигателя с целью «определения загрязнения газового пути».

Разработка этих направлений завершилась созданием соответствующих автономных подсистем, которые, как правило, входят в базовый состав современных систем HUMS. Технические решения, которые были получены, являются ноу-хау фирм Teledyne/ Steward Hughes и могут использоваться другими разработчиками только в виде готовых покупных плат. Каждое из этих направлений имеет свои трудности в реализации, связанные не только с несовершенством используемых алгоритмов, но и с необходимостью учитывать специфику конкретного типа вертолета при адаптации к нему системы. Развитие и совершенствование основополагающих подходов з диагностике состояния вертолетов продолжается до настоящего времени.

Первый готовый продукт, созданный фирмой Steward Hughes в 1982 году, — это система обнаружения дефектов шестерен и анализа состояния подшипников MSDA. Эта система широко использовалась в промышленности для контроля качества изготовления зубчатых колес и подшипников при производстве вертолетов. Она являлась прообразом HUMS, в нее были заложены и отрабатывались основные принципы контроля и диагностики.

АН-64 Apache

Одновременно разрабатывались рекомендательные документы. В 1982 году САА приняло Положение по безопасности полетов (ARB), рекомендующее в дальнейшем при выпуске стандартов по сертификации вертолетов учитывать текущий современный уровень достижений в области конструирования, технологий и материалов. ТЬгда же была сформирована специальная группа — Комиссия по безопасности полетов (HARP). В 1984 году эта группа выпустила отчет с рекомендациями для САА. В следующем году была организована рабочая группа по диагностике для изучения рекомендаций HARP и разработке требований по безопасности на новые вертолеты. В августе 1985 года группа выпустила первый отчет.

Очередная трагедия над Северным морем, произошедшая с вертолетом Boing-234 Chinook в 1986 году и унесшая жизни почти 100 человек, заставила форсировать работы по созданию системы и расширить их фронт. Причиной катастрофы стал выход из строя главного редуктора из-за трещины зубчатой передачи. Проведенные исследования выявили причины быстрого распространения трещины и подтвердили необходимость создания системы, которая позволяла бы определять в нужное время наличие трещины и отслеживать динамику ее распространения.

САА включило в работу по созданию системы фирму Marconi Electronic System (разработчик электроники) и фирму-эксплуатанта Bristow Helicopters. Работа шла параллельно с использованием ноу-хау Teledyne/Steward Hughes. Новая разработка получила название IHUMS, хотя по функциональным особенностям аналогична HUMS фирмы Teledyne/Steward Hughes.

Между 1987 и 1991 годами были проведены два рабочих испытания HUMS на вертолетах, эксплуатировавшихся над Северным морем. Финансировали их САА, Британская ассоциация операторов морских установок и Управление энергетики и транспорта. Испытания HUMS на вертолете AS.332L Super Рита проводились совместно компаниями BHL, Smith Industries, MJA Dynamics, Westland Helicopters Snstoiv, на вертолете S-61N — BHL, Steward Hughes, Hawker Siddeiey Dynamics.

В июле 1991 году IHUMS, установленная на борту вертолета S-61N компании Sfkorsfcy, получила сертификат САА. Это была первая система мониторинга работоспособности и использования в мире, получившая сертификат. Таким образом, с момента выпуска фирмой Steward Hughes первого готового продукта — системы MSDA — до установки на вертолет первой сертифицированной системы HUMS прошло 9 лет.

С появлением HUMS связано решение о введении в систему в обязательном порядке регистратора полетных данных в той конфигурации, в какой он разработан: для HUMS это блок FDR как составная часть системы. САА установило, что вертолеты гражданского назначения с максимальным весом более 2730 кг (или перевозящие более 9 пассажиров) должны быть оснащены FDR с 1 февраля 1991 года. Подобные требования были введены И октября 1991 года и Федеральным управлением авиации США.

