CC BY
183
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Эксплуатация воздушного транспорта
УДК 629.735.017.1.083
АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СОТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ САМОЛЕТОВ ИЛ-86 И МЕРЫ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ
С.А. ГОССЕН
Статья представлена доктором технических наук, профессором Пивоваровым В.А.
В статье приведен результат анализа повреждений сотовых конструкций самолетов Ил-86. Приведены меры по их устранению.
Конструкция планера самолета Ил-86, изготовленная с применением сотовых конструкций, рассматривалась по составным частям: сотовые панели крыла, элероны, спойлеры, тормозные щитки, руль высоты, руль направления.
Для решения практических задач эксплуатации удобно располагать общей картиной о повреждаемости элементов конструкции планера самолета. Изменение начальных свойств и состояния элементов конструкции самолета является одной из причин потери им работоспособности. Оценка этого процесса может быть выполнена посредством анализа параметров дефектов (вид, размеры), обнаруживаемых на протяжении всего периода эксплуатации ВС.
Общее представление о повреждаемости конструкции планера самолета позволяет выбрать правильные корректирующие мероприятия по предотвращению отказов, аварийных ситуаций и катастроф.
С целью установления фактического состояния сотовых конструкций самолетов Ил-86 были обобщены результаты выполнения Указания Государственной Службы Гражданской Авиации Минтранса России №24.10-109ГА от 09.09.03 г в части контроля агрегатов сотовых конструкций самолетов Ил-86. Указание было выпущено в связи с имеющимися случаями разрушения в полете агрегатов сотовых конструкций Ил-86 и обнаруженными в условиях эксплуатации значительными по размерам отслоениями обшивки от сотового заполнителя.
Количественный анализ проводился с целью выявления картины распределения дефектов по отдельным типам сотовых конструкций планера ВС.
Результаты обработки собранной в авиакомпаниях информации по разовому осмотру в соответствии с указанием №24.10-109ГА сведены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты оценки повреждаемости сотовых конструкций самолетов Ил-86
№ п/п Бортовой номер Принадлежность Элемент планера Кол. дефектов, шт.
Всего Сверх доп.
1 86062 УВАУ ГА Закрылок внутренний 3 0
2 86122 «Крас Эйр» Замечаний нет 0 0
3 86143 Замечаний нет 0 0
4 86926 Замечаний нет 0 0
5 86137 Замечаний нет 0 0
6 86145 Закрылок внутренний 1 1
7 86061 «Пулково» Закрылок внутренний 5 2
Закрылок внешний 5 2
Элерон 3 0
8 86063 Закрылок внутренний 1 0
Продолжение табл. 1
Закрылок внешний 2 0
Элерон 1 0
Руль высоты 1 0
Руль направления 2 0
9 86070 Закрылок внутренний 2 0
10 86073 Закрылок внутренний 3 2
11 86092 Руль направления 1 0
Закрылок внешний 1 1
12 86094 Элерон 1 0
Руль высоты 1 0
13 86106 Элерон 2 0
Сотовые панели крыла 10 2
14 86139 Замечаний нет 0 0
15 86142 «Ист Лайн» Замечаний нет 0 0
16 86144 Замечаний нет 0 0
17 86078 «Уральские авиалинии» Замечаний нет 0 0
18 86093 Замечаний нет 0 0
19 86114 Замечаний нет 0 0
20 86140 На внутренних и наружных закрылках -*
21 86141 На внутренних и наружных закрылках -*
Закрылок внутренний 1 0
22 86123 «ВАСО» Закрылок внешний 1 0
Спойлер 1 0
Руль высоты 1 0
23 86115 Элерон 2 0
24 86065 Внутренний закрылок 12 4
Внешний закрылок 17 7
