Вертолет, 2010 №01

Когда мы, как нам казалось, научились правильно конструировать с учетом усталости, встал вопрос, как же назначать ресурс этим конструкциям. Приходится опять сослаться на практику самолетостроения. Как я понимаю, величина ресурса назначалась на основе опыта эксплуатации аналогичных конструкций и в итоге получалось, что обеспечение статической прочности давало хорошие ресурсы для самолетов. Вместе с тем, всегда можно было организовать так называемую лидерную эксплуатацию. Ее смысл заключался в том, что группа самолетов той или иной конструкции опережала по налетам самолеты основного парка. Лидерная эксплуатация имела смысл потому, что сравнительно небольшое рассеяние характеристик выносливости в зоне кривой Велера, актуальное для самолетов, позволяло считать эту группу репрезентативной для оценки долговечности всей серии. Иными словами, возникновение каких-либо неполадок в этой группе позволяло своевременно получать оценку и вносить изменения в конструкцию основной массы эксплуатирующихся машин. Такая же практика вначале применялась и для вертолетов. Однако рассеяние характеристик выносливости для парка одноименных вертолетов таково, что число часов до разрушения различных экземпляров этого парка может различаться в сотни и более раз. Поэтому с точки зрения назначения ресурса и обеспечения безаварийной эксплуатации по условиям усталостной прочности практика лидерной эксплуатации лишена смысла. Однако потребовалось довольно много усилий и времени, чтобы эта практика прекратилась (необходимость лидерной эксплуатации определялась отнюдь не только разработчиками авиатехники).

Однако ресурсы назначать надо, поэтому пришлось на ходу вырабатывать схему действий, которая позволяла бы назначать достаточно надежные ресурсы и в то же время не «зарезала» их. Разумеется, мы не были единственными, кто был озабочен проблемами ресурса. Пришлось переработать и переосмыслить почти все, что было наработано в самых разных областях техники, и приспособить к нашим потребностям.

По существу, мы решали триединую задачу. Первое: испытания агрегатов не должны задерживать эксплуатацию, а потому их нужно проводить в весьма ограниченные сроки на заметно больших нагрузках, чем в реальной эксплуатации. Второе: необходимо научиться пересчитывать результаты на реальные условия. Третье: необходимо научиться воссоздавать как можно более точно всю необходимую комбинацию нагрузок, для чего требуется построить специальные стенды.

Для обеспечения безопасности эксплуатации пришлось научиться применять достижения теории вероятности и представления о поведении материалов и конструкций во всем диапазоне циклов нагружения. Не обошлось и без разработки концепций, и, хотя их можно упрекнуть в недостаточной строгости и обоснованности, они позволили создать достаточно стройную систему. Надо сказать, что эти концепции не «железобетонные» и поэтому требуют от специалистов и сейчас высокой квалификации в каждом конкретном случае. Над вопросами обеспечения безопасности эксплуатации вертолетов работали не только мы. Успешно работала группа отделения прочности ЦАГИ под руководством А.Ф. Селихова. Результаты этой работы оказались для нас чрезвычайно важными.

По инициативе Михаила Леонтьевича на всех серийных заводах в составе ОТК были созданы лаборатории усталостных испытаний, которые ежегодно проверяли задаваемый уровень усталостной прочности. Надо сказать, что Казанский вертолетный завод быстрее всех откликнулся на этот новый подход и освоил такие испытания. Началось с лопастей, а затем распространилось на другие вертолетные агрегаты. Работа с казанским заводом всегда проходила в атмосфере взаимной заинтересованности в общем успехе. Наверное, поэтому на КВЗ впоследствии и появились свои кадры, которые смогли начать успешное проектирование своих собственных вертолетов. «Ансат» тому хорошее подтверждение.

Ми-6 – первый вертолет с крылом

О важности «прочностного» проектирования