В самом общем виде HUMS можно представить как систему, состоящую из датчиков и компьютеров и включающую в себя программное обеспечение и аналитические методы, которые все вместе позволяют регистрировать уровни вибраций и другие параметры для обеспечения контроля и оценки состояния систем и агрегатов вертолета. При характеристике этой системы важно знать ее конфигурация, поскольку она определяет перечень функций, выполняемых конкретной системой. Самые первые системы разработки Teiedyne/Steward Hughes и Marconi/Bristow Helicopters состояли из бортовой и наземной частей. Они выполняли следующие функции на борту:

— мониторинг состояния редуктора и трансмиссии;

— мониторинг состояния» ресурса и эксплуатационных характеристик двигателя;

— контроль положения лопастей и дисбаланса винта;

— регистрация полетных данных (блок FDR);

— запись переговоров в кабине экипажа (блок CVR);

и следующие на наземной станции:

— обмен данными в операционной среде;

— взаимодействие с пилотом (до и после полета);

— осуществление поддержки технического обслуживания (расшифровка показаний датчиков, корректировка положения лопастей и балансировка винта);

— учет ресурса деталей;

— анализ и хранение исходных сигналов и результатов обработки.

Рис. 1. Общая схема системы HUMS

На рис. 1 показана общая схема такой системы.

Интеграция FDR и CVR в HUMS предпринимается из следующих соображений. Во- первых, такая система экономически выгодна в целом, поскольку исключает необходимость установки дополнительных, периферийных систем. Во-вторых, такая интеграция удобна эксплуатанту, так как ограничивает количество поставщиков, участвующих в оборудовании вертолета. HUMS такой конфигурации называется полнофункциональной. Однако время постоянно вносит свои коррективы, и к настоящему времени уже разработаны и выпускаются системы с более широкими, по сравнению с перечисленными, функциональными возможностями.

Сегодня созданием HUMS занимается целый ряд зарубежных фирм. Наиболее известными из них являются Teledyne/ Steward Hughes, GEC Marconi/Brigtow, BF Goodritch, Eurocopter, Chedwick Helmuth, Howcle Instruments. Systems amp; Electronics, Inc (SEI), Signal Processing Systems, Smith Industries, AMS, WTI, RSL Electronics LTD u другие.

В полной конфигурации системы до конца 90-х годов выпускали только фирмы Teledyne/Steward Hughes и GEC Marconi/ Brigtow (хотя системы этой фирмы и назывались системами полной конфигурации, однако не выполняли обработку данных в реальном времени, ограничиваясь лишь наземной обработкой данных, зарегистрированных на борту).

Большинство других фирм — это поставщики систем различной (неполной) конфигурации. Одни, например, ограничиваются мониторингом состояния двигателей, другие совмещают эту функцию с системой контроля, балансировок и соконусносги винтов. Фирма Rotor Dynamics American Inc. расширила функции усеченной HUMS возможностью формирования в реальных условиях полета интегральной оценки состояния по общим уровням вибраций с использованием минимального количества датчиков и последующей обработкой этой информации на наземной станции обработки. Фирма WTI построила свою систему M-HUMS по модульному принципу: один модуль базовый и три автономных, дополняющих базовый по желанию заказчика. Такой вариант удобен, если стоимость и вес полной системы оказываются слишком большими, а эксплуатанту необходимо сосредоточить внимание на мониторинге проблемных зон. Эта продукция не представляет серьезной конкуренции системе Teledyne/Steward Hughes или GEC Marconi/ Brigtovv вследствие гораздо меньших масштабов разработок. Системы с ограниченными функциональными возможностями также традиционно используют в своих названиях аббревиатуру HUMS.

На протяжении последних двадцати лет фирмы, занимающиеся созданием HUMS, конкурируют друг с другом. Как уже говорилось, в течение долгого времени мировыми лидерами в этой области были Teledyne/ Steward Hughes и GEC Marconi/Brigtow, производившие полнофункциональные системы. Однако в последнее время соотношение сил на мировом рынке HUMS меняется. Серьезную конкуренцию мировым лидерам составила компания MEGGIT, объединившая фирмы BFGoodrich, Vibrometer и Endevco.

