Материал: Противопожарные системы вертолета

При возникновении пожара в отсеках двигателей руководством по летной эксплуатации "глава 6.1" определены следующие действия:

Примечание. При обнаружении пожара в отсеках левого или правого двигателя необходимо перевести вертолет в режим аварийного снижения, выключить ненужные для завершения полета потребители электроэнергии, произвести посадку и обесточить вертолет.

При выключении двигателя характерны следующие признаки:

.        Изменение характера шума.

2.      Падения частоты вращения НВ.

.        Изменение углового положения "разблокировка": разворот и крен вправо, уменьшение угла тангажа.

С точки зрения аэродинамики следует пояснить следующее.

Из-за уменьшения мощности силовой установки и крутящего момента двигателя вызывает уменьшение реактивного момента от НВ. Под действием неуравновешенного момента от тяги рулевого винта нарушается путевое управление вертолета. Возникает разворот вправо.

Из-за появления левого скольжения и действия боковой обдувки, конус вращения НВ отклоняется вправо. Возникает правый крен.

При снижении частоты вращения НВ, вызванной рассогласованием потребной и располагаемой мощностей, уменьшается кабрирующий момент стабилизатора. Кроме этого, при просадке вертолета; увеличиваются углы атаки планера, что также уменьшает кабрирующий момент. Поэтому под действием неуравновешенного пикирующего момента, уменьшается угол тангажа вертолета.

Степень уменьшения частоты вращения НВ и разбалансировка вертолета зависят от исходного режима полета. Чем выше режим силовой установки, на котором произошел отказ двигателя, тем резче проявляются признаки отказа.

Работа автоматика двигателя обеспечивает поддержании η_нв в заданных пределах за счет вывода исправного двигателя на пониженный режим работы вплоть до взлетного. При работе двигателей на N ном частота вращения НВ первоначально падает до 90%, затем восстанавливается до 95% за время не менее чем через 6-8 с. В случае отказа на N дв>N ном частота вращения не восстанавливается без вмешательства пилота.

Работа автопилота обеспечивает демпфирование и угловую стабилизацию вертолета, но лишь в пределах возможностей регулирования.

Таким образом, работа автоматических систем облегчает задачу пилота по поддержанию η нв и балансировки вертолета на новом режиме полета. Однако это не исключает необходимости своевременных действий пилота.

4.1 Возможности выполнения полета с одним выключенным двигателем

После обнаружения пожара и его выключения пилот должен немедленно принять меры для выхода из аварийной ситуации. Действия пилота должны быть направлены: на восстановление частоты вращения НВ с минимальным временем задержки; устранение разбалансировки вертолета; перевод вертолета на наивыгоднейший режим полета; подбор площадки и наполнение посадки с коротким пробегом.

Эффективность и необходимая последовательность действий пилота зависят от режима полета по скорости и высоте в момент отказа двигателя.

В данной ситуации летные свойства вертолета будут зависеть от соотношения между располагаемой и потребной мощностями в режиме горизонтальном полета (баланса мощностей).

Для вертолета Ми-8 можно построить совмещенные графикипотр и Np, расчитанные для различных условий полета (масса, tнв, Нбар). На рисунке приводится характерный вид таких зависимостей:

Из графиков следует, что при уменьшении располагаемой мощности вдвое запас мощности практически исчезнет. Поэтому горизонтальный полет без снижения возможен при соблюдении следующих условий:

режим работы исправного двигателя взлетный;

скорость полета экономическая Vэк;

масса вертолета обеспечивает горизонтальный полет с одним двигателем.

На экономической скорости для полета требуется наименьшая мощность, а при использовании взлетного режима получается наибольший избыток мощности.

