УСТАНОВКА НЕСУЩЕГО ВИНТА НА ВЕРТОЛЕТ
Монтаж втулки и лопастей
Несущий винт до его установки на вертолет хранится в разобранном виде — отдельно втулка винта и отдельно лопасти. Действующие правила эксплуатации допускают установку на одну и ту же втулку различных комплектов лопастей, что обеспечивается соответствующим подбором допусков при их изготовлении. Это облегчает организацию эксплуатации, так как при выходе из строя лопастей винта, что возможно чаще, чем появление неисправностей во втулке, достаточно заменить только комплект лопастей, не прибегая к смене втулки
Каждый комплект лопастей несущего винта подбирается индивидуально, а поэтому и установка лопастей на вертолет в эксплуатации производится только комплектно. В комплекте лопасти нумеруются.
В настоящее время на вертолетах различных типов, находящихся в эксплуатации, устанавливаются в большинстве случаев лопасти смешанной конструкции (рис. 5), имеющие стальной лонжерон из высокопрочной легированной стали и деревянный силовой набор (нервюры и стрингеры). Обшивка таких лопастей делается частично из фанеры, частично из полотна. Для придания обшивке достаточной гладкости и сохранения необходимых геометрических форм внешняя ее поверхность грунтуется и окрашивается лакокрасочными покрытиями (нитроэмалями или перхлорвиниловыми покрытиями). Передняя кромка лопастей для повышения прочности защищается металлической оковкой.
До установки на вертолет каждый комплект лопастей содержится в специальном приспособлении, предохраняющем лопасти от повреждений. Наиболее распространенное приспособление представляет собой стеллаж с вырезами по форме лопасти (рис. 6). Лопасть, на которую надет сухой чехол, устанавливается в вырез носком вниз так, чтобы опоры выреза приходились на места прохождения нервюр. По длине лопасти делается равномерно три — четыре таких опоры.
Помещение, в котором хранятся лопасти указанным выше способом, должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к складам для авиационных деталей смешанной конструкции.
Втулки несущих винтов изготовляются из стали различных марок и до установки на вертолет хранятся в законсервированном виде на складах наравне с другими авиационными деталями металлической конструкции.
Для установки на вертолет втулка несущего винта расконсервируется, с ее внешней поверхности смывается консервирующая смазка, после чего внешним осмотром проверяется исправность шарниров, ограничителей свеса и других деталей втулки. В случае исправности втулки она монтируется на вал верхнего (главного) редуктора. После монтажа втулки на нее навешиваются лопасти, которые затем крепятся к втулке.
Навеска лопастей должна обязательно проводиться с учетом нумерации их в комплекте, так как допуски на отклонения положения центра тяжести относительно носка или веса лопастей бывают различными. Если лопасти будут установлены на вертолет не в порядке нумерации, то это неизбежно приведет к возникновению значительных вибраций при опробовании несущего винта в работе.
Если комплект лопастей до установки на вертолет хранился длительное время на складе и нет полной уверенности в том, что продольная и поперечная балансировка лопастей не нарушена, то следует произвести проверку их статической уравновешенности. Порядок выполнения этой работы излагается ниже, при описании обслуживания несущего винта в процессе эксплуатации.
При установке лопастей на легкий вертолет не приходится прибегать к средствам механизации: его лопасти мо- гут установить один — два человека. У тяжелых вертолетов вес каждой лопасти составляет 100 кг и более, и поэтому вручную их монтировать крайне трудно. Для этих целей применяется ряд приспособлений, одно из которых изображено на рис. 7. Оно представляет собой специальную подвеску, в которую вкладывается лопасть. При помощи подъемного крана лопасть, находящаяся в подвеске, вплотную подводится своей комлевой частью к втулке и подвешивается к ней. При отсутствии подъемного крана иногда приходится и тяжелые лопасти монтировать вручную. Для этого лопасть укладывается на маты, установленные на высокие стремянки, и затем подвешивается к втулке. Если нет высоких стремянок, го монтаж лопастей можно производить с фюзеляжа (у двухвинтового вертолета) или с хвостовой балки (у ОДНОВИНТОВОГО вертолета).
Следует заметить, что установка лопастей несущего винта требует хорошей слаженности в работе участников монтажа.
После установки лопастей перед опробованием несущего винта необходимо проверить.надежность работы шарниров втулки, состояние ограничителей свеса лопастей и работу гасителей колебаний вертикальных шарниров.
Проверка работы гасителей колебаний вертикальных шарниров
Гасители колебаний вертикальных шарниров служат для гашения свободных колебаний лопасти в плоскости вращения при работе несущего Бинта, а также для смягчения рывков и предохранения лопасти от поломок при включении трансмиссии и изменении режима работы двигателей.
