Научные основы и практические методы проведения экстренных авиационных работ с применением внешней подвески вертолетов

• Автор: Паршенцев, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 444 с. : ил.

1.1. Вводные замечания и постановка задачи

1.2. Исследование различных подходов к проблеме обеспечения динамической устойчивости системы ЭВСГГ1С
1.2.1. Системы автоматической стабилизации вертолета в полете с грузом на внешней подвеске

1.2.2. Методы и приемы пилотирования вертолета с грузом на внешней подвеске

1.2.3. Роль технических средств в стабилизации груза па внешней подвеске вертолета и методы их исследования
1.3. Анализ технических решений проблемы проведения транспортных, аварийновосстановительных аварийноспасательных работ с применением летательных аппаратов
1.3.1. Устройства для транспортировки людей и грузов на внешней подвеске летательного аппарата
1.3.2. Устройства для ликвидации аварийных разливов нефти с применением летательных аппаратов.
1.3.3. Технические средства и специальной оборудование летательных аппаратов для тушения пожаров с воздуха.
1.4. Анализ состояния нор.мативнопровавой базы регулирования деятельности авиации при выполнении авиационных работ с грузом на внешней подвеске.

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ВЕРТОЛЕТА С ГРУЗОМ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ В ОСОБЫХ СИТУАЦИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ
МЕТОДА МАТЕМАТИЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1. Вводные замечания.
2.2. Проверка адекватности математической модели .
2.2.1. Результаты проверки адекватности математической модели полета вертолета Ми
2.2.1.1. Оценка адекватности математической модели полета вертолета Ми8 с помощью статистических критериев
2.2.1.2. Оценка адекватности математической модели полета вертолета Ми8 эврсстическим методом.
2.2.2. Результаты проверки адекватности математической модели движения груза на внешней подвеске вертолета
2.3. Анализ динамики водосливного устройства на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы
2.3.1. Моделирование особых ситуаций при полете с водосливным устройством на внешней подвеске вертолета.
2.3.1.1. Встречный порыв ветра.
2.3.1.2. Боковой порыв ветра.
2.3.1.3. Вертикальный восходящий порыв ветра.
2.3.2. Разработка рекомендаций и предложений по летной эксплуатации вертолета одновинтовой схемы для тушения пожаров с применением водосливного устройства
2.4. Анализ динамики вертолетного контейнера быстрого реагирования на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы.
2.4.1. Определение аэродинамических характеристик вертолетного контейнера быстрого реагирования
2.4.2. Анализ результатов вычислительных экспериментов по моделированию динамики вертолетного контейнера быстрого реагирования на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы
2.4.3. Рекомендации и предложения по повышению динамической устойчивости вертолетного контейнера быстрого реагирования на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы.
Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ИЗ ЕМКОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ТРАНСПОРТИРОВКИ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ ВЕРТОЛЕТА СООСНОЙ СХЕМЫ.
3.1. Вводные замечания
3.2. Постановка задачи и формулировка физической модели распыления частиц с устройства на внешней подвеске вертолета
3.3. Моделирование индуктивного потока несущего винта и поля скоростей вокруг вертолета и устройства на его внешней подвески
3.4. Моделирование колебаний ВОП3 на внешней подвеске вертолета
3.5. Модель турбулентной атмосферы
3.6. Модель расчета траекторий частиц.
3.7. Проверка работоспособности предлагаемой методики моделирования разброса жидких и твердых частиц элементов, контейнеров с летательного аппарата
3.7.1. Оценка влияния турбулентности атмосферы и силы Магнуса на траектории частиц
3.7.2. Моделирование процесса обработки нефтяного пятна структурообразующей жидкостью из ВОП3 на внешней подвеске вертолета соосной схемы
3.7.3. Расчет разброса зажигательных элементов типа из емкости технического устройства в процессе его транспортировки па внешней подвеске вертолета соосной схемы.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСТРЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ РАБОТ С
ПРИМЕНЕНИЕМ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ВЕРТОЛЕТОВ.
4.1. Вводные замечания .
4.2. Системы для азимутальной ориентации и фиксации груза на внешней подвеске вертолетов.
4.2.1. Ретроспективный анализ разработки технических средств для азмутальной ориентации и фиксации грузов на внешней подвеске вертолетов.
4.2.2. Разработка принципиальной схемы аэродинамической системы азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета.
4.2.3. Обоснование технических требований к разработке новых и модернизации существующих средств фиксации и азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета.
4.2.4. Методики количественной оценки предела использования систем фиксации и азимутальной ориентации груза на бифилярной внешней подвеске вертолета
4.3. Методика оценки силы натяжения в системе внешней подвески вертолета при установке мобильной системы боновых заграждений на водной поверхности.
4.4. Разработка универсальной подъемнотранспортной сети для проведения экстренных транспортных операций с применением
летательных аппаратов
Выводы по главе
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПОЛЕТА ВЕРТОЛЕТА С ГРУЗОМ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ
5.1. Постановка задачи
5.2. Летные исследования параметров полета вертолета с грузом на внешней подвеске при отказе одного двигателя на режимах висения и горизонтального полета.
5.2.1. Цели и объект летных исследований
5.2.2. Методика проведения летных исследований
5.2.2.1. Наземная подготовка
5.2.2.2. Методика выполнения полетов.
5.2.3. Метеоусловия при проведении ЛИ и особенности выполнения полетов
