Вертолёт 1999 04
Шрифт:
Многие западные эксплуатанты хотели бы использовать российские вертолеты, но все дело портит отсутствие сертификата в большинстве стран. Без западного сертификата типа эксплуатация этих вертолетов часто ограничивается разовой работой по разрешению на эксплуатацию в отдельных случаях по ограниченной категории.»
Чтобы получить частные разрешения на зарубежную эксплуатацию, о которых пишет журнал, российским эксплуатантам вертолетов Ка-32 часто приходилось идти на заключение, мягко говоря, далеко не самых выгодных контрактов.
В начале 90-х годов фирма «Камов» приступила к модернизации гражданского вертолета Ка-32 с целью его сертификации.
По инициативе фирмы под руководством Авиационного регистра Международного авиационного
Одновременно продолжались работы по улучшению эксплуатационно-технических характеристик вертолета и по развитию системы эксплуатационной поддержки.
За полвека существования фирмы был накоплен конструкторский опыт, создана мощная материальная база: опытное производство, оснащенное современным оборудованием, летно-испытательный центр, лаборатории, испытательные стенды. К концу 50-х годов в ОКБ Н.И.Камова были освоены методы проведения статических, динамических и частотных испытаний планера, построены и введены в действие такие уникальные сооружения, как электровинтовой стенд для аэродинамических исследований лопастей, натурный стенд отработки силовых установок, стенд для испытаний трансмиссии и ряд стендов для ресурсных испытаний агрегатов соосных вертолетов. Только для испытаний отдельных узлов несущей системы было создано десять стендов, в том числе стенд, имитирующий нагрузки комлевых узлов лопастей с рукавами крепления к втулкам в трех плоскостях, ресурсно-усталостный стенд, позволяющий испытывать полностью собранную систему управления несущими винтами соосного вертолета. Созданы программы обеспечения отдельных показателей качества, образованы организационные структуры, нацеленные на решение задач безопасности полета, отказобезопасности, надежности, качества изготовления агрегатов и узлов. Придать этим работам завершенность позволило включение в единую систему деятельности серийных заводов и отраслевых НИИ.
Главной проблемой, которую должна была решать созданная система, была проблема надежности конструкции. Необходимо было провести всесторонний, повторяющийся на различных этапах проектирования и доводки анализ прочности силовой конструкции и анализ отказобезопасности функциональных систем (рис. 1). На начальной стадии проектирования принимаются наиболее очевидные решения и устанавливается перечень вопросов, требующих дополнительного изучения, так называемый «Перечень расчетных случаев». По каждому расчетному случаю разрабатывается план дальнейших работ. Таким образом, на каждом этапе процесс сопровождается изменениями конструкции, расчетами и испытаниями.
Что касается функциональных систем, то повышенное внимание было уделено проблеме отказобезопасности. С этой целью результаты анализа отказных состояний, полученные при использовании метода «сверху вниз», сопоставляются с результатами покомпонентного анализа, проводимого методом «снизу вверх» (метод разработан автором совместно со старшим научным сотрудником ЛИИ Г.С.Борисовым). Последний включает в себя рассмотрение единичных, в том числе «спящих» отказов, отказов типа «общая точка», «каскад» и «зонный анализ» (рис. 2). В этой работе принимают участие не только конструкторы, инженеры и летчики ОКБ «Камов», но и специалисты ЦАГИ, ГосНИИ ГА, ЛИИ, эксперты АР МАК, разработчики основных комплектующих изделий. По крайней мере в этой области сложившийся в советские времена мощный концерн авиационной промышленности продолжает действовать.
Особая проблема — ранжирование элементов конструкции по степени критичности. Применительно к критичным элементам, отказ которых приводит к катастрофическим последствиям, разрабатывается
В процессе анализа надежности осуществляются:
– оптимизация резервирования функциональных систем;
– «выжигание» общих точек;
– усиление слабых мест силовой конструкции;
– ранжирование элементов конструкции по степени их важности;
– формирование перечней обязательных замен элементов в эксплуатации и при ремонте;
– назначение методов эксплуатации агрегатов и покупных изделий;
– проверка достаточности и совершенствование систем индикации и сигнализации отказов;
– разработка или уточнение рекомендаций по действиям экипажа в особых ситуациях;
– установление рационального объема и периодичности различных видов технического обслуживания;
– обоснование состава технических «аптечек» и норм расхода запасных частей.
Рис. 1. Обеспечение надежности
Рис. 2. Анализ отказов
Таким образом, анализ надежности не только способствует совершенствованию конструкции, но одновременно служит научно-технической основой руководств по летной и технической эксплуатации, карт регламентных работ, инструкций по поддержанию летной годности, руководств по ремонту.
На основе анализа надежности был разработан комплект доказательной документации, подтверждающий соответствие модели вертолета Ка-32А российским нормам летной годности. 16 июля 1993 г. АР МАК выдал на эту модель Сертификат типа № 36-32А. Это открыло дорогу сертификации вертолета Ка-32 в Швейцарии и Канаде.
Швейцарская авиационная администрация FOCA рассмотрела представленные российские материалы и 17 июня 1996 года признала сертификат типа на модель Ка-32А12, выданный АР МАК.
Для вертолета, получившего обозначение Ка-32А11ВС, потребовалась более глубокая модернизация конструкции. В связи с этим были сформулированы целевые функции и установлены лимиты ценообразующих показателей (рис. 3). Чтобы выполнить эти требования, был реализован западный подход к назначению ресурса агрегатов: разработан достаточно короткий перечень критичных элементов с указанием обязательных сроков замен (Life Limite), а ресурс агрегатов (Time Limite) установлен с учетом возможности эксплуатации некритичных элементов по техническому состоянию (On condition). По такому сложному агрегату, каким является колонка несущих винтов, было выявлено всего 7 компонентов (подшипников) с ограничениями по ресурсу 1000 часов. Подшипники могут заменяться при регламентных работах, и с учетом этого межремонтный ресурс колонок был установлен в 3000 часов при назначенном ресурсе 6000 часов — вместо бывших ранее соответственно 1000 и 2000 часов.