Разработка системы логистической поддержки жизненного цикла вертолета Ми-8

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э.Баумана»

(МГТУ им. Н.Э. Баумана)

 

Факультет «Инженерный бизнес и менеджмент »

Кафедра «Промышленная логистика» (ИБМ-3)

 

 

 

Курсовая работа

 

по дисциплине «Интегрированная логистическая поддержка наукоёмкой продукции»

на тему:

«Разработка системы логистической поддержки жизненного цикла вертолета Ми-8»

 

 

 

 

Выполнил студент  _____________________________________ (             )

                                                                                                                          (фамилия, инициалы)

 

 

Руководитель            ____________________________________(            )

                                                                                                                            (фамилия, инициалы)

Москва

2015 г.

Содержание

 

 

 

Введение

Курсовая работа отражает современные требования к созданию информационных систем поддержки жизненного цикла сложных технических систем и охватывает исследование и решение ряда организационно-технических проблем, возникающих в ходе разработки единой информационной среды и интеграции ключевых участников жизненного цикла изделий машиностроения: заказчиков, проектировщиков, производителей, эксплуатационного и ремонтного персонала.

Работа посвящена исследованию жизненного цикла объекта техники, расчету периодичности проведения регламентных работ по техническому обслуживанию,  расчету оценке плановой стоимости жизненного цикла и разработке рекомендаций по обеспечению надежности изделия, выбору стратегий эксплуатации и  обеспечения материально-технического снабжения.

Целью курсовой работы является разработка проекта  системы логистической поддержки и  предложение рекомендаций по оптимизации жизненного цикла изделия машиностроения в части минимизации затрат на этапе эксплуатации, обеспечению надежности и продлению долговечности объекта техники.

В качестве объекта наукоёмкого машиностроения был выбран вертолет Ми-8. Данный объект соответствует специфике жизненного цикла изделий машиностроения, имеет достаточно длительный цикл эксплуатации (30 лет) и сложную систему ТОиР.

В данной курсовой работе решаются следующие задачи:

• проведение функционального анализа выбранного объекта техники;
• анализ возможных видов отказов, их последствий и критичности;
• расчёт периодичности технического обслуживания элементов для формирования программы ТОиР изделий;
• расчёт запасов начального и текущего МТО для плановых и неплановых отказов;
• оценка затрат на эксплуатацию изделия и оценка плановой СЖЦ изделия.

 

 

1. Общие сведения о вертолете Ми-8. Описание жизненного цикла изделия.

Вертолет МИ-8 является многоцелевым вертолетом и выпускается в пассажирском, транспортном и деловом вариантах.

Пассажирский вариант вертолета имеет кабину на 28 мест с гардеробом (или на 32 места без гардероба), оборудованную системами вентиляции и отопления. Вертолет МИ-8 в варианте "Салон" вмещает 11 или 9 пассажиров. В этом случае в пассажирской кабине вертолета устанавливаются два столика (один откидной), кресла и диван. В задней части кабины оборудуются буфет, гардероб и туалет. 
Транспортный вариант вертолета МИ-8 имеет грузовую кабину объемом около 23 м' с большим грузовым люком, усиленным полом, узлами швартовки грузов и т.п. Кабина оборудована грузовыми створками и трапами и, кроме того, имеет сдвижную дверь по левому борту, а вдоль бортов установлены 24 откидных сиденья.

Транспортные и пассажирские варианты вертолета по желанию заказчика могут быть оснащены системой внешней подвески грузоподъемностью 3000 кг и лебедкой с бортовой стрелой, позволяющей поднимать на борт на режиме висения грузы весом до 150 кг. 
В транспортном варианте кабина имеет сдвижную дверь по левому борту и грузовой люк с открывающимися створками в задней части фюзеляжа. Для загрузки колесной техники имеются трапы с регулируемой колеей.

По всему миру конструированием, сборкой и производством многотонников занимаются около двадцати компаний. Из-за огромных размеров и большого веса машины не используются на дорогах, а к месту работы их доставляют в разобранном виде.