Определяющее влияние на потребную мощность Nпотр оказывает полетная масса. При различных значениях Нбар и tнв можно определить, при каких полетных массах графики Np и Nпотр имеют общую точку касания на Vэк при Nдв взлетного режима. Полученные данные позволяют построить графическую зависимость максимальной полетной массы однодвигательного горизонтального полета от Нбар, tнв. Эта Номограмма приводится в РЛЭ вертолета Ми-8 и используется при подготовке к полету над местностью, где исключена возможность посадки (водное пространство и т.п.).

Из Номограмм следует, что максимальная масса горизонтального полета Gмах, с одним двигателем соответствует tнв =0°С, при Hбар=0.1000 м и составляет 10700 кг.

4.2 Пожар одного двигателя на висении

Признаками возникновения пожара так же могут являться наиболее интенсивное падение оборотов НВ и разбалансировка вертолета. Так как при висении двигатели работают на предельном режиме, отказ одного из них приводит к быстрому снижению вертолета (вертикальная скорость при максимальном дефиците мощности наибольшая). Кроме того НВ имеет незначительный запас по шагу на подрыв.

В данной ситуации действия пилотов зависят от высоты висения на момент пожар в двигателе.

Выполнить посадку "под собой".

Н >5 м:

Парировать моменты разбалансировки;

Незначительно (на 1-2°) уменьшить ОШ НВ, не допуская снижения ниже 89%;

Придать вертолету поступательную скорость для улучшения условий "подрыва ОШ";

Начать энергичное увеличение ОШ с таким расчетом, чтобы к моменту приземления общий шаг был максимальным;

Ручкой циклического шага удержать вертолет от боковых перемещений;

Приземлить вертолет на основные колеса;

После приземления сбросить ОШ до минимального за время не менее 3-6 с.

4.3 Особенности выполнения осадки с одним выключенным двигателем

Заход на посадку и выполнение посадки с одним не выключенным двигателем по сложности практически не отличается от посадки с двумя не работающими двигателями. Однако на этапе торможения отсутствует запас мощности, который позволяет выполнить зависание и произвести посадку по-вертолетному. Для полного гашения вертикальной скорости необходимо использовать два резерва увеличения подъемной силы НВ: увеличения угла тангажа на кабрирование и взятие шага НВ с таким расчетом, чтобы к моменту приземления он был максимальным (φ_max =14°). Для увеличения угла тангажа необходим запас скорости вертолета, поэтому посадка должна выполняться по пологой траектории, с коротким пробегом.

Чтобы не допустить просадки вертолета, выдерживается определенный темп увеличения общего шага НВ. При наличии дефицита мощности работающий двигатель выводится на взлетный режим, когда вертолет находится на определенной высоте над площадкой, не достигнув ее поверхности. К этому моменту необходимо уменьшить поступательную скорость, которая обеспечила бы безопасное приземление и эффективность "подрыва ОШ".

Плавное увеличение шага НВ до максимального на этом этапе вызовет снижение оборотов НВ. На вертолете Ми-8, как исключение, допускается провал η нв при приземлении до 70% в течение 15 с. Это ограничение связано с тем, что при малых оборотах резко возрастают нагрузки на трансмиссию от крутящего момента двигателя.

Приземление вертолета производится на основные колеса шасси, при верхнем положении рычага шаг-газ для уменьшения длины пробега торможение вертолета производится несущим винтом и использованием тормозов колес.

Вывод: При выполнении посадки с одним выключенным двигателем необходимо учитывать возможности вертолета Ми-8, его посадочную массу и атмосферные условия: выбирать площадку, пригодную для пробега; иметь повышенную поступательную скорость (с учетом ветра) при меньших угле и вертикальной скорости; гашение скорости выполнять двумя ручками; своевременно начинать увеличение общего шага НВ и создание посадочного положения; использовать эффект воздушной подушки и" подрыва ОШ".

