Вертолеты: жизненный цикл по стандартам и по понятиям

Е.Матвеев
Евгений Матвеев,
кандидат технических наук,
старший научный сотрудник

Урок первый. Сегодня техническая безграмотность расцвела «буйным цветом». Незнание основных понятий и положений эксплуатации авиационной техники (АТ) никого не удивляет. Напротив, говорить об ошибках стало неприлично. Звонкие словосочетания используют «направо и налево», никто особенно не задумывается об их содержании.

Одним из таких «искаженных» понятий стал жизненный цикл летательного аппарата (ЖЦ ЛА). Что же это такое – жизненный цикл вертолета (семейства)? В процессе развития техника проходит определенный цикл (последовательность) стадий (этапов), получивший название жизненный. Жизненный цикл вертолета (ЖЦВ) – это период времени с момента принятия решения о проведении НИР по разработке концепции и изысканию научно технических путей создания образца до момента снятия его с эксплуатации (или гибели). Обратите внимание, ЖЦ семейства начинается с «чистого листа» – с решения о научно-технической проработке, а заканчивается – завершением эксплуатации (прекращением использования по назначению) последнего ЛА данного семейства (и утилизацией). Снятие с эксплуатации может быть по усталостному принципу (ресурсу/сроку службы), экономической нецелесообразности или по моральному износу. Жизненный цикл вертолета характеризуется процессами последовательного изменения состояния ЛА и состоит из пяти стадий разной продолжительности и стоимости.

Все стадии взаимоувязаны как прямыми, так и обратными связями.

1. Стадия исследования и обоснования разработки: научно-технические исследования и разработка ТТЗ на аванпроект (выполняется заказчиком); разработка аванпроекта (выполняется разработчиком; заказчик осуществляет научное сопровождение); разработка ТТЗ на ЛА (выполняется заказчиком; ТТЗ согласовывается с разработчиком).

Этой стадии предшествует этап предварительных исследований (НИР, диссертации). Цель – выработка общественного мнения о путях развития ЛА. На 1-й стадии вырабатывается концепция, обосновываются требования к ЛА и определяется первый вариант рационального облика.

2. Стадия разработки (ОКР выполняются разработчиком; заказчик осуществляет научное сопровождение).

Этапы:

— разработка эскизного проекта; разработка макета ЛА в натуральную величину (вместе с расчетами и экспериментальными материалами проводится с целью проверки соответствия разрабатываемого образца требованиям ТТЗ);

— разработка рабочей конструкторской документации (РКД);

— изготовление опытного образца (опытной партии) (производится в кооперации опытных и серийных предприятий);

— летные испытания ЛА, проводятся в два этапа: летно-конструкторские испытания, проводимые разработчиком (головным исполнителем) с участием заказчика и государственные испытания, проводимые заказчиком с участием исполнителя;

— корректировка РКД, доработка ЛА и постановка на производство.

На 2-й стадии происходит уточнение и поиск рационального варианта реализации требований и создание материального облика ЛА. Первые две стадии ЖЦВ иногда объединяют стадией создания. Необходимо отметить, что стадия создания ЛА играет особую роль в процессе развития семейства, поскольку ошибки, допущенные на этой стадии, практически непоправимы в будущем. Продолжительность стадий создания ЛА 7-15 лет (Т семейства – до 20 лет и более; затраты составляют 4-15% общих затрат ЖЦВ).

3. Стадия серийного производства (выполняется исполнителем; заказчик осуществляет сопровождение в части приемки техники). Серийное производство включает ряд последовательных этапов: подготовка и освоение производства; контрольные испытания одного или нескольких ЛА из числа первых; поставка; эксплуатационные испытания. Продолжительность производства ЛА – дни и месяцы, (Т семейства – 5-10 (30) лет, затраты – 25-30%).

4. Стадия эксплуатации включает всю совокупность мероприятий, направленных на поддержание технически исправного состояния ЛА, приведение его в заданное состояние готовности, применение по назначению, а также доработку и текущий ремонт. Продолжительность стадии эксплуатации 20-30 (40) лет (Т семейства – более 50 лет; затраты – 50-70%). Эксплуатация – самая продолжительная и дорогостоящая стадия, на которой реализуются возможности, поддерживаются и восстанавливаются эксплуатационные характеристики (качество). Качество эксплуатации определяется совокупностью выполняемых работ и решаемых вопросов на всех стадиях ЖЦВ.