Рис 1.1. Вертолет Ми-8

 

 

 

 

 

Конструкция

Вертолет выполнен по одновинтовой схеме с рулевым винтом, двумя ГТД и трехопорным шасси.

Фюзеляж вертолета каркасной конструкции, состоит из носовой и центральной частей, хвостовой и концевой балок. В носовой части размещена трехместная кабина экипажа, состоящего их двух летчиков и бортмеханика. Остекление кабины обеспечивает хороший обзор, правый и левый сдвижные блистеры снабжены механизмами аварийного сбрасывания. В центральной части размещена кабина размерами 5.34 х 2.25 х 1.8м в транспортном варианте с грузовым люком со створками, увеличивающими длину кабины до 7.82м, и центральной сдвижной дверью размерами 0.62 х 1.4м с механизмом аварийного сбрасывания; на полу грузовой кабины расположены швартовочные узлы и электролебедка, а над дверью установлена стрела электролебедки. Грузовая кабина рассчитана на перевозку грузов массой до 4 т и снабжена откидными сиденьями для 24 пассажиров, а также узлами для крепления 12 носилок. В пассажирском варианте кабина имеет размеры 6.36 х 2.05 х 1.7м и 28 кресел, установленных по два с каждого борта с шагом 0.74м и проходом 0.3м; в задней части кабины справа расположен гардероб, а в задней части створок сделан проем под заднюю входную дверь, состоящую из створок и трапа.

Хвостовая балка клепаной конструкции балочно-стрингерного типа с работающей обшивкой, снабжена узлами для крепления управляемого стабилизатора и хвостовой опоры.

Стабилизатор размером 2.7м и площадью 2м2 с профилем NACA 0012 однолонжеронной конструкции, с набором нервюр и дюралюминиевой и полотняной обшивкой.

Шасси трехопорное, неубирающееся, передняя опора самоориентирующаяся, с двумя колесами размерами 535 х 185мм, главные опоры форменного типа с жидкостно-газовыми двухкамерными амортизаторами и колесами размерами 865 х 280мм. Хвостовая опора состоит из двух подкосов, амортизатора и опорной пяты; колея шасси 4.5м, база шасси 4.26м.

Несущий винт с шарнирным креплением лопастей, гидравлическими демпферами и маятниковыми гасителями колебаний, установлен с наклоном вперед 4° 30'. Цельнометаллические лопасти состоят из прессованного лонжерона из алюминиевого сплава АВТ-1, упрочненного наклепом стальными шарнирами на вибростенде, хвостового отсека, стального наконечника и законцовки. Лопасти имеют прямоугольную форму в плане с хордой 0.52м и профилями NACA 230 с относительной толщиной от 12% до 11.38% и геометрической круткой 5%, окружная скорость концов лопастей 217м/с, лопасти снабжены визуальной системой сигнализации о повреждении лонжерона и электротепловым противообледенительным устройством.

Рулевой винт диаметром 3.9м трехлопастный, толкающий, с втулкой карданного типа и цельнометаллическими лопастями прямоугольной формы в плане, с хордой 0.26м и профилем NACA 230M.

Силовая установка состоит из двух турбовальных ГТД со свободной турбиной ТВ2-117АТ Санкт-Петербургского НПО им. В.Я.Климова взлетной мощностью по 1250кВт на Ми-8Т или ТВЗ-117МТ — по 1435кВт на Ми-8МТ, АМТ и МТБ, установленных сверху фюзеляжа и закрытых общим капотом с открывающимися створками. Двигатель имеет девятиступенчатый осевой компрессор, камеру сгорания кольцевого типа и двухступенчатую турбину. Длина двигателя 2.835м, ширина 0.547м, высота 0.745м, масса 330кг. Двигатели снабжены пылезащитными устройствами.

Топливная система состоит из расходного топливного бака емкостью 445л, левого подвесного бака 745 или 1140л, правого подвесного бака 680 или 1030л дополнительного бака 915л в грузовой кабине.

