НАЗНАЧЕННЫЙ РЕСУРС


РЕСУРС ВЕРТОЛЕТА – ЗА ЦЕНОЙ НЕ ПОСТОИМ?

Опыт длительного сосуществования вертолетов различных марок показал, что в области прочности и надежности отечественная техника ни в чем не уступает зарубежной.   Силовые части планера российских вертолетов особенно отличаются своей   могучестью.  Несколько десятилетий тому назад наши конструкторы еще не в полной мере владели мощными интеллектами программ  «оптимального прочностного проектирования», позволяющими до максимума «вылизать» конструкцию, убирать все лишнее «мясо».  Оттого они  закладывали в расчет повышенные запасы прочности.  Зато сейчас любо-дорого смотреть, как после очередного летного дня инженеры и техники в поисках очередных трещин лезут внутрь изящных, хрупких Беллов, в то время как наш экипаж аккуратно зачехляет  Ми-8 или Ка-32, и, с чувством выполненного долга, идет пить чай.   Обидно:  при всем при том у российских вертолетов ресурсы значительно меньше, чем у зарубежных аналогов.  Одно из подтверждений: у зарубежных вертолетов, сколько не ищи, не найдешь такого понятия, как ресурс вертолета в целом.  В России вокруг этого показателя разыгрывается целая свадьба:  глубоко эшелонированная  процедура установления различных видов ресурса с участием ОКБ, научно-исследовательских институтов ЦАГИ, ГосНИИ ГА, ГосНИИ АН, Авиационного Регистра Межгосударственного авиационного Комитета (МАК),  авиационных властей. Похожая ситуация с проблемой продления ресурсов и сроков службы: лидерная эксплуатация, индивидуальное продление для отдельных воздушных судов, наконец, поэтапное продлением для парка вертолетов определенного типа. Средства на установление и продление ресурса, в конечном счете, идут из далеко не бездонного кошелька налогоплательщика.

Чтобы хотя бы отчасти понять истоки такого положения, обратимся вначале к терминологии – языку, на котором общаются причастные к делу специалисты. В руководствах по эксплуатации вертолетов зарубежного производства используются, как правило, всего два относящихся к допустимому времени эксплуатации авиационной  техники понятия:

— ограничения летной годности (Airworthiness Limitations);
— время между ремонтами (Time Between Overhaul).

   Каждое из названных понятий назначается в летных часах, календарном времени, циклах и т.д. Для российской авиационной  техники кроме названных узаконены понятия так называемого назначенного ресурса, назначенного срока службы (как будто иные ограничения не являются назначенными), ресурса  и срока службы до списания, ресурса и срока службы до первого ремонта.  Палитра российских понятий в два раза богаче. К сожалению, за это богатство приходится платить (и есть подозрение – более чем двукратную цену).

Каким же образом западные коллеги обходятся  всего двумя терминами?  На стадии сертификации воздушного судна авиационные власти США и других западных стран создают специальный орган – Комитет по надзору за формированием программы ТО и Р (MRB — MAINTENANCE REVIEW BOARD), который  устанавливает минимальные требования к техническому обслуживанию ВС исходя из основных положений по разработке программ технического обслуживания и ремонта (MSG-3).

В рамках процесса MRB в конструкции вертолета выделяются конструктивно важные элементы (SSI – STRUCTURAL SIGNIFICANT ITEM), разрушения которых могли бы повлиять на конструктивную целостность, необходимую для безопасного полета.  Каждый SSI категорируется как устойчивый  к повреждению (DAMAGE TOLERANT) или как эксплуатируемый по безопасному ресурсу  (SAFE-LIFE).

В соответствии с требованиями 602 параграфа АП-29 (FAR-29) и c  учетом рекомендательного циркуляра к нему (AS29.602 §29.602) особое внимание уделяется  критическим частям SSI – деталям или узлам, внезапное разрушение которых из-за усталости может привести  к катастрофическим последствиям для вертолета в полете.  Перечень критичных деталей с указанием периодов их замены, интервалов между проверками и осмотрами и соответствующими процедурами проверок и осмотров,  обосновывается летными и стендовыми  испытаниями, анализами, исследованиями, расчетами и оформляется в виде  раздела 4 «Ограничения летной годности» РЭ вертолета, который легко отличается от остальных разделов   инструкций по подержанию летной годности. Отныне Раздел 4 – своего рода несущий каркас, фундамент, на котором строится система  безопасности вертолета. Изменить любой элемент или несколько элементов этого каркаса вправе только авиационные власти, которые одобрили отчет по процессу MRB (MRBR)  и  выдали вертолету Сертификат типа.  

