Текст книги "Вертолет, 2010 №01"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 8 страниц)

Столкновение можно предупредить

В связи с возрастающими требованиями к обеспечению безопасности полетов и перевозки пассажиров перед отечественными разработчиками стоит задача создания все более надежных и современных систем для воздушных судов. Согласно новым Федеральным авиационным правилам (ФАП) «Подготовка и выполнение полетов в Гражданской авиации РФ» все воздушные суда (вертолеты, взлетная масса которых выше 3100 кг, самолеты, взлетная масса которых выше 5700 кг) должны быть оборудованы системами раннего предупреждения приближения к земле. Эти требования вступают в силу 1 января 2012.

Система ТТА-12Н и многофункциональный индикатор TDS-56D

Столкновение с землей является одной из основных причин катастроф воздушных судов. В связи с этим ИКАО обязала авиакомпании установить усовершенствованные системы предупреждения столкновения с землей. Благодаря этому требованию в последние несколько лет практически весь парк отечественных самолетов, выполняющих полеты за рубеж, был оснащен соответствующим оборудованием.

Для вертолетов проблема столкновения с землей в управляемом полете стоит даже более остро, чем для самолетов. Только за последние 8 лет по этой причине было зафиксировано 34 катастрофы и 10 аварий с вертолетами семейства Ми-8. Исходя из остроты этого вопроса ФСНТ в 2005 году издала распоряжение о необходимости оборудования вертолетов системой отображения электронных карт местности и аэронавигационной информации по местным воздушным линиям с функцией раннего предупреждения столкновения с искусственными препятствиями, линиями электропередачи и с земной поверхностью.

Компания «Транзас» сертифицировала и уже несколько лет серийно выпускает системы, предназначенные для установки на самолеты. На данный момент более половины парка отечественных самолетов эксплуатируют системы ТТА– 12S. Для вертолетов «Транзас» создал систему ТТА-12Н. Была проделана большая работа по разработке алгоритмов, адаптированных под специфику полетов вертолетов разных типов, отработке их на стенде, согласованию с сертификационными институтами и Московским вертолетным заводом им. М. Л. Миля.

Свидетельство о годности комплектующего изделия на систему раннего предупреждения приближения к земле для вертолетов ЗАО «ТРАНЗАС» получило 10 декабря 2008 года. Свидетельство выдано Авиационным регистром Межгосударственного авиационного комитета. Система успешно прошла предварительные, межведомственные и квалификационные испытания.

Система ТТА-12Н предназначена для обеспечения летного экипажа информацией, позволяющей своевременно определить потенциальную опасность сближения с подстилающей поверхностью или с искусственным препятствием и предпринять эффективные действия для предотвращения столкновения. При выполнении специальных видов работ вблизи земли чувствительность системы может быть уменьшена путем ее переключения в режим полета на малой высоте. В случае полета с грузом на внешней подвеске может быть задана конкретная длина троса подвески, что обеспечивает своевременное предупреждение экипажа об опасной ситуации. Регистрация полетной информации на съемный накопитель позволяет авиакомпании получить распечатки траектории полета на фоне топографической карты, различных слоев аэронавигационной информации (стандартных процедур, зон ограничения полета и др.).

Безопасность полета обеспечивается за счет работы двух независимых групп режимов. Первая группа базируется на использовании информации от спутникового приемника ГЛОНАСС/GPS и встроенной базы данных и обеспечивает выдачу сигнализации за 25-80 секунд до подлета к элементу рельефа (препятствия). Вторая группа режимов обеспечивает предупреждение экипажа при выходе за ограничения, указанные в РЛЭ, на основе анализа данных от радиовысотомера, барометрического высотомера, датчиков истинной скорости, крена, курса, тангажа, системы посадки. Оснащение воздушных судов системами раннего предупреждения приближения к земле ra-12S и TTA-12H производства компании «Транзас» позволяет им полностью соответствовать требованиям новых Федеральных авиационных правил. Эксплуатация систем TTA-12H начата на вертолетах семейства Ми (Ми-8Т, Ми-8МТВ, Ми-8АМТ, Ми-171, а также EC-135). Назначена их отработка на Ми-38 и на вертолетах марки «Ка».