Входящая в эту компанию фирма BF Goodrich занимается разработкой и созданием HUMS более 20 лет, 12 из них она находится в состоянии острой конкурентной борьбы с ведущими производителями Teledyne/Steward Hughes и GEC Магсот/ Brigtow. Система диагностики IMD HUMS является в настоящее время продуктом совместного производства BYGoodrich и Vibrometer. За IMD HUMS закрепилось название «HUMS второго поколения».

В 1997 году BYGoodnch/Vibrometer выиграли тендер США на систему диагностики, удовлетворяющую единым требованиям на HUMS для гражданских и военных вертолетов, которые действуют в США с того же года. В тендере принимали участие известные в мире фирмы-разработчики этих систем, в том числе ведущий промышленный производитель HUMS — Steward Hughes.

BYGoodrich/Vibrometer является в настоящее время главным разработчиком и поставщиком HUMS по программам оснащения военных вертолетов США этими системами (программа COSSI).

Фирма Sikorsky Aircraft подписала ограничительный контракт с BYGoodnch/Vibrometer на право покупки диагностических систем только у данной фирмы. Таким образом, BFGoodnch/Vibrometer стала эксклюзивным поставщиком HUMS для фирмы Sikorsky, а система IMD HUMS включена в список стандартного оборудования этой фирмы.

Другим заслуживающим внимания конкурентом как Teledyne/Steward Hughes и GEC Marconi/Brigtow, так и BYGoodrich/ Vibrometer является израильская фирма RSL Electronics LTD, которая в 2000 г. заявила о создании HUMS третьего поколения. Эта система (Total HUMS — T-HUMS) самой современной разработки обладает более расширенными функциональными возможностями, в частности, в ней реализована функция диагностики состояния и управления общевертолетным оборудованием.

Технологии HUMS развиваются уже более 20 лет. На первых порах казалось, что найденные на тот момент решения смогут успешно «закрывать» все вопросы по автоматической оценке состояния вертолета, а построенные с использованием этих решений системы возьмут на себя роль интеллектуального советчика и подсказчика летчику в полете и обслуживающему персоналу на земле.

Однако эти ожидания оказались преждевременными. Приходится констатировать, что диагностические возможности современных HUMS еще не достигают требуемого уровня и необходимы дополнительные интеллектуальные усилия, чтобы обеспечить 100-процентный охват всех возможных дефектов с требуемой надежностью.

ЕН-101

На пути внедрения HUMS оказалось множество подводных камней, которые не были видны вначале и устранение которых требует разработки нестандартных подходов, продолжительных исследований и др. Существенным препятствием в этом процессе является высокая стоимость HUMS. Например, расходы только на установку и адаптацию системы I-HUMS составляют в зависимости от типа вертолета от $2500 до $6000, а наиболее сложные случаи установки обходятся в сумму более $50000. Можно утверждать, что HUMS является наиболее сложным компонентом в общем комплексе вертолетного оборудования. Это определяется не только сложностью аппаратной части и программного обеспечения системы, но и трудностью внедрения дополнительных функций в существующие процедуры обслуживания.

Вышесказанное означает только то, что, как и во всякой другой технической области, в области HUMS имеются свои проблемы. Достижений все же там. гораздо больше, чем недостатков. Многие задачи уже решены и относятся к классическим функциям. HUMS, реализованным в серийных системах.

Несмотря на проблемы и отсутствие в полной мере желаемого результата, реальное положительное влияние HUMS на безопасность полетов не подлежит сомнению. Этот факт признается всеми зарубежными фирмами, имеющими многолетний опыт эксплуатации HUMS (Eurocopter, Sikorsky. Bell, Boeing, Agustа и др.).