Конструкторская и эксплуатационная документация, соблюдающая требования MRBR,   привлекает внимание персонала, вовлеченного в проектирование, производство, техобслуживание к особой природе критических частей. Все чертежи аннотируются словами «Критическая часть», устанавливаются их критические характеристики,  критические процедуры контроля материала, процессов штамповки, механической обработки и т.д.  Все критические детали идентифицируются чертежным и серийным номерами, все записи относительно их изготовления, установки на вертолет, наработки в процессе эксплуатации сохраняются так, чтобы в любой момент можно было бы установить историю производства и эксплуатации любой критической части.  Выполнение установленных процедур проектирования, производства и эксплуатации критичных частей   обеспечивает безопасность полета вертолета по условиям прочности.  В таком случае назначение механическим агрегатам других ограничений — по наработке, сроку использования, срокам инспекции и т.д.,  имеют в своей основе технико-экономические обоснования.    Межремонтные ресурсы агрегатов устанавливает фирма-разработчик без одобрения авиационных властей, они носят рекомендательный характер. Например, глава 4 «Ограничения летной годности»  РЭ вертолета S-92 содержат 26 позиций. Из ограничений летной годности для планера указан лишь горизонтальный стабилизатор. А в главе 5 из серьезных агрегатов рекомендован межремонтный ресурс только для трансмиссии (6000 часов без ограничения срока службы). Такой подход позволяет обеспечить требуемую безопасность полета с использованием единственного ограничения по ресурсу — ограничения по летной годности. При этом межремонтный ресурс (срок службы) в качестве рекомендуемого показателя приводится  в главе 5 РЭ. 

Отсутствие в Разделе 4 РЭ западных вертолетов ограничений наработки по вертолету в целом, или в целом для планера или фюзеляжа обосновано тем, что уровень напряжений в силовых элементах, определяющих целостность важной для безопасности полета  конструкции вертолета низок.   Это позволяет эксплуатировать силовые элементы по принципу «безопасного повреждения», которое отчетливо выявляется в ходе планового технического обслуживания.  Что касается отечественных разработчиков, то они с упорством, достойным лучшего применения, предпочитают эксплуатировать вертолет (планер, фюзеляж) по принципу безопасного ресурса.

Только российские  вертолеты не используют уникальное преимущество, которое имеют вертолеты перед самолетами по условиям нагружения силовой конструкции планера.  У самолетов большие переменные изгибающие моменты, действующие на крыло, замыкаются на фюзеляже.  Особенно велики эти нагрузки при полетах в условиях повышенной турбулентности (болтанка), при посадках.  К тому же полет на больших высотах порождает дополнительный риск: небольшая трещина в обшивке герметичного фюзеляжа может повлечь взрывное разрушение конструкции от декомпрессии. Усталостные трещины и декомпрессия  стали причиной гибели первых реактивных самолетов «Комета». Из-за усталостных разрушений крыла и планера произошли десятки катастроф самолетов.

  Вертолетное крыло – лопасть – тоненькое, имеют малую изгибную жесткость и потому просто  не способно передать на фюзеляж сколько нибудь существенные  переменные изгибающие моменты (особенно при шарнирном креплении к втулке несущего винта).  У соосных вертолетов дополнительное   преимущество – отсутствует источник нагрузок в виде рулевого винта, хвостовая балка короткая и приличного сечения в поперечнике.   Даже если эта балка, по какой нибудь дурости, отвалится (что трудно представить) соосный вертолет способен совершить безопасную посадку и без нее, поскольку у него сохраняется путевое управление посредством несущих винтов.   История авиация не знает случаев катастроф соосных вертолетов по причине усталостных разрушений планера.  У вертолетов  с одним несущим винтом известны единичные случаи летных происшествий из-за усталости конструкции планера – все они связаны с нарушение целостности хвостовой балки.  Безопасный ресурс по условиям выносливости планера отечественных вертолетов составляет  порядка 10000 часов и более. Это соответствует средней долговечности, исчисляемой сотнями тысяч часов.  Вместо того, чтобы переходить на эксплуатацию планера по состоянию, экономя огромные средства, мы, зачастую еще более «зажимаем» эксплуатацию, ограничивая  межремонтный ресурс значениями, меньшими значений безопасного ресурса.   

«Где деньги, Зин?».

Оставляет желать лучшего и положение с ресурсами некоторых важных дорогостоящих агрегатов, таких, как основные редукторы системы трансмиссии, лопасти несущего винта.  Межремонтный ресурс отечественных редукторов зачастую не превышает 1000 часов. Стандарт западных редукторов – две-три тысячи часов. Длительная безремонтная эксплуатация часто достигается  на основе использования современных диагностических систем, своего рода нервной системы, позволяющей  почувствовать боль чуть ли не ранее момента ее возникновения. Например, использование на вертолете Сикорского S-92A диагностической системы IMD-HUMS способствовало установлению межремонтного ресурса редуктора в 6000 ч.  Даже лопасть, королева вертолетной конструкции, как это и положено столь высокопоставленной особе,  на многих типах западных вертолетов не имеет ограничений по наработке или сроку эксплуатации.

Все сказанное выше вряд ли нас сильно  расстроит. Мы – богатые!

Добавить комментарий

WordPress SEO