5.2.4. Параметры полета вертолета Ми8 при имитации отказа дросселировании одного двигателя в горизонтальном полете с грузом на внешней подвеске
5.2.5. Параметры полета вертолета Ми8 при имитации отказа выключении одного двигателя в горизонтальном полете с грузом па внешней подвеске.
5.2.6. Параметры полета вертолета Ми8 при имитации отказа дросселировании одного двигателя на режиме висения.
5.3. Экспериментальные исследования процесса транспортировки груза па внешней подвеске вертолета с применением универсальной подъемнотранспортной сети.
5.3.1. Оценка прочности устройства под действием заданных нагрузок
5.3.2. Методика проведения летных исследований транспортировки груза на внешней подвеске с применением универсальной подъемнотранспортной сети
5.3.3. Параметры движения УПТС на внешней подвеске вертолета на режиме висения и при выполнении эволюций в горизонтальной плоскости
5.3.4. Параметры движения УПТС на внешней подвеске вертолета при выполнении маневров в вертикальной плоскости.
5.3.5. Параметры движения порожнего УПТС на внешней подвеске вертолета
Выводы по главе 5.
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДА СТРОИТЕЛЬСТВА ЭКСТРЕННЫХ ОБЪЕКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
6.1. Вводные замечания
6.2. Анализ мотивов разработки методологии проведения экстренных
6.3. Организационнотехнологическая подготовка к проведению экстренных АСМР
6.3.1. Принципы управления процессом экстренного возведения объектов с помощью Л Л
6.3.2. Принципы построения маршрутных схем движения ЛА в зоне проведения экстренных АСМР
6.3.3. Методика опроедсления оптимального маршрута ЛА с грузом на внешней подвеске в зоне проведения экстренных авиационных работ
6.4. Разработка принципиальной схемы устройства для монтажа конструкций ЛА в ограниченные по размерам шахты или проемы
перекрытий зданий
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Вместе с тем основным недостатком, ограничивающим применение ЭДСУ на вертолетах, является недостаточный уровень надежности и отказобезопасности такой системы. По мнению В. Далина и С. Михеева , в отличие от самолетных ЭДСУ на вертолете нет возможности зарезервировать рулевые приводы, поэтому для вертолетных СЛУ необходимо наличие рулевого привода, который был бы надежен при работе в 0 диапазона управления. Основными препятствиями на пути полной автоматизации управления являются увеличение стоимости и усложнение конструкции вертолета. Эти причины в какойто мере объясняют тот факт, что существующие бортовые САУ вертолета при его висении над заданной точкой монтажа или местом укладки подцепки груза пока еще не в полной мере отвечают необходимому для этих видов работ уровню точности. Поэтому, но мнению автора, их применение при выполнении АР, связанных с точной установкой или укладкой груза, размещенного па ВП, без совершенствования принятой у нас системы управления бортоператорпилот не может быть эффективным . В табл. ПКВ параметров полета вертолета на режиме висения в спокойной атмосфере в автоматическом режиме стабилизации лежат довольно в широких пределах по отдельным параметрам от НИС, что не обеспечивает необходимого уровня точности при позиционировании вертолета над точкой укладки подцепки груза или местом его монтажа в процессе выполнения АСМР, АВР, МЭР и других экстренных АР особенно при использование ВП с длиной тросов более . Таблица 1. Под другим углом зрения анализируется проблема обеспечения динамической устойчивости системы экипажвертолетгруз в работах В. Пухватова, В. Бездетнова, Д. Чентул, А. Семиновича , 2, 1 и др. В этих работах устанавливается, что при усложнении АТ и условий ее применения роль человеческого фактора в системах автоматического управления только увеличивается. Данный факт нашел свое подтверждение в практике выполнения АСМР и в частности, при проведении испытаний вертолета КаК, решающего типовые задачи по монтажу конструкций на различных высотных объектах . Он впервые был продемонстрирован на авиационнокосмической выставке в Берлине в году и был оборудован полувыдвижной дополнительной кабиной пилотаоператора с электродистанционным четырехканальным управлением, двухстроповой внешней подвеской для выполнения строительномонтажных работ, встроенной системой стабилизации вертолета по тросу внешней подвески и рядом других систем, повышающих точность виссния вертолета над монтажным объектом . По мнению В. Пухатова Работа полностью автоматизированной системы не идеальна, она не достигает уровня, заданного требованиями безопасности и надежности в ГОСТе В 0, которые включают в себя показателей. В случае отказов автоматики возможна стрессовая реакция летчика, приводящая к запоздалым или неверным решениям, действиям но типу проб и ошибок, импульсивным реакциям, задержке в восприятии важных сигналов. Эффективность системы человек вертолет в таких условиях снижается 2. АР. По мнению ведущих специалистов в области летного труда, пути повышения надежности функционирования исследуемой системы нужно искать в разработке и совершенствовании методов и приемов пилотирования вертолета на этих чрезвычайно важных и сложных видах АР . В общем случае летчик, пилотирующий вертолет с грузом на ВП, решает две по существу различные задачи одна из них стабилизация положения вертолета в пространстве вторая управление траекторией полета 5. ВП в зоне опасного сочетания высоты и скорости поле та. В отличии от работ, связанных с ТГВП в обычных условиях, указанные обстоятельства еще более усложняют работу пилота. Для эффективного решения этих задач требуется изменение, как траектории полета, гак и углового положения вертолета в пространстве. Необходимо отметить, что маневры с изменением направления движения могут быть выполнены как по криволинейной праектории под действием перегрузки, так и путем использования плоских разворотов в горизонтальной плоскости разворотов вертолета по курсу на режиме висение, что, как правило, приводит к возникновению различных по форме колебаний груза на ВП.