25 86081 Внешний закрылок 4 3
26 86084 Внутренний закрылок 1 1
Элерон 1 0
27 86085 Внешний закрылок 5 0
Руль высоты 2 2
28 86089 Замечаний нет
29 86091 Замечаний нет
30 86104 Закрылок внешний 3 3
«Сибирь» Элерон 6 4
Закрылок внутренний 1 0
31 86107 Закрылок внешний 5 0
Руль высоты 9 2
Руль направления 1 0
32 86109 Замечаний нет
33 86112 Закрылок внутренний 3 0
Сотовая панель крыла 5 0
34 86120 Закрылок внутренний 1 1
Продолжение табл. 1
Крыло 3 0
Элерон 1 0
35 86054 Закрылок внутренний 1 0
Стабилизатор 1 1
Руль высоты 1 0
36 86058 Хранение 0 0
Внутренний закрылок -*
37 86066 Внешний закрылок -*
Руль высоты -*
Руль высоты 1 0
38 86075 Хранение 0 0
39 86079 Закрылок внутренний 1 0
Руль высоты 0 0
ОАО «Аэрофлот» Крыло 1 0
Элерон 1 0
Тормозной щиток 1 0
40 86087 Руль высоты 2 0
Стабилизатор 2 0
Руль направления 1 0
41 86088 Хранение 0 0
42 86095 Закрылок внутренний 1 0
43 86096 Замечаний нет 0 0
44 86103 Руль направления 2 0
Руль высоты 1 0
45 86110 Руль высоты 2 0
46 86113 Крыло 2 0
47 86124 Замечаний нет 0 0
Тормозной щиток 1 0
48 86056 Элерон 2 0
НАКР Узбекистан Руль высоты 1 1
49 86064 Замечаний нет 0 0
50 86090 Замечаний нет 0 0
Итого: 156 39
* - Дефекты устранены согласно РЭ 51.12.00, 51.13.00, 51.14.00.
На диаграмме (рис. 1), составленной по результатам разового осмотра самолетов Ил-86, наглядно видно, что больше половины дефектов приходится на закрылки - 52% (внутренние и внешние по 24% и 28% соответственно).
Также по результатам видно, что из всего количества обнаруживаемых дефектов примерно 25% превышают допуски на ремонт, разрешенные РТЭ самолета Ил-86. Новые сотовые конструкции весьма дорогие, а в некоторых случаях они уже не выпускаются. Необходимо разрабатывать технологии по восстановлению сотовых конструкций. Эти работы желательно проводить в эксплуатации с целью сокращения непроизводственных потерь.
Информация, поступившая от эксплуатантов самолетов Ил-86, не имеет единообразия, так как собиралась несистематизированно. Необходимо создавать и внедрять базу данных для систематизированного учета и разработки мероприятий по восстановлению сотовых конструкций.
Закрылок Стабилизатор Руль высоты Руль
внутренний 13%
24%
Рис. 1. Распределение дефектов сотовых конструкций на самолете Ил-86, обнаруженных в результате выполнения указания
По результатам контрольно-восстановительных работ при выполнении ТО-10000 (работы выполнялись в ОАО «ВАРЗ-400») на самолете Ил-86 №86121 на сотовых конструкциях были обнаружены следующие типовые дефекты:
- отслоения 22,5% (отремонтировано 100%);
- вмятины 67,5% (отремонтировано 67,5%, остальные допущены к дальнейшей эксплуатации без ремонта);
- пробоины 10% (отремонтировано 100%).
Элементы сотовых конструкций с дефектами самолета Ил-86 №86121 при выполнении Т0-10000 в процентном соотношении распределились следующим образом (рис. 2). Из них:
Руль
2,5% 12,5%
Рис. 2. Распределение дефектов сотовых конструкций на самолете Ил-86 №86121
при выполнении Т0-10000
На диаграмме (рис. 2), составленной по результатам выполнения Т0-10000 на самолете Ил-86, приведено соотношение поврежденных сотовых конструкций. Повреждения распределились более равномерно.
Собранная статистика в а/к «Сибирь» позволила более детально изучить повреждения сотовых конструкций. Ниже приводятся результаты обработки информации по 10 самолетам Ил-86 а/к «Сибирь».
