Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.
— Москва, МГТУГА, 2015. — 124 с.
Специальность: 05.22.14 Эксплуатация воздушного транспорта.
Низкие показатели ресурсов элементов трансмиссии вертолетов
отечественного производства, по сравнению с зарубежными аналогами –
одна из проблем отечественного вертолетостроения. Данные для
сравнения: назначенный ресурс хвостового вала вертолета Ми-2
составляет 4500 часов, межремонтный – 1500 часов. Межремонтный
ресурс хвостового вала аналогичного по классу вертолета Bell 429 –
3200 часов, аналогичного по классу вертолета Eurocopter AS350 –
3000 часов, более легкого вертолета Robinson R44 – 4400 часов,
назначенный ресурс хвостовых валов вертолетов Bell 429, AS350 и R44
вообще не установлен.
Для проведения экспериментальных исследований в диссертации выбран вертолет Ми-2, по причине того, что в настоящее время в вертолетном парке гражданской авиации России, Ми-2 является самым распространенным среди вертолетов третьего класса, далеко опережая по количеству другие вертолеты такого же класса. В настоящее время, в реестре гражданской авиации России находится более 100 единиц вертолетов Ми-2. В связи с тем, что в ближайшие годы замены данного типа не предвидится, возникает необходимость поддержания летной годности действующего парка вертолетов Ми-2. В пользу выбора вертолета типа Ми-2, также говорит и тот факт, что 02.04.2015 г., по результатам специального обсуждения проблемы было решено поручить МВЗ им. М.Л. Миля и ГосНИИ ГА завершить работы по увеличению назначенных ресурсов и сроков службы вертолета Ми-2 до 12000 часов в течение 40 лет и продолжить работы по исследованию возможности дальнейшего поэтапного продления назначенных ресурсов свыше 12000 часов и сроков службы свыше 40 лет.
Решение задач поддержания летной годности вертолетов Ми-2 сопряжено с тем, что на нем имеется более двадцати элементов конструкции, ресурсы которых менее ресурса планера вертолета в 2 и более раз. Их называют элементами с ограниченным ресурсом, и к ним в первую очередь относятся наиболее нагруженные элементы, отказы которых непосредственно влияют на безопасность полетов, например: лопасти, втулка несущего винта, хвостовой винт, главный редуктор, промежуточный и хвостовой редукторы, главный и хвостовой валы и другие.
Известно, что в настоящее время производство элементов с ограниченным ресурсом вертолета Ми-2 прекращено, а стоимость тех единичных экземпляров элементов (например, хвостовой винт), которые продолжают производиться, достигает нерентабельного уровня, так как их производство осуществляется не в России, а в Польше. В связи с этим, в ближайшее время, в связи с нехваткой элементов с ограниченным ресурсом, эксплуатация значительной части парка Ми2, эксплуатируемого в России в настоящее время, может быть приостановлена. Таким образом, выходом из сложившейся ситуации является поэтапное индивидуальное продление ресурсов и сроков службы лимитирующих элементов до ресурсных характеристик долговечности планера вертолета.
Исследованию с целью научного подтверждения возможностей продления ресурсов элементов на примере хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 и посвящена данная диссертационная работа.
Для обоснованного увеличения ресурса упомянутой трансмиссии необходимо иметь объективные данные по нагруженнности элементов трансмиссии на основных режимах полета, результаты стендовых испытаний, расчетов на прочность и пр.
В настоящее время объем таких материалов весьма ограничен, что диктует необходимость проведения специальных испытаний.
Полученные результаты будут использованы в проверочных расчетах ресурсов деталей элементов хвостовой трансмиссии по критериям кратковременной прочности и выносливости и подготовки заключения о целесообразности продления ресурсов элементов хвостовой трансмиссии.
Для проведения экспериментальных исследований в диссертации выбран вертолет Ми-2, по причине того, что в настоящее время в вертолетном парке гражданской авиации России, Ми-2 является самым распространенным среди вертолетов третьего класса, далеко опережая по количеству другие вертолеты такого же класса. В настоящее время, в реестре гражданской авиации России находится более 100 единиц вертолетов Ми-2. В связи с тем, что в ближайшие годы замены данного типа не предвидится, возникает необходимость поддержания летной годности действующего парка вертолетов Ми-2. В пользу выбора вертолета типа Ми-2, также говорит и тот факт, что 02.04.2015 г., по результатам специального обсуждения проблемы было решено поручить МВЗ им. М.Л. Миля и ГосНИИ ГА завершить работы по увеличению назначенных ресурсов и сроков службы вертолета Ми-2 до 12000 часов в течение 40 лет и продолжить работы по исследованию возможности дальнейшего поэтапного продления назначенных ресурсов свыше 12000 часов и сроков службы свыше 40 лет.
Решение задач поддержания летной годности вертолетов Ми-2 сопряжено с тем, что на нем имеется более двадцати элементов конструкции, ресурсы которых менее ресурса планера вертолета в 2 и более раз. Их называют элементами с ограниченным ресурсом, и к ним в первую очередь относятся наиболее нагруженные элементы, отказы которых непосредственно влияют на безопасность полетов, например: лопасти, втулка несущего винта, хвостовой винт, главный редуктор, промежуточный и хвостовой редукторы, главный и хвостовой валы и другие.
Известно, что в настоящее время производство элементов с ограниченным ресурсом вертолета Ми-2 прекращено, а стоимость тех единичных экземпляров элементов (например, хвостовой винт), которые продолжают производиться, достигает нерентабельного уровня, так как их производство осуществляется не в России, а в Польше. В связи с этим, в ближайшее время, в связи с нехваткой элементов с ограниченным ресурсом, эксплуатация значительной части парка Ми2, эксплуатируемого в России в настоящее время, может быть приостановлена. Таким образом, выходом из сложившейся ситуации является поэтапное индивидуальное продление ресурсов и сроков службы лимитирующих элементов до ресурсных характеристик долговечности планера вертолета.
Исследованию с целью научного подтверждения возможностей продления ресурсов элементов на примере хвостовой трансмиссии вертолета Ми-2 и посвящена данная диссертационная работа.
Для обоснованного увеличения ресурса упомянутой трансмиссии необходимо иметь объективные данные по нагруженнности элементов трансмиссии на основных режимах полета, результаты стендовых испытаний, расчетов на прочность и пр.
В настоящее время объем таких материалов весьма ограничен, что диктует необходимость проведения специальных испытаний.
Полученные результаты будут использованы в проверочных расчетах ресурсов деталей элементов хвостовой трансмиссии по критериям кратковременной прочности и выносливости и подготовки заключения о целесообразности продления ресурсов элементов хвостовой трансмиссии.