Читаем Вертолет, 2000 № 01 онлайн бесплатно
Российский информационный технический журнал
№ 1 181 / 2000
Издается с июня 1998 года. Выходит 4 раза в год
Слово «вертолет» впервые употребил Н.И. Камов 8 февраля 1929 г.
Ответственность за достоверность опубликованных сведений несут авторы, за достоверность рекламы – рекламодатели. Мнение редакции не всегда совпадает с мнением авторов. Перепечатка опубликованных материалов без письменного разрешения редакции не допускается. При перепечатке материалов ссылка на журнал «Вертолет» обязательна.
На 1 стр. обложки: новая страница истории освоения западного авиарынка открыта на Казанском вертолетном заводе.
5 января 2000 года состоялась передача вертолета Ми-172 полиции Южной Кореи. Первый контракт КВЗ с этой южно-азиатской страной, таким образом, успешно завершен.
Вертолет оснащен комплектом западной авионики, что ставит его в один ряд с самыми современными западными машинами. В настоящее время этот вертолет уже налетал более 150 часов.
БЕЗОПАСНОСТЬ
Как говорит статистика, общее число авиационных происшествий, инцидентов и катастроф в последнее время (по авиации в целом и по гражданской авиации в частности) в России и в странах СНГ снижается. По данным Межгосударственного авиационного комитета (МАК), в 1998 г. в гражданской авиации государств – участников Соглашения о гражданской авиации и использовании воздушного пространства произошло 43 авиационных происшествия (АП) различной степени сложности, в том числе 12 катастроф, в которых погибли 113 человек. В 1999 г. авиационных происшествий было 27, катастроф – 10, погибли 55 человек. Налицо значительное снижение. Тем не менее, есть ряд обстоятельств, омрачающих эту картину.
Начнем с того, что сократилось количество воздушных судов, находящихся в эксплуатации, и объем часов налета. С учетом этих факторов относительный уровень безопасности полетов не повысился и прежде всего, как ни прискорбно, – на вертолетах. В докладе МАК отмечено, что в 1999 г. 70% от общего числа авиационных происшествий в СНГ составили происшествия на вертолетах, в них погибли 48 человек.
В принципе, вертолеты и раньше разбивались чаще, чем самолеты, по той простой причине, что их больше. Однако эта тенденция вызывает обоснованное беспокойство специалистов отрасли, особенно тех, кто занимается анализом состояния безопасности полетов и летной годности вертолетного парка. В последние годы этой теме уделяется пристальное внимание.
В 1997-1998 гг. Департамент авиационной промышленности Минэкономики РФ финансировал исследование состояния эксплуатации вертолетов граждан – ской авиации. Группа квалифицированных экспертов АО «Информационно-выставочный центр «ВИКОНТ» на основе анализа более 180 актов расследований АП и инцидентов выявила доли участия человеческого фактора и техники в создании опасных ситуаций, а также виды и причины отказов функциональных систем и агрегатов, обусловленных их конструктивно-производственными недостатками (КПН).
Анализ показателей безопасности полетов показывает следующую динамику числа АП и катастроф за период с 1992 по 1998 гг.: относительное количество АП вертолетов, рассчитанное на 100 000 часов налета, растет быстрее их абсолютного числа (см. рис. 1).
Так что говорить о стабилизации уровня безопасности полетов вертолетов пока нельзя, потому что при уменьшающемся годовом налете это означает ухудшение относительных показателей уровня безопасности. В 1999 г. тенденция снижения уровня безопасности полетов при уменьшении общего числа АП сохранилась.
Технический фактор оказался преобладающим в группе причин, обусловивших общее число инцидентов, и составил примерно 77% в 1997 г. и 64% в 1998 г.
Технический фактор (КПН, техническое обеспечение и ремонт) оказался преобладающим в группе причин, обусловивших общее число инцидентов, и составил примерно 77% в 1997 г. и 64% в 1998 г. (см. рис.2).
Техника, как известно, может отказать по разным причинам: есть причины подконтрольные тем, кто эту технику эксплуатирует, есть и другие, которые люди контролировать не могут, поскольку причины эти обусловлены самой конструкцией или технологией производства. Как показали исследования, конструктивно-производственные недостатки лежат в основе значительной части аварийных и сложных ситуаций за рассмотренный период (см. рис.3).