Кроме этого, отмечается и экономический выигрыш, так как HUMS позволяет с меньшими затратами решать следующие задачи:

— повышение надежности выполнения полетных заданий;

— повышение комфорта и уменьшение нагрузки на экипаж;

— увеличение ресурса компонентов;

— уменьшение количества испытательных полетов, необходимых для балансировки;

— сокращение времени на внеплановое обслуживание;

— повышение надежности оборудования;

— выборочное (необходимое) обслуживание.

Безусловно, положительный опыт эксплуатации HUMS привел к широкому распространению этих систем на зарубежном рынке. На ранних этапах HUMS устанавливалась только на гражданские коммерческие вертолеты, теперь же ими оснащены или оснащаются как гражданские некоммерческие, так и военные вертолеты, включая боевые. В настоящее время за рубежом, активизируются работы по перестройке существующей системы эксплуатации под использование данных HUMS.

Важным, показателем признания технологий HUMS является изменение отношения к ним военных. Если раньше это отношение было откровенно скептическим, то в настоящее время в Англии, США, Канаде и в других странах системами HUMS оборудуются уже не отдельные машины, а целиком эскадрильи и парки военных вертолетов. В 2003 году генерал армии США Джо Бергантс одобрил внедрение HUMS з военную авиацию, назвав HUMS общей системой, которая должна быть установлена на всех армейских вертолетах.

Армия США внедряет HUMS для решения следующих задач: оценки технического состояния вертолета в воздухе и на земле, учета наработки и условий применения, контроля за действиями летчиков в полете, обучения. С помощью HUMS американские военные надеются достичь 90-процентного уровня готовности вертолетного парка, что сложно сделать при существующей системе эксплуатации и обслуживания.

На зарубежном, рынке HUMS стала влиять на конкурентоспособность вертолета. Применение этих систем перестало быть «актуальной проблемой», а перешло в разряд осознанной политики, проводимой разработчиками и эксплуатантами. Все ведущие страны — производители вертолетной техники имеют Государственные программы разработки и внедрения HUMS на гражданские и военные вертолеты. Работы по этим программам финансируются государством и военными ведомствами. Распространено явление, когда вертолетная фирма за счет собственного финансирования разрабатывает диагностические системы с полным или ограниченным перечнем, функций для внедрения их на своих вертолетах.

О возрастании интереса к HUMS за рубежом. свидетельствует ежегодно нарастающий поток публикаций на эту тему. Например, на последнем 59-м Международном вертолетном форуме (он проходил 6–8 мая 2003 года) по теме HUMS было представлено 20 докладов в течение трех дней. Соизмеримое количество докладов на форуме прозвучало только по теме «Аэродинамика».

Таблица 1. Зарубежные вертолеты, оснащенные системами HUMS (неполный перечень)

Фирма — производитель HUMS	Тип вертолета	Вертолетная фирма
Steward Hughes/Teiedyne	MK11 Super Puma MKls Super Puma Cougar	Eurocopter
	S-61N	Sikorsky
	S-76A
	412	Bell
	B-212
	B-214ST
	AS.332L AS.532 Cougar	Aerospatiale (Eurocopter)
	AH-64D (Apache Longbow)
Smiths Industries (Steward Hughes)	HC-2 Chinook	Boing
EH Industries	EH-101	EH Industries (Agusta/Westland)
AMS (Южная Африка)	CSH-2 Rooivalk	Atlas Aviation
Harris Corporation (USA)	A-12 9 Mangust a	Aausta
Marconi	S-61	Sikorsky
WTI	Dauphin (AS.365N, — Nl, -N2)	Eurocopter
BYGoodrich/Vibrometer	Сертифицирована для установки:
	A-109K2	Agusta
	AS.350B1	Eurocopter
	AS.350B1
	AS.355N
	Выбрана для установки:
	Н-60	Sikorsky
	Н-53
	S-76,
	S-92
	AH-1Z	Bell
	UH-1Y
	SH-60	Sikorsky
	СН-60
	СН-53Е
	UH-60