Трансмиссия состоит из главного, промежуточного и хвостового редукторов, валов тормоза, несущего винта. Главный редуктор ВР-8А трехступенчатый, обеспечивает передачу мощности от двигателей, имеющих скорость вращения выходных валов 12000 об/мин, к несущему винту со скоростью вращения 192 об/мин, рулевому винту — 1124 об/мин и вентилятору — 6021 об/мин для охлаждения, маслорадиаторов двигателей и главного редуктора; общая емкость маслосистемы 60кг.

Управление дублированное, с жесткой и тросовой проводкой .и гидроусилителями, приводимыми от основной и дублирующей гидросистем. Четырехканальный автопилот АП-34Б обеспечивает стабилизацию вертолета в полете по крену, курсу, тангажу и высоте. Основная гидравлическая система с рабочим давлением 4.5МПа обеспечивает питание всех гидроагрегатов, а дублирущая, с давлением 6.5МПа, - только гидроусилителей.

Оборудование. Система отопления и вентиляции обеспечивает подачу подогреваемого или холодного воздуха в кабины экипажа и пассажиров, противообледенительная система защищает от обледенения лопасти несущего и рулевого винтов, передние стекла кабины экипажа и воздухозаборники двигателей.

Оборудование для полетов по приборам в сложных метеорологических условиях днем и ночью включает два авиагоризонта АРБ-ЗК, два указателя частоты вращения НВ, комбинированную курсовую систему ГМК-1А, автоматический радиокомпас АРК-9 или АРК-У2, радиовысотомер РВ-3.

Связное оборудование включает командные УКВ-радиостанции Р-860 и Р-828, связные КВ-радиостан-ции Р-842 и "Карат", самолетное переговорное устройство СПУ-7. На Ми-8Т имеется аппаратура речевых сообщений РИ-65 для оповещения экипажа об аварийных ситуациях в полете. На военных вариантах Ми-8МТустановлены станция ИК-помех "Липа", экранно-выхлопное устройство для подавления ИК-излучения двигателей, контейнеры с ЛЦ, кабина экипажа бронирована.

По желанию заказчика устанавливается система внешней подвески грузов: тросовая на 3000кг и шарнирно-маятниковая на 2500кг и лебедка грузоподъемностью 150кг.

Вооружение. На военных вариантах используется пулемет калибром 12.7 или 7.62мм в носовой подвижной установке, строенные держатели на форменных пилонах по бокам фюзеляжа для установки до шести блоков НАР с размещением сверху до шести ПТУР на направляющих рельсах. На пилонах могут подвешиваться также контейнеры с пулеметами или пушками, а в блистерах и боковых проемах грузовой кабины могут устанавливаться на шкворнях пулеметы и гранатометы.1

Рис. 1.2. Компоновочная схема вертолета.

1-передняя нога шасси; 2-носовая  часть фюзеляжа; 3, 24-сдвижные блистеры; 4-крышка люка выхода к двигателям; 5, 21-главные ноги шасси; 6-капот  обогревателя КО-50; 7, 12-подвесные  топливные баки; 8-капоты; 9-редук-торная  рама; 10-центральная часть фюзеляжа; 11-крышка люка в правой грузовой  створке; 12, 19-грузовые створки; 13-хвостовая  балка; 14-стабилизатор; 15-концевая балка; 16-обтекатель; 17-хвостовая опора; 18-трапы; 20-щиток створки; 23-сдвижная дверь; 25-аварийный люк-окно.

Производство

Вертолеты Ми-8 являются наиболее распространенными в мире транспортными вертолетами, уступая только легким многоцелевым и транспортным Bell UH-1 "Iroquois" и "Huey". Всего произведено более 8000 вертолетов Ми-8 на Казанском вертолетном заводе и авиационном заводе в Улан-Удэ, из которых более 2000 экспортированы более чем в 40 стран мира, где половина из них еще находится в эксплуатации.

На сегодняшний день заводы по производству Ми-8 ОАО «Улан-Удэнский авиационный завод» и ОАО «Казанский вертолетный завод», входящие в состав холдинга «Вертолеты России» стабильно функционируют и загружены заказами на производство данных вертолетов на 2 года вперед. При этом работы по модернизации данной машины непрерывно продолжаются.

