CC BY
5
УДК 629.735.45
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-183-142
ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ ВЕРТОЛЕТА
А.Н. Дергачев
В данной статье отражена методика формирования системы геометрических ограничений при разработке вертолетов. В основе методики заложен синтез предъявляемых требований в части обеспечения эксплуатации на морских судах, транспортабельности и вместимости грузовой (транспортной) кабины вертолета. Универсальность данного подхода позволяет адаптировать сформированную систему геометрических ограничений к вертолетам различного назначения, как к разрабатываемым вновь, так и к модернизируемым. Данная методика позволяет определить общие геометрические характеристики вертолета, номенклатуру агрегатов, требующих упрощения процедуры монтажно-демонтажных работ отдельных агрегатов и снижения периодичности их осмотра и работ по обслуживанию, а также конфигурацию средств наземного и палубного обслуживания вертолета и рекомендуемые места их установки.
Ключевые слова: вертолет, разработка авиационной техники, проектирование, геометрические ограничения, транспортабельность, компоновка агрегатов.
Формирование системы геометрических ограничений является многоступенчатым процессом. Как и любой процесс проектирования, разработка образцов авиационной техники требует анализа предъявляемых требований. В первую очередь, на габаритные характеристики разрабатываемого вертолета оказывают требования по численному составу летного экипажа. Наличие дополнительного члена экипажа, его выполняемые функции и требования к рабочему месту определяют минимальные потребные объемы. Помимо размещения членов экипажа, потребные объемы грузовой (транспортной) кабины определяются исходя из габаритных размеров транспортируемого груза или целевого оборудования (с учетом средств его погрузки и швартовки), а также транспортировки пассажиров. Размеры грузовой (транспортной) кабины дополняются необходимым количеством проемов дверей, при этом размеры проемов должны обеспечивать удобство решаемых задач. К полученным объемам добавим целевое оборудование в спецотсек вертолета (например, внешняя грузовая подвеска, водоливное устройство, сбрасываемые средства спасения или дополнительные топливные баки). К полученным объемам добавим габариты крупногабаритных агрегатов - редуктора и двигателей. Результаты представлены на рис. 1. Формирование предварительных габаритных характеристик транспортной кабины, размещения топливных баков, двигателей и редуктора позволяют на ранних этапах проектирования обеспечить выполнение минимальных требований по назначению разрабатываемого вертолета.
Рис. 1. Формирование габаритов транспортной кабины, спецотсека, двигателей и редуктора
На геометрический облик вертолета также значительное влияние оказывают внешние ограничения. Для вертолетов палубного базирования основные ограничения определяются размерами взлетно-посадочной площадки (ВППл) и габаритами ангара. При этом стоит учитывать, что размеры ВППл определяют общие габариты вертолета, а размеры ангара требуют реализации технических решений по
138
уменьшению габаритов вертолета. Особенность определения габаритных характеристик вертолета при размещении в ангаре заключается в необходимости обеспечения проходных и стояночных зазоров (рис. 2).
Также необходимо учесть возможность изменения высоты вертолета в процессе эксплуатации (за счет выработки топлива и демонтажа съемного оборудования, изменение клиренса при буксировке вертолета или обеспечения установки оборудования в нижней части фюзеляжа, рис. 2 поз. 12).
Рис. 2. Формирование габаритов вертолета с учетом размера ВППл и доступных габаритов в ангаре: 1 - размеры вертолета, определяемые размерами ВППл; 2 - смещение габаритов вертолета при размещении центра тяжести вертолета в центре ВППл; 3 -ВППл; 4 - ограничительный брус ВППл; 5 - продольные стояночные зазоры при размещении вертолета в ангаре; 6 - поперечные и вертикальные проходные зазоры при закатке вертолета в ангар; 7 - допустимые габариты вертолета при закатке в ангар с учетом проходных зазоров; 8 - вертикальный стояночный зазор; 9 - поперечный стояночный зазор; 10 - допустимые габариты вертолета с учетом проходных и продольных стояночных зазоров; 11 - габариты вертолета, подлежащие уменьшению за счет складывания; 12 - изменение габаритов вертолета за счет изменения выходов штоков амортстоек; 13 - лебедка системы буксировки; 14 - трос системы буксировки; 15 - допустимая высота препятствий; 16 - высота буксировочного устройства;
17 - требуемые зазоры до конструкции фюзеляжа
Определенные граничные габаритные характеристики вертолета, размещенного в ангаре требуют дальнейшей корректировки с учетом действующих требований. Например, в соответствии с [2, п. 4.2] проходные и стояночные зазоры должны обеспечиваться при полностью выдвинутых амортстойках шасси. Для приведения ограничений высоты вертолета из допустимой высоты вертолета вычтем значения максимального выхода зеркал штоков амортстоек шасси. У вертолетов различных типов возможность и значения принудительного изменения выхода штоков амортстоек может отличаться. В качестве примера рассмотрим следующие состояния выходов штоков амортстоек, отраженные в таблице.
Состояния выходов штоков амортстоек вертолета
№ состояния Изменение выхода штоков передних амортстоек Изменение выхода штоков основных амортстоек
1 Не предусмотрено 150 мм
2 Не предусмотрено 280 мм
3 150 мм 150 мм
4 150 мм 280 мм
5 свободное положение шасси свободное положение шасси
Стоит отметить, что состояния 1-4 зависят от характеристик гидросистемы вертолета, а состояние 5 обеспечивается подъемом вертолета на гидроподъемники. В случае необходимости обслуживания амортстоек или колес шасси вертолета в корабельных условиях достаточно обеспечить зазор до 20 мм между пневматиком шасси и палубой.
Габариты, подлежащие уменьшению (рис. 2, поз. 11) подразумевают в процессе проектирования реализацию технических решений, позволяющих обеспечить минимизацию габаритных характеристик вертолета за счет складывания штанги приемника воздушного давления (ПВД), хвостовой балки вертолета и т.д. При этом, в случае необходимости проведения отдельных работ по обслуживанию вертолета в ангаре (например, в период экспедиции) возможно проработать потребные объемы ангара.
Смещение габаритов вертолета при его размещении на ВППл играет важное значение на этапе разработки вертолета с учетом прогнозирования периодичности и методов технического обслуживания вертолета в определенных условиях (рис. 3)
Рис. 3. Размещение вертолета на ВППл
Одним из этапов формирования системы геометрических ограничений является проработка обеспечения транспортабельности вертолета. В качестве примера рассмотрим ограничения, определяемые габаритными характеристиками транспортной кабины грузового самолета. На формирование геометрического облика вертолета оказывает влияние допустимые габариты грузы, диапазон перемещения грузоподъемных средств, угол наклона и длина рампы. Особенностью данного моделирования является ограничение габаритных характеристик подготовленного к транспортированию вертолета. Результаты предварительной проработки отражены на рис. 4.
Рис. 4. Моделирование габаритов вертолета с учетом габаритов грузовой кабины самолета: 1 - поверхность земли; 2 - габариты грузовой кабины транспортного самолета; 3 - допустимые габариты груза; 4 - грузовые электротельфера в крайнем положении; 5 - положение крюков грузовых электротельферов в максимально поднятом положении; 6 - требуемое положение задних такелажных узлов вертолета при погрузке (выгрузке); 7 - рампа транспортного самолета;
8 - зазор между рампой и вертолетом перед погрузкой; 9 - требуемые проходные зазоры при погрузке (выгрузке) вертолета; 10 - клиренс вертолета; 11 - проекция проема грузовой кабины
транспортного самолета
Особенностью погрузки (выгрузки) вертолета в грузовую кабину самолета в большинстве случаев заключается в необходимости неоднократного подъема носовой (хвостовой) части вертолета и смещением вперед (назад) до достижения заднего такелажного узла крайнего положения электротельферов. Данная особенность оказывает влияние на обеспечение габаритных характеристик носовой и хвостовой части фюзеляжа, а также определяет отдельные участки фюзеляжа, в пределах которых необходимо обеспечить выполнение монтажно-демонтажных работ агрегатов вертолета с минимальной трудоемкостью и исключить необходимость выполнения технологических операций требующих обособленных условий (например, нанесение герметика). Процесс моделирования перемещений вертолета в процессе погрузки позволит сформировать геометрические ограничения нижней части фюзеляжа вертолета.
140
Аналогичным способом осуществляется проработка размещения подготовленного к транспортированию вертолета другими видами транспорта. По результатам отдельных проработок формируется единая система геометрических ограничений (рис. 5). Совокупность сформированных ограничений на ранних стадиях проектирования позволяют заложить такие конструкторские решения как:
- обеспечение складывания хвостовой балки для минимизации габаритов вертолета при хранении;
- определение наиболее критичных элементов фюзеляжа вертолета и оборудования, требующих снижения трудоемкости выполнения монтажно-демонтажных работ;
- определения мест герметизации отсеков (соединений) с исключением сложных технологических процессов (например, замена герметика);
- формирование требований к гидросистеме вертолета (в части обеспечения изменения клиренса);
- определение номенклатуры агрегатов, требующих дистанционной диагностики (при помощи бортовых и переносных систем) или снижения периодичности проверок, в т.ч. осмотра.
Рис. 5 Объединенная система геометрических ограничений: 1 - результат моделирования габаритных характеристик вертолета при размещении в ангаре; 2 - результат моделирования габаритных характеристик для обеспечения транспортабельности; 3 - результат моделирования при размещении вертолета на ВППл и в ангаре; 4 - проекция высоты подготовленного к транспортированию вертолета на общие допустимые габариты вертолета
Основным преимуществом данной системы является универсальность при идентичных условиях эксплуатации вертолетов различных типов. В большинстве случаев к вертолетам предъявляются унифицированные требования, в частности - обеспечения транспортабельности конкретными видами и типами транспорта, размеры вертолетных площадок и ангары адаптированы под эксплуатацию конкретных существующих типов авиационной техники. При применении серийных агрегатов и приборов позволяют на ранних этапах проектирования спрогнозировать потребные размеры отсеков и лючков (с уточнением на дальнейших этапах проектирования) или сформировать требования к массогабаритным характеристикам вновь разрабатываемых или модернизируемых агрегатов. Помимо конструктивной части вертолета применение данной методики позволяет сформировать требования к конфигурации средств наземного и палубного обслуживания и места их установки (буксировочные и рулежные водила, гидроподъемники, швартовочные приспособления и т.д.).
Список литературы
1. ГОСТ Р 58849-2020 Авиационная техника гражданского назначения. Порядок создания. Основные положения. М., 2020.
2. Общие авиационные требования к средствам обеспечения вертолетов на морских судах и приподнятых над водой платформах. М., 1990.
3. Приложение 14 к Конвенции о международной гражданской авиации, т. 2 «Вертодромы», 5-е изд. Монреаль: ИКАО, 2020.
4. Куприков М.Ю. Структурно-параметрический синтез геометрического облика самолета при «жестких» ограничениях: Учебное пособие. М.: Изд-во МАИ, 2003. 64 с.
141
Дергачев Антон Николаевич, аспирант, banderos1225@mail.ru, Россия, Москва, Московский авиационный институт (государственный исследовательский университет)
FORMATION OF A SYSTEM OF GEOMETRIC CONSTRAINTS IN THE PROCESS OF HELICOPTER DEVELOPMENT A.N. Dergachev
This article reflects the methodology of forming a system of geometric constraints in the development of helicopters. The methodology is based on the synthesis of the requirements in terms of ensuring operation on sea vessels, transportability and capacity of the cargo (transport) cabin of the helicopter. The versatility of this approach makes it possible to adapt the formed system of geometric constraints to helicopters for various purposes, both newly developed and modernized. This technique makes it possible to determine the general geometric characteristics of the helicopter, the nomenclature of units requiring simplification of the installation and dismantling procedures of individual units and reducing the frequency of their inspection and maintenance work, as well as the configuration of the helicopter's ground and deck maintenance facilities and recommended places for their installation.
Key words: helicopter, development of aviation equipment, design, geometric constraints, transportability, assembly of units.
Dergachev Anton Nikolaevich, postgraduate, banderosl225@mail.ru, Russia, Moscow, Moscow aviation institute (national research university)
УДК 621.396
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-2-142-146
АНАЛИЗ ПОТРЕБНОСТИ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ МЧС В ГАРНИТУРАХ СВЯЗИ
П.Э. Сухинин, А.Н. Тархов
Проводится анализ потребности подразделений МЧС России в гарнитурах связи и перспективность внедрения телефонно-ларингофонной гарнитуры в арсенал снаряжения МЧС.
Ключевые слова: гарнитура связи для МЧС, ларингофон, защитное снаряжение.
В настоящее время в ритмично развивающемся мире информационных и коммуникационных технологий имеется потребность в обеспечении качественными средствами связи различных видов деятельности человека. На сегодня почти ни один род деятельности не обходится без коммуникации. Коммуникация внутри той или иной структуры, а также между структурами является важным аспектом слаженной работы. В зависимости от рода работ, от внешних условий, в которых производится деятельность, и, что немало важно, от экстремальности данных условий, будет зависеть то, какой способ коммуникации будет использоваться по ходу выполнения профессиональных задач.
В большинстве своем человечество создало все условия для того, чтобы та или иная деятельность осуществлялась в максимально безопасной и комфортной обстановке для самого человека. Огромное число компаний ведет работу в офисах, в помещениях, на дому. В данных условиях для связи достаточно телефона, либо простейшей офисной, носимой телефонно-микрофонной гарнитуры. Однако, существует немалый ряд структур, где деятельность человека протекает в экстремальных, или в близких к экстремальным условиям. В случае с последними, сотрудникам необходимо иметь более сложную аппаратуру для связи. Примером такой структуры служит МЧС России. Ключевая задача МЧС - спасение жизней. Следовательно, в данной работе крайне важна оперативная и качественная связь. Спасатели МЧС выполняют свою работу в различных экстремальных условиях. Это и режим чрезвычайных ситуаций, и природных катаклизмов.
Тушение пожаров служит ярким примером работы в экстремальных температурных условиях. Данный фактор вносит свои коррективы в обеспечение безопасности самого сотрудника спасательной службы посредством защитного снаряжения различного рода, а также в архитектуру средств связи, конструкция которых должна отвечать не только требованиям по качеству связи, но и повышенным требованиям по надежности и эргономичности.
АО "ОКБ "Октава" (особое конструкторское бюро) проектирует, внедряет и производит устройства и системы для работы в составе средств связи. Организация предлагает широкий набор изделий, конструкция которых ориентирована на эксплуатацию в различных сферах деятельности человека. Речь идет о сухопутной, морской, космической, авиационной связи, связи для спецслужб.