Еще одной перспективной разработкой является авиационный спутниковый приемоиндикатор TSS, работающий по системам ГЛОНАСС и GPS. Система TSS может выступать в качестве индикатора системы раннего предупреждения приближения к земле ТТА-12, обеспечивая хорошее качество изображения рельефа в плане или профиле.

В свою очередь, спутниковый приемоиндикатор TSS позволяет обеспечить выполнение требований Постановления Правительства Российской Федерации №641 от 25 августа 2008 г. «Об оснащении транспортных средств аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS».

TSS предназначен для приема и обработки информации по сигналам ГЛОНАСС/ GPS, а также дифференциальных поправок от приемников VDB и VDL-4. Применяется: для планирования и работы с маршрутами полетов, аэронавигационной базой данных; вычисления и индикации навигационной информации, а также ее выдачи для бортового оборудования. TSS обеспечивает: выдачу сигналов для системы автоматического управления; выдачу информационных сообщений; регистрацию полетной информации на встроенный накопитель; управление бортовым оборудованием, прием данных от СВС и от курсовой системы радионавигационных средств VOR, DME.

Новый прибор – самый малогабаритный из существующих на рынке, что позволяет использовать его при модернизации воздушных судов, когда проблема размещения нового оборудования особенно актуальна из-за плотной компоновки пультов и панелей. Прибор имеет удобный пользовательский интерфейс, обеспечивающий доступ к основным режимам, необходимым в полете, нажатием всего одной кнопки. Благодаря высококонтрастному цветному дисплею с диагональю 3,7" и высоким разрешением (640х480 точек) навигационная информация легко читается не только в текстовом виде, но и в графическом, в том числе на фоне векторной топографической карты. Специально применены крупные, хорошо читаемые шрифты и контрастный фон для снижения утомляемости летчика и повышения удобства в работе.

Аэронавигационные базы данных, включающие в том числе и информацию по нижнему воздушному пространству, базы данных рельефа и топографические карты хранятся на съемном накопителе (Compact Flash). Прибор обеспечивает хранение и работу с двумя аэронавигационным базами (на текущий и следующий цикл AIRAC), что наряду с использованием съемного носителя информации делает процесс обновления данных удобным для авиакомпании.

Спутниковый приемоиндикатор TSS

Коллиматорный индикатор

Система TSS обеспечивает контроль целостности информации, принимаемой от спутников (функция RAIM). Реализованы адаптивный выбор спутников, используемых для расчета координат (алгоритм FDE), а также прогнозирование доступности информации от спутников при следовании по маршруту движения воздушного судна (алгоритм PRAIM).

Осуществлена возможность приема и обработки информации от сопрягаемого бортового оборудования. Эти функции позволяют использовать систему в качестве «ядра» навигационного комплекса, выдавать сигналы управления на автопилот. TSS обеспечивает прием и выдачу сигналов для бортового оборудования и системы автоматического управления. Такие возможности позволяют использовать TSS как на Ан-2, так и на больших современных самолетах и вертолетах.

С 2009 года TSS эксплуатируется на самолетах Ту-154М и на вертолетах Eurocopter ЕС-135. В настоящий момент также разрабатывается документация на установку системы на самолеты Ту-134, Ан-12 и вертолеты семейства Ми-8.

В соответствии с требованиями и запросами рынка компанией «Транзас» разработан коллиматорный индикатор на фоне лобового стекла. Эта технология ранее использовалась преимущественно в военной авиации, а теперь может успешно применяться для оснащения гражданских воздушных судов с целью повышения безопасности полета.

Система позволяет пилоту наблюдать знакографическую и видеоинформацию о текущей обстановке на фоне закабинного пространства без перевода взгляда. Это обеспечивает более быстрое и качественное считывание показаний приборов и, как следствие, снижает риск принятия неверных решений пилотом.

Использование системы особенно актуально при полетах ночью, в горах, сложных метеоусловиях. Изображение, принимаемое с инфракрасной камеры, помогает пилоту раньше обнаруживать ориентиры, необходимые для захода на посадку, что, в свою очередь, позволяет снизить количество уходов на второй круг.