Таблица 1

Признаки наукоёмкого машиностроения для выбранного объекта

Признак наукоёмкости	Пояснение
Уникальные узлы	Трансмиссия, двигатель, на каждом двигателе стартёр-генератор, автоматические системы управления и безопасности
Высокая стоимость	От 3 млрд. рублей
Безопасность эксплуатации	Системы безопасности вертолета: датчик аварийного остатка топлива, система предупреждения  об опасном сближении с другим воздушным средством, система предупреждения столкновения с землей, противопожарная система и другие. При отказе одного из двигателей в полёте другой двигатель автоматически выходит на повышенную мощность, при этом горизонтальный полёт выполняется без снижения высоты.
Функциональнаяи структурная избыточность	Введении резервных элементов и устройств, предназначенных для замены отказавших; в применении схем автоматического контроля параметров устройства в процессе его работы и схем автоматической подстройки параметров устройства
Разнообразие условий эксплуатации	В обычных условиях, в условиях низких температур, в сложных метеорологических условиях
Большие затраты на этапе эксплуатации	Дорогое обслуживание, детали, сложность транспортировки

 

 

2. Функциональный анализ  изделия

Таблица 2

Функциональный анализ вертолета Ми-8

№ Функции	Функция конечного изделия	Подфункция	Технические решения	Система (блок, модуль), отвечающая за выполнение функции
F1	Выполнение полета			Вертолет
F1.1		Поддержание в воздухе	Передача трансмиссией мощности от двигателя к несущему винту	Несущий винт, трансмиссия, двигатель
F1.2		Перемещение в воздухе	Передача трансмиссией мощности от двигателя к несущему  и рулевому винтам	Несущий винт, рулевой винт, трансмиссия, двигатель
F1.3		Обеспечение дальности полета	Хранение топлива и очистка в фильтрах	Топливные баки, расходные баки
F1.4		Расход топлива	Бесперебойная подача горючего в двигатели	Система расхода топлива
F1.5		Определение навигационных параметров и ориентации летательного аппарата	Пилотажно-навигационная система	Автономное пилотажно-навигационное средство (ПНС-А)
F1.6		Обеспечение безопасности		Системы безопасности вертолета
F1.6.1		Аварийный уровень топлива	Передача сигнала в кабину и автоматическая передача радиосигнала	Датчик аварийного остатка топлива
F1.6.2		Избегание столкновения с другим воздушным средством	Использование системы TCAS	Система предупреждения об опасном сближении с другим воздушным средством
F1.6.3		Избегание столкновения с землей	Использование системы TAWS	Система предупреждения столкновения с землей
F1.6.4		Полет в сложных метеорологических условиях	Система полета по приборам сложных метеорологических условиях	Включает два авиагоризонта АРБ-ЗК, два указателя частоты вращения НВ, комбинированную курсовую систему ГМК-1А, автоматический радиокомпас АРК-9 или АРК-У2, радиовысотомер РВ-3.
F1.6.5		Обеспечение пожаротушения	Выдача сигнала датчиками сигнализации в исполнительный блок, взрыв пиропатронов в огнетушителях, распыление жидкости через форсунки в горящем отсеке.	Противопожарная система
F1.6.6		Взлет и посадка	Опускание и подъем шасси	Шасси
F1.6.7		Катапультирование	Выстреливание катапультируемого кресла	Катапультная система
F2	Управление полетом			Система управления вертолетом
F2.1		Обеспечение электропитания	Подача электропитания от генератора к центральному РУ	Генераторы электропитания
F2.2		Обеспечение связи	Прием радиоволн	Радиостанции
F2.3		Маневренность	Частота вращения винтов и изменение положения лопастей	Несущий винт, рулевой винт
F3	Обеспечение жизнеспособности экипажа			Система жизнеобеспечения
F3.1		Обеспечение воздухом	Подача кислорода экипажу	Кислородная система
F3.2		Обеспечение требуемой температуры	Регулировка температуры с помощью кондиционера	Система кондиционирования воздуха
F4	Боеспособность
F4.1		Обеспечение поражения цели	Пополнение боеприпасами	Орудие (многоканальные пушки)
F4.2		Устойчивость к обстрелу		Специальный материал обшивки