Государственный центр «Безопасность полетов на воздушном транспорте» (ГЦ БПВТ) Управления государственного надзора над безопасностью полетов провел анализ АП, связанных с отказами техники в тех случаях, когда соблюдались все ограничения и рекомендации по эксплуатации вертолетов, содержащиеся в соответствующих нормативных документах, действия экипажа комиссиями были признаны верными, метеоусловия находились в пределах установленного минимума. Установлено, что технические причины АП и инцидентов, произошедших за последние 5 лет, различны для вертолетов разных типов.
Рассмотрим последовательно причины АП и инцидентов на вертолетах Ми-8 и Ми-6.
Летные происшествия на Ми-8, как правило, происходили по двум причинам: из-за недостаточного запаса газодинамической устойчивости (ГДУ) двигателей ТВ2-117 при попадании на вход двигателя воды или снега (льда) и из-за разрушения косозубой шестерни 7971.0220 редуктора ВР-8.
Анализ эксплуатации вертолета Ми-8 с двигателями ТВ2-117 показывает, что в условиях осадков и обледенения может произойти самовыключение одного или обоих двигателей. Иногда это происходит совершенно неожиданно при попадании в двигатель снега, льда или воды. Причем масса попавшей в двигатель влаги может быть небольшой – от 40 до 140 г снега (льда) или 100-350 г воды в зависимости от режима работы.
Почему это происходит? Во-первых, при попадании на вход компрессора влаги возможно угасание пламени форсунок и, соответственно, самовыключение двигателя. Во-вторых, двигатели могут выключиться из-за нарушения работоспособности блока дренажных клапанов, поскольку в колене сливной трубки могут остаться попавшие туда лед и снег.
Лед может попасть на вход двигателя, если передняя часть поверхности вертолета перед вылетом была недостаточно обработана. Кроме того, при быстром изменении погодных условий вертолет может неожиданно оказаться в заряде мокрого снега с дождем. Поскольку зону распространения снежного заряда определить в данных условиях невозможно, любые решения (изменение маршрута, высоты полета, его продолжение или посадка) могут быть в равной степени рискованными.
Так, например, ночью 30.09.98 г. Ми-8 № 25915 авиакомпании «Восток» получил срочное санзадание и вылетел по маршруту Урал-2 – Хабаровск. Через полчаса после взлета на высоте 3600 м произошло самовыключение двигателей, и лишь через 1 мин 43 с экипажу удалось запустить их вновь. Усложнение условий полета произошло из-за неожиданного попадания вертолета в зону кучево-дождевой облачности и осадков при температуре -2°С. Метеопрогноз, полученный при вылете, такого не предусматривал. Экипаж в сложной обстановке действовал верно, и вынужденная посадка прошла без потерь и разрушений. Метеослужба и руководитель полетов получили нарекания, однако возможности оказать экипажу серьезную практическую помощь у них не было.
Недостаточная устойчивость двигателей ТВ2-117АТ может повлечь за собой очень серьезные последствия, поскольку в некоторых случаях при малой высоте полета дефицит времени в сочетании с помехами в районе вынужденной посадки могут привести к практическому отсутствию возможностей безопасного приземления.
18.03.95 г. в Анадыре произвел взлет вертолет Ми-8Т № 25513. На 34-й секунде полета при высоте всего 40 м и скорости 50 км/ч отказал правый двигатель. Командир решил произвести вынужденную посадку. Однако ситуация осложнялась тем, что вертолет находился над территорией склада горюче-смазочных материалов, так как именно в этом направлении (!) был произведен взлет. Когда всего через 7,5 секунды отказал второй двигатель, отчаянным маневром командир переместил вертолет и, избежав столкновения с емкостями ГСМ, посадил его на фактически непригодную по размерам и рельефу площадку. Машина получила значительные повреждения, но экипаж был спасен. Странно одно: в «Инструкции по производству полетов в районе а/п Анадырь» не содержалось никаких рекомендаций и запретов, касающихся полетов над территорией склада ГСМ.
Для устранения случаев самовыключения двигателей ТВ2-117 вследствие недостаточной ГДУ в свое время был разработан ряд мероприятий. Так, например, ГосНИИ ГА и МАП были выработаны «Предложения по предупреждению самовыключений двигателей в сложных метеоусловиях» (22.09.89 г.). Однако на практике они не применяются: надежность двигателей в последние годы практически не повысилась, что говорит об отсутствии у конструкторов двигателя интереса к устранению этого недостатка.
В связи с отсутствием эффективных конструктивных мероприятий в период 1978-1983 гг. в РЛЭ вертолета введены рекомендации, которые практически сводятся лишь к дополнительным летным ограничениям, запрещающим вход в ливневые осадки при видимости менее 2000 м в интервале температур ±5°С (п.2.5.7.3 раздела «Летные ограничения» РЛЭ Ми-8). Правда, отсутствие на борту технических средств, позволяющих определить горизонтальную видимость в осадках, не дает экипажу возможности принять своевременные меры, исключающие попадание в неблагоприятные погодные условия. Следующая рекомендация – включать противообледенительные системы (ПОС) двигателей и воздухозаборников в режим «ручной» в полете при температуре +5°C и ниже при входе в облачность, туман, снегопад, дождь или морось. Но термометр ТВ-45 в связи со своими конструктивными особенностями завышает температуру воздуха примерно на 3°С, и для определения точной температуры воздуха при включении ПОС и в случае вывода вертолета из зоны обледенения необходимо пользоваться, по возможности, данными АМСГ.
Фактически наличие описанного выше КПН в двигателях ТВ2-117 может стать фатальным лишь при крайне редком стечении обстоятельств. Очень многое зависит от квалификации наземных служб и экипажа.
Могут быть ужесточены ограничения метеоусловий для Ми-8, могут быть усилены требования к очистке от снега и льда носовой части фюзеляжа, более тщательно может проводиться подготовка вертолета к полетам вообще, но самое главное все же – это повышение квалификации летного состава. Необходимо изменить «Правила подготовки летного состава» (ППЛС-92) вертолетов Ми-8. У пилотов должна быть возможность выработки устойчивых навыков действий в случае отказа обоих двигателей. Для этого нужно возобновить тренировочные занятия на аэродромах. Очень полезными для летчиков стали бы занятия по определению зон ливневых осадков и способов их обхода, проводимые специалистами метеослужб.
Разрушение косозубой шестерни – это конструктивно-производственный недостаток, имеющий усталостный характер. Комиссии, расследовавшие АП, происходившие на вертолетах Ми-8, сталкивались, в основном, с разрушением ведомого зубчатого колеса 7971.0066. Дело в том, что, накопившись, микротрещины в конце концов могут привести к разрушению шестерни в полете. Явление это очень редкое – (за все время эксплуатации вертолетов Ми-8 известно 12 таких случаев), но крайне опасное. Из указанных 12 случаев 4 закончились катастрофами с человеческими жертвами.
Данный КПН изучался ГосНИИ ГА и Научно-техническим центром «Эксперт» при воинской части № 75360 в 1993 и 1994 гг. Большая работа была проведена Государственным центром «Безопасность полетов на воздушном транспорте». Были применены самые современные методы анализа, включая магнитный контроль, микрофотографию, исследования на рентгеновском анализаторе напряжений, виброметрирование и т.д., проанализированы технологии производства и ремонта. В итоге причины и механизм возникновения этого недостатка были установлены, и специалисты Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) разработали методы диагностики зубчатых колес 7971.0066 путем отслеживания изменений уровня вибраций в процессе эксплуатации редукторов. Правда, для реализации этого метода необходимо оснащение контрольно-измерительной аппаратурой каждого воздушного судна, а этого на практике нет. Изменена технология изготовления шестерен на заводе «Пермские моторы». Разработаны и применяются зубчатые колеса новой конструкции 7971.1139. Однако в эксплуатации остается достаточное количество вертолетов, на которых установлены редукторы с ведомыми зубчатыми колесами старого образца. Вопрос о внедрении периодического контроля их состояния остается довольно сложным, поскольку основную работу можно провести лишь в заводских условиях.
Специалисты настаивают на разработке дополнений в «Руководство по летной эксплуатации Ми-8», в которых особое внимание должно быть уделено разрушению косозубой шестерни в полете, так как у экипажа в этом случае есть не более минуты для принятия верного решения. За эту минуту необходимо как можно скорее подготовить вертолет к посадке. Если в подобной ситуации высота полета не позволяет перейти на режим самовращения несущего винта, то благоприятный исход полета маловероятен.
Первая катастрофа по рассматриваемой причине произошла в Нижневартовске 21.03.73 г. с вертолетом Ми-8 № 25264. Разрушение косозубой шестерни произошло в процессе работы с грузом на внешней подвеске, когда вертолет находился на высоте, не обеспечивающей переход на режим авторотации.
Особенно важно, чтобы летчики умели как можно скорее распознавать подобную ситуацию по ряду признаков: появление постороннего шума с металлическим скрежетом, возникновение тряски воздушного судна, самовыключение двигателей системой защиты турбины винта (СЗТВ) и падение оборотов несущего винта.