Вычислитель системы имеет встроенный накопитель с базами данных о рельефе, аэропортах и препятствиях искусственного происхождения. На основе этих данных возможна индикация синтезированного изображения закабинного пространства.

Верхнее расположение позволяет адаптировать систему как к разрабатываемым, так и к уже находящимся в эксплуатации транспортным средствам, конструкция которых изначально не предусматривает установку такого оборудования. Это дает возможность модернизировать значительное количество пассажирских, военнотранспортных и других летательных аппаратов (самолетов и вертолетов), заметно повысить их эксплуатационные качества, в том числе снизить их метеоминимум.

Для более подробного ознакомления с линейкой бортового оборудования производства ЗАО «Транзас Авиация» приглашаем посетить стенд «Транзас Авиация» на выставке HeliRussia-2010, проходящей в Москве в выставочном центре «Крокус– Экспо» с 20-22 мая 2010 года. ¦

Сделано в Германии. Сделано с умом!

Немецкая компания Becker Avionics основана в 1956 году. Вначале это было скромное предприятие, располагавшееся в одном из аэродромных ангаров на окраине Баден-Бадена. Сегодня Becker Avionics – ведущий европейский производитель авиационного бортового оборудования.

Аварийный персональный радиомаяк MR510

Список оборудования, впервые внедренного компанией Becker Avionics International, включает в себя жидкокристаллические дисплеи для индикации частоты, УКВ-радиостанции с двухдюймовым форм-фактором, которые легко устанавливаются на приборную панель любого самолета. Специалисты компании – авторы совершенно новых технических систем навигации, авиационных ответчиков, систем внутренней радиосвязи, поиска и спасения, а также систем связи «земля – воздух». В настоящее время Becker Avionics производит высокотехнологичные бортовые и наземные системы авионики, системы обеспечения безопасности полета, поискового и спасательного оборудования.

Основными видами продукции, которую выпускает Becker Avionics, являются: аудиосистемы внутренней связи (ICS), аппаратура связи, навигационное оборудование, оборудование для управления воздушным движением (CNS), поисково-спасательное оборудование (SAR), индивидуальный аварийный радиомаяк (PLB).

Примерно 40% персонала компании заняты в научно-исследовательской работе, что позволяет Becker Avionics постоянно предлагать на рынок авионики новые технологии. Из недавних разработок можно назвать модернизированную систему внутренней связи DVCS6100, предназначенную для самолетов и вертолетов. Интерком DVCS6100 отличается характерным кристально чистым звучанием сигнала и большим динамическим диапазоном аудиосигналов, превосходя по этим параметрам любую из существующих аналоговых систем. Кроме того, как любая локальная сеть, эта система легко масштабируется и конфигурируется. К особенностям новой модифицированной системы можно отнести: новый модуль энергонезависимой памяти, режим одновременной многоканальной передачи (simulcast), возможность объединить в цепь интеркома до восьми гарнитур, использовать второй электронный управляющий блок REU в качестве усилителя связи с подключением к нему до 12 гарнитур.

В январе 2010 года началось серийное производство персонального радиомаяка MR510, совместимого с новыми частотами диапазона 406 МГц и соответствующего самым последним требованиям COSPAS– SARSAT. Новый аварийный радиомаяк отличается от предыдущей модели (MR509) более экономичным энергопотреблением, малым весом, автоматическим включением при попадании в воду, обеспечением радиосвязи в диапазонах УКВ и УВЧ, а также встроенным 16-канальным GPS-приемником. Это устройство передает данные о положении летательного аппарата с точностью до 120 метров в любых погодных условиях, даже при шторме. Устройство может применяться во время военных и спасательных операций, при проведении специальных миссий.

Компания Becker Avionics имеет подразделения в Германии (BFW), Польше (BEP), США (BAI), Франции (BEL), Бразилии (BDB), Китае, Тайване (BETL), Словакии (BEE). Есть представительство компании и в Москве (Becker Moscow office). Всего в Becker Avionics, включая все подразделения, работают около 200 человек. Годовой оборот составляет примерно 28 млн. евро.

Выход на авиационный рынок Российской Федерации является важным шагом в стратегии развития компании, и Becker Avionics готова усиливать свое присутствие на территории РФ, участвуя в деятельности совместных предприятий. Becker Avionics – это современный уровень авиационных технологий в сочетании с традиционным немецким качеством.