1600
1400
" 1200 2
« 1000 ш
£ 800 §■ 600 £ 400
200 0
3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Наработка, ч
Рис. 3. Закономерность накопления отслоений в сотовых конструкциях Ил-86 в зависимости от наработки в полетах
у = 9,4511х + 63,061 Р2 = 0,0023
----------♦
♦
♦
______________________________|^1
-I-----%---♦ ♦ $---,----------------*Ь_
13 14 15 16 17 18 19
Срок службы, лет
Рис. 4. Закономерность накопления отслоений в сотовых конструкциях Ил-86
в зависимости от срока службы
В качестве параметров повреждения сотовых конструкций принята площадь дефекта. С точки зрения теории вероятности эту величину можно считать случайной. Были получены числовые характеристики указанной величины - среднее арифметическое значение и стандартное отклонение. Анализ показал, что значения стандартного отклонения случайной величины (площади дефекта) того же порядка, что и значения среднего арифметического случайной величины, что говорит о большом рассеянии характеристик. Также коэффициент достоверности аппроксимации в наилучшем случае на два порядка меньше единицы.
Для установления вероятностной зависимости величины параметров дефектов сотовых конструкций и срока службы (ресурса в полетах) самолета необходимо установить закон распределения этих величин. Причиной большого разброса данных может быть недостаточное количество исследуемых значений. Для продолжения анализа необходимо дополнение информации о дефектах сотовых конструкций.
1600 п
1400
сч
<5 1200
" 1000 ш
£ 800 | 600 С 400 200 0
12
у = 0,0272х + 25,705 Р = 0,0119
Однако имеется тенденция к увеличению площади дефектов, как с увеличением числа полетов, так и с увеличением срока службы. Из рис.3 и рис.4 видно, что многие дефекты превышают размеры, ремонтируемые в эксплуатации согласно РТЭ-86.
Предлагается использование при ремонте сотовых конструкций клеев холодного отвердения, которые не требуют применения дорогостоящих автоклавов и вакуумных печей. Использование клеев холодного отвердения (ВК-27 или перспективного ВК-67) по прочностным характеристикам не уступает клеям горячего отвердения.
Рассмотрим пример ремонта отслоения двух обшивок от сот (рис. 5), технологически состоящего из следующих типовых операций:
1. Удаление обшивки, имеющей большие отслоения от сот. 2. Зачистка клея на каркасе и сотовом заполнителе. 3. Подготовка обшивки или накладки под склеивание клеем ВК-27. 4. Удаление влаги из агрегата. 5. Подготовка каркаса. 6. Приклеивание обшивки к сотовому заполнителю и каркасу клеем ВК-27. 7. Установка крепежа. 8. Герметизация сотовых агрегатов. 9. Восстановление лакокрасочных покрытий.
Рис. 5. Ремонт сотовых конструкций
Ремонт при помощи клеев холодного отвердения в условиях эксплуатационного предприятия обеспечивает полное восстановление поврежденных сотовых конструкций при минимальных трудозатратах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Руководство по технической эксплуатации самолета Ил-86.
2. Кулачев А.П. Методы и средства анализа данных в среде Windows. Stadia., Изд 3-е перераб. и доп. -М.: Информатика и компьютеры, 1999.
3. Технологическая инструкция «Ремонт эксплутационных повреждений сотовых авиационных конструкций, выполняемый в условиях эксплуатирующих предприятий (для самолета Ил-76)» - 2002.
4. Берсудский В.Е., Крысин В.Н., Лесных С.И. Производство сотовых конструкций -М. Машиностроение,
1966.
IL-86 HONEYCOMB OPERATION DAMAGES ANALYZE AND IT’S ELIMINATION MEASURES
Gossen S.A.
In the article there is the result of analysis of honeycomb construction damage of aircraft I1-86. there are the measures of their elimination.
Сведения об авторе
Госсен Сергей Александрович, 1980 г.р., окончил МГТУ ГА (2003), аспирант кафедры двигателей летательных аппаратов МГТУ ГА, автор 1 научной работы, область научных интересов - эксплуатация воздушного транспорта, диагностика и восстановление авиационных конструкций.