Необходимые действия пилота:

с высоты 100 м продолжить снижение по возможности против ветра;

Установить V_Y =2-4 м/с;

Обеспечить Vпp=80км/ч при ветре менее 5 м/с, 80-120 км/ч при ветре более 5 м/с;

С Н=40-50 начать плавное увеличение общего шага;

Обеспечивать ηнв не ниже 92%;

Приступить к одновременному уменьшению Vy и Vпр;

Выдерживать темп увеличения ОШ для вывода двигателя на Nвзл к высоте 10-15 м, а поступательную скорость относительно земли уменьшить до 15-20 км/ч;

Установить взлетный режим двигателю;

На H=5-10 м придать вертолету посадочный угол тангажа;

Повысить темп увеличения общего шага НВ;

На Н=0,5-1 м увеличить общий шаг НВ вплоть до максимального;

Произвести посадку на основные колеса шасси;

После приземления зафиксировать ОШ в максимальном положении;

РЦШ взять незначительно на себя от нейтрального положения;

После остановки вертолета установить РЦШ нейтрально;

Плавно уменьшить общий шаг НВ;

Вывести влево коррекцию.

обесточить вертолет.

покинуть вертолет.

Примечание: Длина послеосадочного пробега составляет от 0 до 30 м в штиль при массе вертолета 12000 кг. Посадочная дистанция с Н=15 м составляет при этом 115-85 м.

Глава 5. Сравнительный анализ летной эксплуатации противопожарного оборудования вертолетов Ми-8 и Ми-171 АМТ

После изучения и проведения сравнительного анализа противопожарного оборудования вертолетов Ми-8 и Ми-171 АМТ, удалось выявить следующие отличия:

На вертолете Ми-8 установлены два исполнительных блока типа ССП-ФК-БИ их количество составляет 36 термодатчиков типа ДТБГ последовательно соединенных между собой образуя 12 групп.

В отличии от Ми-8, на вертолете Ми-171 АМТ установлено 3 исполнительных блока типа ССП-ФК-БИ, а так же установлен двигатель АИ-, в нем расположены две дополнительных группы термодатчиков и таким образом их количество составляет 14 групп по три, типа ДПС-1АГ.

Так же на вертолете Ми-8 установлены огнетушители более ранней модели типа ОС-2 емкость которых составляет 2 литра. А на Ми-171 АМТ установлены огнетушители более поздней модели типа 1-1-4 и в связи с большим объёмом защищаемых отсеков их емкость составляет 4 литра.

На вертолете Ми-171 АМТ для своевременного привлечения внимания членов экипажа установлена система "Алмаз-УП", которая срабатывает при обнаружении пожара и подает информацию на телефон левого пилота, через УКВ радиостанцию в эфир. Затем электрический сигнал поступает и записывается в бортовой регистратор.

После тушения пожара на вертолете Ми-8т необходимо закрыть его противопожарный клапан вручную для обеспечения эффективности использования второй очереди при тушении пожара в другом отсеке и для закрытия клапана выключить выключатель противопожарной системы и затем вновь включить, клапан закрывается, табло гаснет и система вновь готова к работе. На вертолете Ми-171 АМТ всех этих действий выполнять ненужно.

Глава 6. Статистика и анализ отказов противопожарной системы

1. Вертолет Ми-8т №25643 Анарырского ОАО Магаданского УГА. Совершил вынужденную посадку вследствие срабатывания светосигнального табло "пожар" в отсеке правого двигателя через 4 минуты после взлета. Блок ССП-ФК-БИ снят по его неисправности после наработки 87 часов. Предполагается, что в условиях вибрации и пониженных температурах наружного воздуха блок мог явиться причиной срабатывания системы сигнализации и автоматической очереди пожаротушения. Рекомендовано ремонтным заводам ГА, ремонтирующих вертолёты Ми-8 ужесточить контроль технических параметров при отработке реле РПС-5 при их замене в процессе ремонта исполнительных блоков ССП-ФК-БИ.

. Вертолет Ми-8 №22338 Якутского УГА. В полете произошло разрушение СГО-30У, что привело к повышению температуры в отсеке редуктора, сработала автоматическая очередь пожаротушения. Промышленностью принято решение на разработку СГО-30 с сигнализатором разрушения подшипников.