Пермские агрегаты для российских двигателей

В 2009 году конструкторское бюро ОАО «Стар» и серийный завод-производитель ОАО «Инкар» вошли в состав двигателестроительной интегрированной группы ОАО «ОПК «Оборонпром» Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК). За предприятиями «Стар» и «Инкар» в ОДК закреплены разработка и производство агрегатов топливной автоматики газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

МИ-8МТВ-1

Одним из первых крупных совместных проектов двух предприятий стало освоение серийного производства топливной автоматики для турбовального двигателя ТВ3-117: насоса-регулятора НР-3ВМ и исполнительного механизма ИМ-3А. Одновременно в тесном сотрудничестве с ОАО «Конструкторское бюро «Кристалл» (Москва) ОАО «Инкар» освоил еще один топливный агрегат этого двигателя – центробежный насос ДЦН-70А.

Заданные сроки поставки головной партии (менее девяти месяцев) были выполнены, агрегаты предоставлены на комиссионные испытания. При освоении производства корпусных деталей агрегатов использовалось современное программное обеспечение, позволившее автоматизировать процесс проектирования технологического процесса, станочных приспособлений и инструмента, существенно ускорить разработку управляющих программ для станков с ЧПУ. Результаты обработки корпусов контролировались при помощи современных контрольно-измерительных средств.

В первую очередь серийное производство топливных агрегатов двигателя ТВ3-117 призвано обеспечить растущие потребности ОАО «Климов», также входящего в состав ОДК. В дальнейшем основным потребителем этих агрегатов должно стать Уфимское моторостроительное производственное объединение, на базе которого в соответствии с планами Объединенной двигателестроительной корпорации планируется создать на отдельной производственной площадке специализированное предприятие по производству вертолетных двигателей.

Насос-регулятор HP-ЭВМ для турбовального двигателя ТВ3-117

Следующим совместным шагом научно-производственного объединения в области разработки и производства САУ двигателей для средних вертолетов станет САУ для перспективного турбовального двигателя ТВ3-117ВМА-СБ1В. Основа системы – двухканальный цифровой регулятор типа FADEC, обеспечивающий управление, защиту и диагностику двигателя с учетом его наработки на различных режимах эксплуатации.

В рамках развития САУ для перспективного двигателя ВК-2500П планируется разработка и изготовление насоса-регулятора НР-3ВМА-ТП, который обеспечит работу противопомпажной системы и управление от электронного агрегата частотой вращения несущей системы. Новая система автоматического управления позволит значительно расширить возможности применения двигателя ВК-2500П на российских вертолетах.

Пресс-служба ОАО «Инкар»

Э К О Н О М И К А

Не думай о затратах свысока

В сравнительно недалекую пору младенчества винтокрылой авиации каждый вертолет становился событием, каждый его новый рекорд – выдающимся мировым достижением. Ныне такие достижения редкость. Возможности вертолетов: скорость и высота полета, дальность и прочие летные параметры различных типов винтокрылых машин – подравнялись. В настоящее время средние значения наивыгоднейшей скорости полета однодвигательных и двухдвигательных вертолетов «улеглись» в диапазоне 200-260 км/ч, практический потолок – в диапазоне 4,8-4,4 км, дальность составляет 600900 км. Весовая отдача немного не дотянула до 50%. Максимальная скорость классического вертолета (не принимая во внимания рекордные полеты), не имеющего иных источников пропульсивной силы, кроме несущих винтов, дошла до своего практического предела – 300-330 км/ч.