Глеб ГЛАДУН, Галина КАРФИДОВА, Григории Л КЕМ ЕН КО, ОАО «Камов»

Аэродинамические особенности винта схемы «ножницы»

Работы по совершенствованию аэродинамической схемы винта вертолета ведутся на Московском вертолетном заводе в нескольких направлениях. Это и разработка совместно с Центральным аэрогидродинамическим институтом новых, более совершенных профилей, имеющих более высокое качество при относительно невысоком уровне шарнирных моментов, и поиск оптимальной формы лопасти в плане, что выразилось в целом комплексе работ по исследованию форм законцовок лопастей. В статье, которую мы прерагаем вниманию читателей журнала, анализируются результаты работ по исследованию характеристик винта с неравномерным расположением лопастей в плоскости вращения, получившего название винт схемы «ножницы», или х-винт.

Концепция винта схемы «ножницы» впервые была реализована на вертолете Apache более 30 лет назад, примерно в то же время были опубликованы результаты исследований фирмы Bell Как выяснилось, они имели принципиальные отличия от результатов исследований характеристик х-винта, проведенных на МВЗ позже, около 20 лет назад. Испытания модели винта схемы «ножницы» в Китае, в Нанкинском университете аэронавтики и астронавтики подтвердили результаты, полученные на МВЗ, но обозначили новую проблему — значительное падение эффективности х-винта при угле между модулями винта, равном 60°.

Решено было повторить испытания х-образного винта, проведя их в более широком диапазоне чисел М, шага винта и угла «ножниц», и уделить особое внимание обозначенной китайскими исследователями проблеме. Для испытаний был выбран рулевой винт вертолета Ми-2, из двух комплектов лопастей которого был собран винт схемы «ножницы». А для исследования влияния на аэродинамические характеристики винта таких параметров, как азимутальный угол между парами лопастей в плоскости вращения и превышение одной пары над другой вдоль оси винта, была разработана и изготовлена специальная втулка, позволявшая варьировать эти параметры. Геометрические параметры экспериментального винта представлены в табл. 1.

Конструкция втулки позволяла собрать и испытать винт в двух типах конфигурации:

— нижняя лопастъ впереди верхней — Н-форма;

— верхняя лопасть впереди нижней — В-форма.

Под нижним и верхним положением лопастей понимается их положение относительно направления тяги винта при положительных углах установки лопастей (рис. 1).

Испытания винтов проводились на башне винтового аэродинамического стенда при натурных скоростях вращения винта. Окружная скорость концов лопастей соответствовала числам М=0,5; 0,6; 0,65; 0,7.

В испытаниях было выявлено существенное влияние на характеристики винта углового положения пар лопастей относительно друг друга. На рис. 2 показано изменение тяги винта в зависимости от азимутального положения лопастей при значении относительного расстояния h=h/R=0,074 между плоскостями вращения модулей винта (приведена размерная тяга винта, чтобы было понятно, каков порядок сил, развиваемых винтом).

Таблица 1. Геометрические параметры экспериментального винта

Диаметр винта	D=2,7 м
Количество лопастей	k=4
Форма лопасти в плане	прямоугольная
Хорда лопасти	b=0,22 м
Коэффициент заполнения винта	s=0,2076
Крутка лопастей	Dj=0°
Профиль сечения лопасти	NACA-0012
Меньший угол между парами лопастей (угол «ножниц»)	Наш сайт является помещением библиотеки. На основании Федерального закона Российской федерации "Об авторском и смежных правах" (в ред. Федеральных законов от 19.07.1995 N 110-ФЗ, от 20.07.2004 N 72-ФЗ) копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений размещенных на данной библиотеке категорически запрешен. Все материалы представлены исключительно в ознакомительных целях. Copyright © UniversalInternetLibrary.ru - читать книги бесплатно