Вертолёт 1999 04

За полвека существования фирмы был накоплен конструкторский опыт, создана мощная материальная база: опытное производство, оснащенное современным оборудованием, летно-испытательный центр, лаборатории, испытательные стенды. К концу 50-х годов в ОКБ Н.И.Камова были освоены методы проведения статических, динамических и частотных испытаний планера, построены и введены в действие такие уникальные сооружения, как электровинтовой стенд для аэродинамических исследований лопастей, натурный стенд отработки силовых установок, стенд для испытаний трансмиссии и ряд стендов для ресурсных испытаний агрегатов соосных вертолетов. Только для испытаний отдельных узлов несущей системы было создано десять стендов, в том числе стенд, имитирующий нагрузки комлевых узлов лопастей с рукавами крепления к втулкам в трех плоскостях, ресурсно-усталостный стенд, позволяющий испытывать полностью собранную систему управления несущими винтами соосного вертолета. Созданы программы обеспечения отдельных показателей качества, образованы организационные структуры, нацеленные на решение задач безопасности полета, отказобезопасности, надежности, качества изготовления агрегатов и узлов. Придать этим работам завершенность позволило включение в единую систему деятельности серийных заводов и отраслевых НИИ.

Главной проблемой, которую должна была решать созданная система, была проблема надежности конструкции. Необходимо было провести всесторонний, повторяющийся на различных этапах проектирования и доводки анализ прочности силовой конструкции и анализ отказобезопасности функциональных систем (рис. 1). На начальной стадии проектирования принимаются наиболее очевидные решения и устанавливается перечень вопросов, требующих дополнительного изучения, так называемый «Перечень расчетных случаев». По каждому расчетному случаю разрабатывается план дальнейших работ. Таким образом, на каждом этапе процесс сопровождается изменениями конструкции, расчетами и испытаниями.

Что касается функциональных систем, то повышенное внимание было уделено проблеме отказобезопасности. С этой целью результаты анализа отказных состояний, полученные при использовании метода «сверху вниз», сопоставляются с результатами покомпонентного анализа, проводимого методом «снизу вверх» (метод разработан автором совместно со старшим научным сотрудником ЛИИ Г.С.Борисовым). Последний включает в себя рассмотрение единичных, в том числе «спящих» отказов, отказов типа «общая точка», «каскад» и «зонный анализ» (рис. 2). В этой работе принимают участие не только конструкторы, инженеры и летчики ОКБ «Камов», но и специалисты ЦАГИ, ГосНИИ ГА, ЛИИ, эксперты АР МАК, разработчики основных комплектующих изделий. По крайней мере в этой области сложившийся в советские времена мощный концерн авиационной промышленности продолжает действовать.

Особая проблема — ранжирование элементов конструкции по степени критичности. Применительно к критичным элементам, отказ которых приводит к катастрофическим последствиям, разрабатывается «План критичных частей», который учитывает как отечественный опыт, так и указания европейских норм JAR-29 (параграф Х-602 и рекомендательный циркуляр к нему). Как правило, для критичных элементов назначается безопасный по условиям усталости ресурс и применяется процедура его поэтапного увеличения. В чертежах такие элементы выделяются специальным штампом, предусматривается маркировка критичных деталей, сохранность которой обеспечивается на протяжении всего периода эксплуатации. Для критичных деталей конструкторы устанавливают перечень критичных параметров, технологи разрабатывают особо ответственные технологические процессы, осуществляется 100 %-ный контроль качества изготовления со стороны служб ОТК и военной приемки, причем последняя выполняет также роль независимой инспекции АР МАК применительно к продукции гражданского назначения.

В процессе анализа надежности осуществляются:

- оптимизация резервирования функциональных систем;

- «выжигание» общих точек;

- усиление слабых мест силовой конструкции;

- ранжирование элементов конструкции по степени их важности;

- формирование перечней обязательных замен элементов в эксплуатации и при ремонте;

- назначение методов эксплуатации агрегатов и покупных изделий;

- проверка достаточности и совершенствование систем индикации и сигнализации отказов;

- разработка или уточнение рекомендаций по действиям экипажа в особых ситуациях;

- установление рационального объема и периодичности различных видов технического обслуживания;

- обоснование состава технических «аптечек» и норм расхода запасных частей.

Рис. 1. Обеспечение надежности

Рис. 2. Анализ отказов

Таким образом, анализ надежности не только способствует совершенствованию конструкции, но одновременно служит научно-технической основой руководств по летной и технической эксплуатации, карт регламентных работ, инструкций по поддержанию летной годности, руководств по ремонту.