5. Стадия капитального ремонта. Цель – восстановление работоспособности и ресурса ЛА. В течение жизненного цикла капитальный ремонт проводится несколько раз. Продолжительность стадии капитального ремонта ЛА – месяцы (Т семейства – 10-20 (30) лет, затраты – 10-15%). Весь жизненный цикл вертолета может достигать солидного возраста – до 40-50 лет и более. И еще, если взглянуть на АТ, как на комплекс, ЖЦВ расширяет границы, включая те же стадии, что и цикл ЛА, плюс периоды разработки, производства и эксплуатации средств наземного обслуживания, а также строительства аэродромов…

Итак, жизненные циклы не стоят на месте. Сегодня мы наблюдаем новые тенденции сокращения первых стадий создания, увеличения продолжительности стадии эксплуатации и размывания стадии капитального ремонта, одновременно – роста расходов на эксплуатацию, ремонт и модернизацию… Мы продолжаем.

Урок второй. Когда речь заходит о развитии авиационной техники, мы часто пользуемся такими терминами и определениями, как семейство, тип, модель, модификация, модернизация, вариант изготовления или применения и др., особенно не задумываясь над их содержанием. Поэтому, к сожалению, часто путаем эти понятия, причем на самых разных уровнях. Причин тому несколько (не будем углубляться), назову лишь одну: желание казаться лучше, чем есть на самом деле. «130 модификаций» (Ми-8Т АВ, АД, АИ, АК, АР, АТС, БТ, ВД, ИВ, КП, ПА, ПГ, ПП, ПС, СМВ, СПА, СМТ, ТВ, ТЗ, ТК…) из этой «оперы». Итак, что же такое тип, модификация… вертолетов.

Тип. Тип изделия (вертолета) – классификационная группа изделий (вертолетов) одного вида, сходных по назначению, принципам действия, конструктивному исполнению и номенклатуре параметров, имеющих присвоенное в установленном порядке обозначение. Типовая конструкция – конструкция образца (типа) авиационной техники, отраженная в его конструкторской и эксплуатационной документации, одобренная в соответствии с процедурами Авиационных Правил и удостоверенная Сертификатом типа. Изделия, образующие совокупность в рамках типа, именуются модификациями.

Модификация вертолета. Термин «модификация» имеет два значения:

– видоизменение предмета или явления, не затрагивающие его сущности (процесс обновления);

– предмет или явление, подвергшееся такому видоизменению.

К сожалению, неоднозначность приводит к путанице понимания. Не добавляют однозначности нормативные документы. В АП-21 модификация рассматривается как процесс видоизменения в рамках одной и той же типовой конструкции вертолета. Модификация по АП 21 – это любое главное, второстепенное, акустическое или эмиссионное изменение типовой конструкции образца АТ, касающееся его летной годности или затрагивающее его характеристики, влияющие на окружающую среду, или комплектующего изделия.

Однако не любое изменение (изменение заклепки, дверной ручки или технологического процесса…) может стать модификацией (развитием типа). Модификация (если это не процесс обновления), а сам ЛА (вертолет), отличается от базового (исходного) одним или несколькими из следующих признаков:

– более высоким техническим совершенством (за счет обновления частей ЛА);

– областью применения (по дальности и высоте полета, метеорологическим условиям, возможности поражения и т.п.);

– целевым предназначением или специализацией (был истребитель, стал истребителем-бомбардировщиком и т.п.).

Здесь появляется необходимость классификации изменений. Нам предлагают разделение на «главные» и «второстепенные». Главное изменение – модификация, которая существенно влияет на летную годность образца или его воздействие на окружающую среду. Второстепенное изменение – модификация, которая не оказывает существенного влияния… А что такое «существенно» и «не существенно»? К сожалению, нет четких границ.

