Вертолет, 2004 №1
Шрифт:
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
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».