В эксплуатации имеются фрикционные и гидравлические гасители колебаний вертикальных шарниров. Несмотря на то что с точки зрения сохранения регулировки в процессе эксплуатации фрикционные гасители менее удобны, большая простота их конструкции и меньший вес по сравнению с гидравлическими гасителями обеспечили им наибольшее распространение.
Гасители колебаний имеют определенный момент затяжки, величина которого зависит от геометрических размеров и веса лопастей, а также от мощности установленного на вертолете двигателя. Фрикционные гасители колебаний регулируются при помощи изменения затяжки имеющегося в них набора трущихся дисков. Для обеспечения правильной работы несущего винта величина затяжки фрикционных дисков должна соответствовать расчетной величине и быть одинаковой для каждой из лопастей. Неравномерная затяжка на лопастях набора дисков гасителей вызывает в полете колебания лопастей в плоскости вращения, что проявляется в виде вибрации вертолета и подергивания ручки управления циклическим шагом. Это явление объясняется периодическим изменением сил, действующих на лопасть в плоскости вращения при работе несущего винта.
Из теории несущего винта известно, что в плоскости вращения на лопасть действуют центробежная сила сопротивления воздуха QCOnp, а также поворотные (кориолисовы) силы FnoBt возникающие в результате махового движения лопасти (рис. 8). Поворотные силы при вращении винта изменяются не только по величине, но и по направлению. Так, при взмахе лопасти вверх эти силы направлены в сторону вращения, а при опускании лопасти в сторону, противоположную вращению.
В результате действия перечисленных выше сил происходит периодический изгиб лопасти в плоскости вращения. Вертикальный шарнир (ВШ) разгружает корневое сечение лопасти от больших изгибных напряжений, но приводит к смещению лопасти относительно его оси на некоторый угол, называемый углом отставания ? (рис. 9).
На режиме осевой обдувки несущего винта (висение, вертикальный взлет) угол отставания остается постоянным. На режиме косой обдувки (например, в горизонтальном полете) вследствие периодического изменения аэродинамических и кориолисовых сил (даже при постоянном числе оборотов) угол отставания периодически меняется, т. е. лопасть испытывает колебания относительно вертикального шарнира. Чем больше отношение скорости поступательного полета к окружной скорости вращения несущего винта, тем больше амплитуда колебаний лопасти относительно вертикального шарнира. На рис. 10 показано изменение угла отставания по азимуту при различных скоростях полета. Колебательное движение лопасти относительно вертикального шарнира вызывает появление новых инерционных сил, действующих в плоскости вращения перпендикулярно оси лопасти. Эти силы изменяются также периодически соответственно характеру изменения угла отставания.
Эти колебательные движения лопасти в плоскости вращения и демпфируются гасителями колебаний. Для этой цели гасители колебаний каждой из лопастей должны иметь строго определенную и одинаковую характеристику демпфирования.
У фрикционных гасителей колебаний эта характеристика определяется величиной момента трения фрикционных дисков, которая зависит от состояния их поверхности (износа, наличия влаги и т. д.), что в свою очередь зависит от срока службы работы несущего винта, изменения температуры и влажности наружного воздуха, от качества технического обслуживания.
Поэтому инструкциями по эксплуатации вертолетов предусмотрена проверка работы гасителей колебаний не только после установки нового несущего винта, но и в процессе эксплуатации вертолета — каждый раз при подготовке его к полету, чтобы предотвратить возникновение опасных автоколебаний вертолета.
Опыт эксплуатации вертолетов показал, что наиболее простым и удобным способом проверки затяжки гасителей колебаний в эксплуатации является измерение (при помощи динамометра) силы, необходимой для перемещения лопасти относительно оси вертикального шарнира при заторможенной трансмиссии. Для этого на лопасть в определенном месте надевается лямка с динамометром (рис. 11) и измеряется усилие поворота каждой лопасти в плоскости вращения. Измерение производится как по ходу вращения, так и против вращения лопастей; за конечный результат принимается полусумма замеренных усилий в двух направлениях. Полученная величина должна соответствовать расчетной (она указывается в инструкции по эксплуатации) и быть одинаковой для всех лопастей. На вертолетах Ми-4, например, эта величина, измеренная на расстоянии примерно 4/б радиуса лопасти от оси вращения, равна 16,5—17 кг.
Чтобы получить правильные и объективные показатели затяжки гасителей колебаний, надо учитывать, что эта величина изменяется в зависимости от температуры фрикционных дисков. Поэтому окончательную проверку затяжки следует проводить после опробования трансмиссии (на прогретой трансмиссии), а перед каждым замером лопасть покачать из стороны в сторону несколько раз.
Если при проверке окажется, что на какой-либо из лопастей гаситель колебаний имеет недостаточную или чрезмерную затяжку, следует изменить его регулировку, после чего проверку повторить.
