ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Основой силовой установки вертолета является двигатель. На вертолеты могут устанавливаться различные типы двигателей: поршневые, турбовинтовые, газотурбинные,
пульсирующие и др. На вертолеты, имеющие механический привод к несущему винту (или винтам), устанавливаются либо поршневые, либо турбовинтовые двигатели.
В настоящее время на большинстве эксплуатирующихся вертолетов как у нас, так и за границей устанавливаются поршневые двигатели воздушного охлаждения.
Основными особенностями эксплуатации силовых установок на вертолетах по сравнению с самолетами являются:
— более длительная работа двигателя на повышенных режимах и использование при эксплуатации более узкого диапазона мощностей;
— запуск и прогрев двигателя без нагрузки (при выключенной трансмиссии) на валу двигателя;
— включение и выключение трансмиссии вертолета при работающем двигателе.
Кроме того, эксплуатация силовых установок вертолетов имеет ряд существенных особенностей, которые определяются вибрационными нагрузками, изменяющимися по частоте и амплитуде, но постоянно воздействующими на силовые установки вертолетов в полете.
При изложении материала данного параграфа за основу взято описание эксплуатации силовых установок с поршневыми двигателями; там, где будет говориться о других двигателях, будут делаться соответствующие оговорки.
Опыт эксплуатации легких и средних вертолетов с поршневыми двигателями, например таких, как Ми-1 или Ми-4, показал, что в течение установленного двигателю ресурса его наработка при эксплуатации вертолета в среднем составляет:
Указанные соотношения могут несколько изменяться в зависимости от характера выполняемых вертолетами заданий (полеты в горах, по кругу и т. п.), но в среднем приведенные выше соотношения сохраняются.
Анализируя эти цифры, можно заметить, что наработка двигателей вертолетов на взлетном и номинальном режимах достигает 30%, а на транспортных самолетах с поршневыми двигателями наработка на тех же режимах составляет не более 10—15%.
Сравнивая использование мощности двигателей на вертолетах и на выполняющих подобные задания транспортных самолетах, можно видеть, что на вертолетах в основном используется диапазон повышенных мощностей (от 0,8 номинальной до взлетной), а на транспортных самолетах мощности 0,5—0,6 номинальной. Это определяется природой вертолета как летательного аппарата, постоянно требующего приводить во вращение с достаточной скоростью несущий винт для сохранения необходимой силы тяги, на что требуется мощность относительно большая, нежели для поддержания самолета в режиме горизонтального полета.
Все элементы силовых установок вертолетов при работе несущего винта постоянно испытывают дополнительные вибрационные нагрузки от действия неуравновешенных полностью сил, возникающих при вращении несущего винта. В результате воздействия этих переменных, периодически изменяющихся сил на различные конструктивные элементы силовых установок в последних создаются усталостные напряжения. что может привести к возникновению трещин, особенно в агрегатах силовых установок, узлах и деталях, конструкция которых имеет резкие изменения жесткости, сварку и другие концентраторы напряжения (отверстия и т. п.), а именно: в подредукторных и подмоторных рамах, трубопроводах, фермах крепления радиаторов, выхлопных коллекторах, противопыльных фильтрах и др. Строгое соблюдение установленного порядка и объема осмотров указанных агрегатов, узлов и деталей в процессе эксплуатации вертолета может обеспечить выявление усталостных трещин и позволит своевременно принять меры для предотвращения поломки деталей.
На амплитуду и частоту вибраций конструкции вертолета существенно влияет работа несущего винта, двигателя И других агрегатов вертолета, могущих служить источником вибрации. При недостаточно тщательной их регулировке могут возникнуть резонансные колебания, которые вызовут чрезмерные напряжения, способные привести конструкцию к разрушению.