Читаем дальше. Окончательное решение по трактовке Авиационных правил, применяемых Авиарегистром…, принимает Авиарегистр. Получается, окончательное решение принимает один, а расплачивается другой. На деле за «вакханалию с модификациями» платим мы с вами. Модификации (главные изменения) отличаются от базовой выпускаемой документацией (как правило, тип – технические условия; модификация – дополнение к ТУ, комплектация уточняется согласительным протоколом и т.д.), объемами выполняемых работ и испытаний. В рамках одного типа все модификации являются равнозначными. Если типовая конструкция подлежит полному объему испытаний, то главные (модификации) и второстепенные изменения распространяются на все семейство. И, конечно, модификации различаются принятыми обозначениями (при обозначении индексов модификация понимается как вариант типовой конструкции (Ми-24А, Ми- 24У, Ми-24Д, Ми-24В, Ми-24П…). А что делать с «второстепенными» изменениями?

В рамках одной модификации могут быть различные варианты изготовления вертолета (грузовой, пассажирский, конвертируемый). И, наконец, в зависимости от варианта применения (выполняемых задач) варианты изготовления могут различаться комплектацией. Комплектация дополнительного и съемного оборудования варьируется в границах опционного оборудования типовой конструкции. В результате получается «дерево»: тип Ми-Х – модификации Ми-Х-Х – варианты изготовления Ми-Х-Х-Х – комплектации Ми-Х-Х-Х-Х. Если в начале развития вертолетостроения упор был на серийное производство – типы и модификации, то сегодня фокус сместился в малосерийное (порой штучное) производство – варианты изготовления и применения. Новый тип рождается из модификаций (которая оказалась настолько удачной, что у нее появились свои модификации). Модификации порождают семейство.

Семейство образуют: базовый (исходный) вертолет и его модификации. Семейство данного типа или нескольких семейств однотипных ЛА, созданных на единой научно-технической основе, в свою очередь, образуют поколение. Примеры поколений: Ми-1, Ми-4 – первое; Ми-6, Ми-2, Ми-8Т – второе; Ми-8МТВ-1 Ми-24В, Ка-27/32 – третье…

Модернизация и модификация. Когда модификация рассматривается как непрерывный процесс обновления, подменяется понятие модернизации. Модификация – это «срез» процесса модернизации. Модернизация – более широкое понятие, чем цепочка отдельных модификаций (в процессе модернизации АТ появляются не только новые модификации…). Модернизация и модификация (как последовательность модификаций) – это закономерный, планомерный процесс эволюционного развития техники.

Путь модификаций – это объективный и рациональный путь развития, который проходит каждый тип, поскольку позволяет с малыми временными и экономическими затратами улучшать свойства и создавать ЛА с улучшенными свойствами. Наглядный пример развития легендарной «восьмерки», Ми-8МТ, стал дальнейшим развитием вертолета Ми-8Т (Ми-8) и получил существенные конструктивные отличия: двигатели (вместо ТВ2-117 – ТВ3-117МТ); вспомогательная силовая установка АИ-9В; главный редуктор ВР-14, хвостовой редуктор под рулевой винт обратного вращения, промежуточный редуктор, усиленная хвостовая трансмиссия, система электроснабжения, новое радиоэлектронное оборудование и т.д.

В свою очередь Ми-8МТВ-1 – двигатели (вместо ТВ3-117 III серии – ТВ3-117ВМ), рулевой винт с уширенной хордой, система СППУ, изменена приборная доска. В результате у вертолета существенно улучшились летно-технические характеристики, увеличились статический и практический потолок, возросла грузоподъемность в горной местности, в итоге расширились тактико-технические характеристики, изменилась летная и техническая эксплуатация. Революционный путь развития вертолетов реализуется тогда, когда эволюционный путь себя исчерпал. Начинается он в некоторый будущий момент времени, назначенный директивно на основе научных исследований и работ конструкторских бюро. Развитие ЛА определенного типа характеризуется эволюцией семейства и революционной заменой одного семейства другим – перспективным.

В разговоре о жизненном цикле, типе, модификациях… использовались материалы Л.В. Мышкина и Л.В. Парфененко

Ваш комментарий будет первым

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика