Вертолет 2003 01
Шрифт:
Наиболее интенсивно ВСУ эксплуатируются в НПК «ПАНХ» (г. Краснодар). Имеющиеся в компании тяжелые вертолеты (Ми-8, Ми-8МТВ, Ка-32 и Ми-26) выполняют широкий спектр авиационных работ, в том числе они используются и в борьбе с огнем. В таблице 1 приведены результаты работы вертолетов при тушении лесных пожаров в Греции в 2000-2002 годах. Средняя продолжительность рабочего цикла (зависящая, в основном, от расстояния и перепада высот между пожаром и местом забора воды) составила для вертолета Ка-32 9,3 мин, вертолета Ми-26 – 16,9 мин. Цикл этот складывался из следующих операций (в минутах, см. табл. 2).
За три пожароопасных сезона (продолжительность сезона 3-4 месяца) экипажи вертолетов, работая в режиме непрерывного дежурства (кроме ночи), выполнили 716 полетов с ВСУ, налетали 1308 часов, доставили и слили на пожары 34792 тонны воды, произвели 8032 слива (см. табл. 1).
Выполненный объем работ позволил выявить особенности летной и технической эксплуатации ВСУ, провести существенную модернизацию устройства и оценить его эффективность.
На всех вертолетах при эксплуатации ВСУ в качестве грузового каната использовалась ленточная стропа (JIC-15A для Ми-26 и JIC-5A для Ка-32), входящая в комплект ВСУ. Постоянное наблюдение бортоператорами за поведением мягкой оболочки на внешней подвеске показало, что на всех стадиях полета (висение, разгон, торможение, набор и снижение высоты,
Как отмечают летчики, режим наращивания поступательной скорости вплоть до максимально разрешенной (180 км/ч для заполненной и 160 км/ч для порожней мягкой оболочки) характеризуется устойчивым поведением ВСУ на внешней подвеске. За все время работы не было случая вращательного или колебательного движения груза на внешней подвеске в режиме полета по прямой. По свидетельству летчиков, поперечные колебания возникали только в результате некоординированного разворота, а продольные – только при резком гашении скорости. И те и другие колебания легко парировались известными способами. Такая повышенная степень устойчивости ВСУ на внешней подвеске к возникновению вращательного движения обусловлена тремя факторами: строго осесимметричной формой мягкой оболочки; наличием в верхнем ободе емкости утяжеленных секций, расположенных несимметрично относительно центра обода, отсутствием у ленточной стропы ЛС (в отличие от свитых металлических канатов) способности к самораскручиванию под действием растягивающих усилий. Важным фактором эффективности воздействия сбрасываемой воды на горящий лес является выдерживание постоянной высоты полета в период слива. Если уменьшение полетной массы не парировать дозированным перемещением ручки «шаг-газ», то в процессе слива с ВСУ-15А на вертолете Ми-26Т полетная масса уменьшается со скоростью примерно от 2,7 % в секунду в начале слива до 1,9 % в конце слива, что приводит к так называемому «вспуханию» вертолета и увеличению высоты полета. Процесс парирования «вспухания», по мнению летчиков, достаточно легко реализуется без забросов оборотов несущего винта и ударных нагрузок на трансмиссию по трем причинам: сравнительно малая скорость уменьшения полетной массы (в среднем 2,3 % в секунду), растянутость процесса слива во времени (10-15 с) и прогнозируемость летчиком момента начала слива.
Приведем аналогичные показатели для вертолета Ка-32Т с ВСУ-5А: средняя скорость потери полетной массы – 8,75 % в секунду, длительность слива – 5 секунд.
И летчиками, выполнявшими полеты, и заказчиками работ высказывалось пожелание об увеличении секундного расхода воды при ее сливе из ВСУ-15А. Дело в том, что за 10 с слива на скорости 60 км/ч вертолет пролетает около 170 м, примерно такой же длины получается и созданная им на земле смоченная полоса. Довольно часто очаг возгорания имеет размеры меньше 170 м, и тогда часть сливаемой воды не попадает на очаг возгорания и теряется зря. Предложение о снижении скорости полета при сливе не подходит: в зоне пожара повышенная турбулентность атмосферы и полеты на скорости меньше 60 км/ч небезопасны. Таким образом, нужно либо увеличивать секундный расход из ВСУ-15А, либо, что является лучшим решением, создавать систему порционного слива, которая позволяла бы в зависимости от конфигурации и размеров очага пожара осуществлять на выбор три варианта: слив одной половины имеющейся воды и через некоторое время слив другой половины; слив обеих половин вместе; слив одной половины и вслед за ней другой.
