Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Мая 2014 в 22:41, курсовая работа
Отечественное вертолетостроение в 1960-х годах развивалось бурными темпами. Наряду с продолжавшейся эксплуатацией созданных ранее вертолетов Ми-1, Ми-4, Ка-15 и Ка-18 были разработаны и запущены в серийное производство новые машины: Ми-6, Ка-25, Ми-2, Ка-26, Ми-8, Ми-10, Ми-14 и Ми-24. Проводились летные испытания винтокрыла Ка-22, проектировался вертолет Ка-27.
ВВЕДЕНИЕ
Отечественное вертолетостроение в 1960-х годах развивалось бурными темпами. Наряду с продолжавшейся эксплуатацией созданных ранее вертолетов Ми-1, Ми-4, Ка-15 и Ка-18 были разработаны и запущены в серийное производство новые машины: Ми-6, Ка-25, Ми-2, Ка-26, Ми-8, Ми-10, Ми-14 и Ми-24. Проводились летные испытания винтокрыла Ка-22, проектировался вертолет Ка-27.
Серийно выпускали и большое количество двигателей для винтокрылых летательных аппаратов. Можно назвать Аи-26ГР с максимальной мощностью 500-615 л.с. (Ми-1); Аш-82В с максимальной мощностью 1700 л.с. (Ми-4); Аи-14ВФ с максимальной мощностью 270 л.с. (Ка-15 и Ка-18); Д-25В с максимальной мощностью 5500 л.с. (Ми-6, Ми-10 и Ка-22); ГТД-ЗФ с максимальной мощностью 900 л.с. (Ка-25); ГТД-350 с максимальной мощностью 400 л.с. (Ми-2); М-14В26 с максимальной мощностью 325 л.с. (Ка-26) и ТВ-2-117 с максимальной мощностью 1500 л.с. (Ми-8).
Нахождение в эксплуатации столь разнообразного по типам вертолетов и двигателей парка сопровождалось дефицитом производственных мощностей. По этой причине руководители СССР по просьбе Министерства авиационной промышленности приняли решение передать серийную постройку вертолета Ми-2 и двигателей ГТД-350 в Польшу - на заводы в городах Свидник и Жешув соответственно.
К тому времени специалисты ЦИАМ и ЦАГИ совместно разработали унифицированный мощностной ряд двигателей, предусматривающий создание четырех базовых вариантов для перспективных вертолетов.
Один из них - двигатель ГТД-350, спроектированный в ОКБ С.П.Изотова и установленный на Ми-2, оказался очень неудачным. Он уступал зарубежным аналогам по удельным характеристикам и нуждался в длительной доводке. Невысокие параметры силовой установки снижали летно-технические характеристики Ми-2.
Руководители советской авиационной промышленности не поощряли попыток создания новых отечественных двигателей легкого класса. Главный конструктор Омского моторостроительного конструкторского бюро В.А.Глушенков готов был разработать двигатель ГТД-11 номинальной мощностью 400 л.с., но его сняли с должности, перевели на другую тематику, а затем уволили из системы МАП.
Отсутствие крупных заказов на Ми-2 негативно сказывалось на экономическом положении завода в Свиднике. Поэтому поляки предложили разработать и наладить на своей территории серийное производство другой, более совершенной машины. В 1970 г., после детального обсуждения этого вопроса, СССР и ПНР заключили договор о совместной деятельности по постройке нового вертолета, получившего в дальнейшем наименования В-3, W-3 и "Сокол". В начале декабря 1971 г. было подписано дополнительное межправительственное соглашение о техническом сотрудничестве в области создания и организации производства в ПНР новых изделий авиационной техники.
1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ W-3 SOKOL
В январе 1972 г. в Советский Союз прибыла группа польских специалистов. За полгода удалось подготовить аванпроект, план-проект и проект тактико-технических требований (ТТТ) на легкий многоцелевой вертолет W-3. При формировании ТТТ интересы военных и гражданских заказчиков вступили в противоречие. Как оказалось, они хотели получить разные машины. Военные предполагали заменить Ми-2 на существенно более скоростной вертолет, а гражданские искали замену Ми-4 - им нужна была большая грузоподъемность и дальность. Надо сказать , что в это время число находящихся в эксплуатации Ми-4 стало резко сокращаться, а руководство МГА упустило возможность постройки более современного вертолета - например, на базе Ка-25. Польские специалисты соглашались проектировать два летательных аппарата: один для военных, другой - для гражданских, но это не устраивало советскую сторону.
К решению возникшей проблемы привлекли институты МАП, представители которых первым делом попытались выяснить: зачем нужны такая большая дальность и грузоподъемность. Рассмотрение полетных заданий Ми-4 за год в районах Западной Сибири, где эксплуатировалась основная масса этих вертолетов, показало, что требования гражданских заказчиков вполне обоснованы. Ревизия климатических характеристик также не сблизила ТТТ, предъявляемые непримиримыми оппонентами. Согласование основного документа затягивалось, и поляки подняли уровень ведения переговоров, обратившись за помощью к правительству своей страны . Наконец, в сентябре 1973 г. состоялась передача в ПНР утвержденных советскими заказчиками тактико-технических требований на новый вертолет.
При разработке проекта ТТТ по инициативе польской стороны двигатель ГТД-350 заменили двигателем ГТД-10, созданным в КБ В.А.Глушенкова для самолета Бе-30, работы над которым давно прекратились. Через много лет двигатель оказался востребован: сначала - как пусковая установка на самолете Ил-86, затем - в качестве основных двигателей на самолете Ан-28, который строили серийно в Польше. Поэтому применение ГТД-10 на вертолете В-3 выглядело логично..
Эскизным проектированием руководили: С.Каминский (главный конструктор вертолета), Х.Новак (главный конструктор двигателя), Ст.Буш (главный конструктор редукторов), А.Хагер (главный конструктор гидросистемы и рулевых приводов), М.Тищенко (главный консультант по вертолету, главный конструктор Московского вертолетного завода им. М.Л.Миля) и В.Глушенков (главный консультант по двигателю и трансмиссии, главный конструктор Омского моторостроительного КБ).
В 1976 г. в Польше состоялась макетная комиссия по В-3, которая утвердила макет, частично изменив ТТТ на вертолет. Эти изменения коснулись радиокомпаса, радиовысотомера, авиагоризонтов, радиостанций и аварийного регистратора.
Первый опытный экземпляр вертолета построили летом 1979 г. На нем В.Мерчик, летчик- испытатель завода ВСК "ПЗЛ-Свидник", совершил полет 16 ноября 1979 г. Второй экземпляр В-3 тот же пилот поднял в воздух только в начале 1982 г. На сроки выпуска вертолета сильно повлияли известные политические события в Польше, в частности - забастовочное движение
После ознакомления с макетом военное ведомство потеряло всякий интерес к этому вертолету. Дальнейшие работы проводились только согласно требованиям гражданских заказчиков, которые сочли, что построенная машина не соответствует современному техническому уровню вертолетостроения. В результате переговоров советских и польских специалистов 31 мая 1984 г. было принято согласованное решение улучшить летно-технические данные вертолета по сравнению с I I I образца 1974 года, а именно:
Анализ показал, что вертолет В-3 с улучшенными характеристиками практически не уступает лучшим зарубежным вертолетам-аналогам: S-76 и Белл-412 (США), WG-30 (Англия) и SA-330C (Франция). При этом двигатель ПЗЛ-10В по своему конструктивному исполнению, параметрам рабочего процесса, удельному расходу топлива и удельной массе находится на уровне серийных зарубежных вертолетных двигателей этого класса, выпущенных в 70-х годах во Франции, Канаде, США и Англии (Турмо-WC, РТ6Т-ЗВ, Аллисон-250-СЗО, Джем 41 Роллс-Ройс, Джем 60 Роллс-Ройс, ТМ-333, МТМ-385).
Вертолет В-3 "Сокол" предназначался для перевозки пассажиров, почты и грузов внутри фюзеляжа; для перевозки грузов на внешней подвеске; для производства фотосъемки в воздухе; десантирования людей и грузов; патрулирования лесов; газопроводов, нефтепроводов и линий электропередачи; полицейского патрулирования; учебно-тренировочных и аварийно-спасательных полетов.
Доработкой машины занялась несколько измененная команда. Уехал в Чикаго и устроился рабочим на мясокомбинате Ст.Буш, ушел на пенсию Х.Новак. Главным конструктором двигателя и трансмиссии стал М.Миклушка. Главным консультантом по двигателю и трансмиссии вместо В. Глушенкова назначили сначала В.Пащенко, а затем Л.Ушеренко (главный конструктор Омского моторостроительного КБ).
На вертолете В-3 "Сокол" проводились заводские, государственные, эксплуатационные и контрольные испытания.
Заводские лётные испытания проходили в период с ноября 1983 г. по апрель 1988 г. - на пяти опытных вертолетах и четырех машинах информационной партии. Всего выполнено 3386 полетов с общим налетом 2434 часа. Общая наработка в процессе заводских испытаний (с учетом наземных и стендовых испытаний) составила 4399 часов.
Проведенный объем летных испытаний на "Соколе" на порядок превысил объем летных испытаний на отечественных машинах. Это объяснялось многократными изменениями типовой конструкции. Инженерный анализ не был выполнен на этапе рабочего проектирования, поэтому ТТТ на вертолет достаточно часто корректировались. При небольшом объеме заводских летных испытаний не удается в полной мере определить условия работы всех элементов вертолета, что сказывается на аварийности при эксплуатации.
Испытательные полеты выполняли летчики-испытатели З.Домбски, Ю.Петручиник, Ю. Дычковски (ВСК "ПЗЛ-Свидник"); Ю.Ивченко, Б.Барсуков, М.Павленко, В.Семенов, В.Тебеньков (ЛИИ); Г.Провалов, С.Попов, В.Цыкин (ГосНИИ ГА).
Ведущими инженерами по испытаниям вертолета были: М.Маевски, Б.Марыняк, Т.Закжевски, З.Козульо, З.Камински, Р.Рекса (ВСК "ПЗЛ-Свидник"); И.Татуев, В.Бутов, И.Трофимов (ЛИИ); Л.Артамонов, В.Гладкий, В.Ахромеев (ГосНИИ ГА).
Государственные испытания проходили с 13 декабря 1988 г. по 31 мая 1989 г на двух машинах, которые имели заводские ╧╧ 30.02.01 и 30.02.03. Всего выполнено 126 полетов с общим налетом 114 часов 50 минут. В зачет были приняты и результаты испытаний вертолетов В-3, выполненных совместно с разработчиками, ЛИИ, ГосНИИ ГА и ГосНИИ "Аэронавигация" на этапе заводских испытаний - общим объемом 472 часа.
Эксплуатационные испытания проходили в период с 28 октября 1988 г. по 15 июля 199С г. на базе Котласского ОАО архангельского УГА. Участвовало десять вертолетов. Общий налет составил 1528 часов 25 минут.
Для оценки доработок, выполненных по мероприятиям эксплуатационных испытаний, на территории Польши с 7 по 27июля 1990 г. прошли контрольные испытания на доработанном вертолете (заводской ╧ 30.02.03). Выполнено 57 полетов с общим налетом 35 часов 25 минут.
Сертификация вертолета проводилась по требованиям отечественных норм НЛГВ-1, НЛГВ-2 и американским Нормам летной годности FAR-29. Вертолет ПЗЛ "Сокол" получил следующие документы:
Установленный на вертолет двигатель ПЗЛ-10В получил сертификат на соответствие американским Нормам летной годности, выданный органом авиационного надзора FAA (май 1993 г.).
Сертификация вертолета по отечественным нормам проводилась специалистами ВСК "ПЗЛ-Свидник", "ВСК-Жешув", ГИЛЦ, АР МАК, ЛИИ, ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ, НИАТ, НИИД, Института стекла, ГосНИИ ГА и ГосНИИ "Аэронавигация".
Значительный объем сертификационных испытаний вертолета "Сокол" прошел на территории Советского Союза. Испытания на наклонных площадках и в условиях сильного ветра провели в Баку (1985 г.); в условиях холода - в Якутске (1986 г.) и в Воркуте (1988 г.); в условиях обледенения - в городах Ухта и Вильнюс (1986 и 1989 гг.); в условиях жары и высокогорья -в городах Ашхабад, Душанбе и пос. Джиргиталь (1985 и 1990 гг.).
Испытания по определению наводок в электроцепях при воздействии молнии проводились на базе ГосНИИ ГА в "Шереметьево". Использовали высоковольтную установку ЛИИ, смонтированную на автомобиле "Урал".
Испытания работы топливной системы на горячем топливе проводились на аэродроме ЛИИ, причем для подогрева топлива использовался специально доработанный топливозаправщик.
Огневые испытания по оценке пожарной защиты двигательных отсеков и отсека главного редуктора состоялись на стендах завода "Звезда" в поселке Томилино Люберецкого района Московской области.
В Польше тоже использовалось наше отечественное испытательное оборудование. Так, при оценке возможности эффективного удаления дыма и вредных газов из кабин вертолета применяли "генератор дыма", разработанный в ЛИИ. А при имитации отказов автопилота работал задатчик отказов автопилота НЭЦ АУВД (ныне ГосНИИ "Аэронавигация").
В сертификация вертолета "Сокол" участвовало около 150 специалистов из различных учреждений нашей страны. Большую организационно-техническую работу по взаимодействию советской и польской сторон проводили Р.Калиновски и К.Каспшак (соответственно, заместитель главного конструктора и специалист по сертификации ВСК "ПЗЛ-Сидник").
По сравнению с Ми-2 себестоимость перевозки на вертолете В-3 оказалась ниже в 1,75 раза, грузоподъемность "Сокола" превысила показатели отечественного вертолета. На больших высотах и в жару при висении вне влияния земли его полная коммерческая нагрузка соизмерима с показателями вертолета Ми-8. Например, при температуре наружного воздуха плюс 30╟С на высоте 1000 м полная коммерческая нагрузка на Ми-8 при работе с внешней подвеской равна 1600 кг, а на "Соколе" - 1900 кг.
Однако себестоимость перевозки грузов на вертолете В-3 по сравнению с Ми-8Т оказалась выше в 3-5 раз. Стоимость В-3 (в зависимости от числа покупаемых машин - 2-2,5 млн. долларов) в 1989-1990 гг. превышала стоимость вертолета Ми-8Т в четыре-пять раз. Такая разница объясняется заведомо заниженной ценой вертолета Ми-8Т на внутреннем и внешнем рынках в то время. А вертолет В-3 был лишь незначительно дешевле своих аналогов, производимых на Западе.