Таблица 1. Основные статьи затрат, определяющие стоимость летного часа (Fight Hours Cost – FHC)
Прямые затраты (пропорциональные налету) Total Variable Cost – TVC		Годовые затраты (фиксированные) Indicated Fixed Cost – IFC
Статья расходов	Определяющие факторы	Статья расходов	Определяющие факторы
Затраты на техническое обслуживание Hourly Maintenance Cost – HMC		Годовые затраты без учета расходов на реновацию Total Fixed Costs – TFC
Плановые замены и ремонты Dynamic components & Life Limited Parts – HMCiip	Ресурс и цена компонентов	Содержание летного экипажа Crew Salaries	Зарплата членов экипажа
Неплановые замены и ремонты Scheduled & Unscheduled Maintenance Par – HMCsum	Надежность компонентов и цена их ремонта	Ангарное хранение Hangar-typical	Местные тарифы
Обслуживание двигателей (плановые и неплановые замены) Engine Restoration Cost – HMCeng	Ресурс и надежность двигателей	Аэропортовые услуги, затраты на персонал и пр. Miscellaneous Overhead	Тарифы аэропорта за метеорологическое обеспечение, навигацию и пр.
Работа по техническому обслуживанию Labor – HMC	Трудоемкость ТО и зарплата ИТС	Страхование Insurance	Цена вертолета
Различные мелкие расходы Miscellaneous Flight Expenses – HMC
Затраты на ГСМ Fuel & Lubricants Costs – HMCfuei	Часовой расход, цена топлива	Годовые затраты на реновацию Book Depreciation – BD	Цена вертолета

Сформировался и «облик» вертолета (и снаружи, и внутри). Он имеет прекрасные аэродинамические формы, соответствующие комфортному для пассажиров содержанию. Красивы, быстры и надежны современные винтокрылые машины, но хочется, чтобы были еще быстрее, еще надежнее, еще безопаснее и, конечно, дешевле. К сожалению, реальность не всегда отвечает нашим желаниям. Авиационная техника и ее ремонт неуклонно дорожают: цена килограмма конструкции в 3-6 раз превысила цену серебра, а за один летный час впору рассчитываться чистым золотом. Цена эта, как практически все в подлунном мире, постоянно растет. Поэтому можно говорить лишь о моментальном «фото» текущей действительности.

В плане денежного интереса достойным объектом для исследования является стоимость летного часа вертолета, которая определяется отношением затрат на покупку и техническую эксплуатацию машины на протяжении всего жизненного цикла к налету в часах за этот же период. Не вдаваясь в подробности расчета этого важнейшего экономического показателя, представим в табл. 1 основные статьи затрат (в том числе и на английском языке, чтобы удобнее было выводить формулы), которые определяют его значение.

Стоимость летного часа без расходов на реновацию FHC* = TVC + TFC/t.

Стоимость летного часа с расходами на реновацию FHC** = TVC + TFC/t + BD/t, (BD/t обозначим как BDC). Здесь BD принят равным 10% от цены вертолета; т – годовой налет, равный 500 часам.

Отдельные параметры стоимости летного часа и стоимость летного часа в целом можно достаточно уверенно описать простыми линейными функциями от максимальной взлетной массы вертолета G r max.

Некоторые из полученных статистических соотношений (масса вертолета дана в килограммах, затраты – в долларах США) приведены в табл. 2 и 3 для однодвигательных и двухдвигательных вертолетов соответственно.

По величине затрат на час полета можно отследить тенденцию роста затрат пропорционально массе вертолета. Более чем семикратное увеличение затрат на реновацию у двухдвигательных вертолетов обусловлено одновременным действием двух факторов: массы вертолета и его высокой цены.

Более важно другое: показатели технико-экономического качества однодвигательного и двухдвигательного вертолетов различаются несущественно. При определенных условиях эксплуатационные затраты можно снизить.

На рис. 1 даны значения и доли прямых, годовых и реновационных затрат в суммарной стоимости летного часа одно– и двухдвигательного вертолетов со взлетной массой 2 и 8 т соответственно. Для обеих групп вертолетов совместная доля годовых затрат и затрат на реновацию составляет более половины стоимости летного часа. Величина этих затрат обратно пропорциональна годовому налету.