. Вертолет Ми-8 №25683 Магаданского УГА совершил вынужденную посадку по причине ложного срабатывания системы пожаротушения в отсеке КО-50 из-за деформации термобатареи датчика и касания ее о корпус через 17 часов после ремонта на заводе № 73 ГА.

. Вертолет Ми-8 №25885 Приволжского УГА произвел вынужденную посадку из-за пожара в редукторном отсеке. При расследовании выявлено короткое замыкание силовых проводов генератора СГО-30У на корпус в следствии наличия влаги и грязи внутри корпуса фильтров ФГ-5.

. Вертолет Ми-8 №24670 84г. Сработала сигнализация и автоматическая очередь пожаротушения по причине попадания капель расплавленного метала на датчик 2-ой группы из-за сильного перегрева щита нижнего узла щеткодержателя генератора СГО-30У вследствие нарушения изоляции и короткого замыкания между соединительными шинами фаз С1 и С3.

. Вертолет Ми-8 №24610 Кременченского летного училища. Произошло срабатывание системы пожаротушения из-за наводок в цепях датчиков ППС при включении противообледенительной системы несущего винта. Дефект был выявлен при включении ПОС несущего винта при работающих двигателях и устранен разнесением жгута М-13 и силовых проводов ПОС НВ в месте их совместной прокладки.

. Вертолет Ми-8 81г. На заводе №41 ГА при ремонте в системе пожаротушения были установлены датчики другого типа, что привело к ложному срабатыванию сигнализации "пожар правого двигателя" в полете. Дефект допущен на заводе вследствие небрежного монтажа.

Заключение

Наибольшее срабатывание противопожарной системы происходит по причинам:

А. Различных замыканий в электросети.

Б. Снижении сопротивления изоляции различных проводов, подходящих к датчикам.

В. Попадание влаги и коррозии в разъемах сети и розетках датчиков.

Г. Снижение порога срабатывания исполнительного блока системы ССП-ФК.

В наши дни для улучшения технических характеристик и более лучшего обеспечения безопасности полетов конструкторы работают над различными модификациями противопожарного оборудования, например:

Бюллетень №2682-БУ от 21.08.2001г.

На вертолете Ми-8 находящихся в эксплуатации, имеются случаи ложного срабатывания системы ССП-ФК.

Настоящим бюллетенем предусматриваются введение схемы задержки в электросеть ППС ССП-ФК.

Задержка формируется реле порогом 0.6+ - 0.15 сек.

При поступлении на реле, импульсы напряжения длительностью менее 0.6 сек, который не является сигналом возникновения пожара, реле удерживается закрытым исключая включение сигнализации пожара и срабатывания огнетушителей первой очереди. Сигналом возникновения пожара длительностью более 0.6 сек обеспечивает открытие реле и выдачей сигнализации пожара и автоматической очередью.

Мера предъявляемая конструкторами повышает надежность работы противопожарной системы.

Межгосударственной авиационной комиссией с 1994 года по наши дни авиационных происшествий на вертолетах Ми-8т и Ми-171 АМТ связанных с неисправностями противопожарной системы не зафиксировано и таким образом можно сделать вывод что, противопожарное оборудование данных моделей вертолетов целиком выполняет поставленную перед ним задачу и полностью обеспечивает безопасность полетов и безотказную работу систем.

В ходе изучения эксплуатации оборудования противопожарных систем можно выделить, что эксплуатация ППС Ми-171 АМТ более упрощена в отличии от вертолета Ми-8т.

Список литературы

1. Системы оборудования ЛА. Под ред. А.М. Матвеенко. 2012

.В. В. Глухов, И.М. Синдеев.М. М. Шемаханов. Авиационное и радиоэлектронное оборудование ЛА.

. Вертолет Ми-8. Техническое описание. Внешторгиздат. Книга 4.

. Вертолет Ми-8. Временное руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию. Книга 3.