| – вертикальный подъем ВСУ из воды и набор скорости (50 км/ч) | 0,3 | 0,3 |
| – разгон с набором высоты | 1,0 | 1,2 |
| – полет к месту пожара | 3,2 | 6,9 |
| – торможение до 60 км/ч | 0,7 | 0,7 |
| – слив воды на скорости 60 км/ч | 0,1 | 0,2 |
| – разгон и полет к водоему | 2,6 | 6,0 |
| – снижение и торможение до 90 км/ч | 1,0 | 1,2 |
| – зависание, висение при заборе воды | 0,4 | 0,4 |
| Показатели | Год | |||
| 2000 | 2001 | 2002 | ||
| Тип вертолета | Ка-32 | Ка-32 | Ми-26 | Ка-32 |
| Количество работавших вертолетов | 3 | 5 | 1 | 7 |
| Суммарное количество рабочих дней | 150 | 155 | 39 | 165 |
| Суммарный налет с ВСУ, час | 444 | 460 | 125 | 279 |
| Суммарное количество полетов, мин | 210 | 252 | 62 | 192 |
| Суммарное количество произведенных сливов воды | 2457 | 2512 | 444 | 2619 |
| Средняя длительность рабочего цикла, мин | 10,8 | 11,0 | 16,9 | 6,4 |
| Средняя продолжительность одного полета, час | 2,11 | 1,82 | 2,02 | 1,45 |
| Среднее количество рабочих циклов в одном полете | 11,7 | 9,9 | 7,2 | 13,6 |
| Средний налет в рабочий (летный) день на один вертолет, час | 2,96 | 2,97 | 3,2 | 1,69 |
| Суммарное количество доставленной и слитой на пожары воды, т | 9828 | 10048 | 4440 | 10476 |
| Средняя производительность, т/летный час | 22,2 | 21,8 | 35,5 | 37,5 |
В процессе выполнения полетов было отмечено, что при транспортировке заполненного ВСУ на скорости полета около 120 км/ч начинается выдувание воды из мягкой оболочки набегающим воздушным потоком. С ростом скорости полета интенсивность выдувания растет. Особенно большие потери воды наблюдаются из зарифованной мягкой оболочки. Так, за 20-25 минут полета (когда расстояние между водоемом и пожаром достаточно значительное) при скорости 160 км/ч из зарифованной мягкой оболочки теряется примерно 20% набранной воды. Учитывая, что данный фактор резко снижает производительность (основной показатель работы), необходимо доработать ВСУ в направлении устранения этого недостатка.
Наиболее трудно освоить и реализовать два элемента полета с водосливным устройством типа ВСУ: заход и забор воды из водоема и укладку порожнего ВСУ на грунт. Трудности эти обусловлены сложившимися стереотипами в методах выполнения полета и техники пилотирования при транспортировке грузов на внешней подвеске. Тяжелые, как правило, грузы и малые запасы мощности предопределяли при заходе на установку груза такое построение глиссады, чтобы в момент потери поступательной скорости зависнуть (при высоте груза над землей – 3-5 м) и затем вертикальным снижением установить его на грунт при скорости снижения не более 0,2-0,3 м/с. Эта идеально отработанная, практически проверенная в десятках тысяч случаев методика при полетах с ВСУ (этим легким перевернутым парашютом) не срабатывает. При зависании, когда индуктивный поток от несущего винта начинает контактировать с подстилающей поверхностью, возникает его горизонтальная составляющая, которая отклоняет легкое ВСУ в сторону, открывая «зев» парашюта возрастающему горизонтальному потоку воздуха. Этот поток еще дальше относит ВСУ в сторону, попытка перемещать вертолет в направлении ВСУ дает тот же эффект. Путем дальнейшего снижения и посадки вертолета удается приземлить потертое о грунт ВСУ в совершенно случайной точке.
Аналогичная картина наблюдается и при заходе над водной поверхностью. Но здесь она осложняется еще и тем, что часто ветровая обстановка не позволяет висеть носом к берегу или из-за малой глубины водоема висение осуществляется вдали от берега. И в том и в другом случае летчик лишен ориентиров, и точность висения вертолета резко снижается.
Из вышесказанного ясно, что навыки пилотирования, приобретенные летчиками ранее в полетах с грузом на внешней подвеске, в большей своей части неприемлемы в полетах с ВСУ. Поэтому представляется целесообразным обобщение результатов многочисленных летных испытаний ВСУ для отработки методов выполнения полетов, сбор передового опыта (отдельные летчики, осваивая полеты с ВСУ, находят очень рациональные приемы пилотирования), анализ этих материалов и формирование рекомендаций, которые необходимо помещать в соответствующие инструкции.
Учитывая опыт эксплуатации водосливных устройств ВСУ-5А и ВСУ-15А в России и за рубежом в 1999-2002 годах, разработчики провели модернизацию их конструкций с целью повышения технических характеристик. Так, например, мягкая оболочка ВСУ сделана разборной, при этом герметизирующий вкладыш, который наиболее подвержен повреждениям, стал съемным, что позволяет при необходимости осуществить его замену в полевых условиях. Исключение из конструкции балластных полуколец с крепежными элементами и применение более массивного нижнего обода с резиновыми амортизаторами обеспечивает надежную укладку устройства на землю без повреждений тканевой оболочки даже в случае протаскивания устройства по твердой поверхности при посадке вертолета. Существенно повышены надежность и быстродействие системы управления ВСУ. За счет повышения мощности исполнительного механизма системы управления, введения в его конструкцию силовой пружины более чем в два раза уменьшено время закрытия клапана сливного патрубка емкости и до 100 км/ч увеличена скорость вертолета, при которой происходит надежное закрытие клапана. Это существенно повышает эффективность использования вертолета с ВСУ при тушении пожаров, так как уменьшается необходимое для одного слива время.