Таблица 2. Однодвигательные вертолеты (затраты, отнесенные к летному часу)
Прямые затраты на ГСМ	0,129 G -28,4max
Прямые затраты на надежность (кроме двигателей)	0,049 G + 20,9max
Прямые затраты суммарные	0,26 G + 12,6max
Годовые затраты	0,0669 G + 253max
Затраты на реновацию	0,246 G – 133max
Стоимость ЛЧ без расходов на реновацию	0,327 G + 265max
Стоимость ЛЧ с расходами на реновацию	0,572 G + 133max
Стоимость пассажиро-километра без расходов на реновацию	– 0,000221 G + 1,46max
Стоимость пассажиро-километра с расходами на реновацию	– 0,000105 G + 1,6max
Стоимость тонно-километра без расходов на реновацию	-0,00293 G + 15,8max
Стоимость тонно-километра с расходами на реновацию	-0,00163 G + 16,8max
Доля прямых затрат в стоимости ЛЧ (без затрат на реновацию)	0,000123 G + 0,325max
Прямые затраты на пассажиро-километр	0,0000117 G + 0,554max
Прямые затраты на тонно-километр	5,55

Таблица 3. Двухдвигательные вертолеты (затраты, отнесенные к летному часу)
Прямые затраты на ГСМ	0,0724 G + 165max
Прямые затраты на надежность (кроме двигателей)	0,0401 G + 139max
Прямые затраты суммарные	0,160 G + 507max
Годовые затраты	0,0193 G + 660max
Затраты на реновацию	0,361G – 198max
Стоимость ЛЧ без расходов на реновацию	0,18 G + 1167max
Стоимость ЛЧ с расходами на реновацию	0,541 G + 969max
Стоимость пассажиро-километра без расходов на реновацию	-0,0000375 G + 1,08max
Стоимость пассажира-километра с расходами на реновацию	-0,00000547 G + 1,56max
Стоимость тонно-километра без расходов на реновацию	-0,000877 G + 16,4max
Стоимость тонно-километра с расходами на реновацию	-0,000814 G + 24,4max
Доля прямых затрат в стоимости ЛЧ (без затрат на реновацию)	0,0000187 G + 0,525max
Прямые затраты на пассажиро-километр	-0,00001 G + 0,601max
Прямые затраты на тонно-километр	-0,00038 G + 9,22max

Рис. 1. Структура затрат: а) однодвигательного вертолета со взлетной массой 2 т; б) двухдвигательного вертолета со взлетной массой 8 т

Приведенные значения определены для годового налета в 500 часов. Такой налет соответствует фактической интенсивности эксплуатации значительной части парка отечественных вертолетов. Зарубежные самолеты обычно налетывают в год около 4000 часов, используя до 50% годового времени. Есть примеры годового налета вертолетов в 2000-2500 часов. Имея хороший многофункциональный вертолет, эксплуатант может заставить его работать хотя бы 2000 часов в год, тогда удельные годовые затраты уменьшатся в два раза и более. Причем почти в два раза снизится стоимость пассажиро-километра и тонно-километра. Существенный эффект может быть достигнут за счет снижения прямых затрат на поддержание исправности техники и снижения трудоемкости технического обслуживания. Эти затраты составляют около 40% от суммарных прямых затрат или 1520% от стоимости летного часа.

Добиться снижения затрат, связанных с надежностью техники, возможно путем увеличения долговечности и повышения безотказности компонентов вертолета, перехода на эксплуатацию по состоянию двигателей, лопастей, трансмиссии, втулок несущих винтов. В настоящее время межремонтный ресурс основных агрегатов зарубежных вертолетов составляет, как правило, 3000-3500 часов. Повысить межремонтный ресурс до 5000-6000 часов, не допуская при этом снижения уровня безотказности компонентов, – задача сложная, но достижимая. За счет этого можно снизить стоимости пассажиро– и тонно-километра на 3-4%. Такой же эффект сулит оптимизация технического обслуживания.

С немалой долей оптимизма можно наметить перспективу снижения стоимости:

– пассажиро-километра до 60-70 центов;

– тонно-километра до 5-10 долларов.

В сфере массовых пассажирских и грузовых перевозок вертолет (так уж он устроен) никогда не сможет конкурировать с самолетом. У вертолетов своя ниша. Они уникальны. Способны иногда творить чудеса. Для них всегда есть поле деятельности. Однако конкуренция и на этом поле довольно сильная. Если в придачу к своим замечательным летным свойствам вертолеты окажутся экономичными – они будут востребованы, совершат массу полезных дел и к тому же принесут своим владельцам согревающую душу изрядную прибыль.

Юрий САБИНСКИЙ, Фирма «Камов»

Л Ю Д И