Текст книги "Вертолет, 2003 № 02"

Автор книги: Автор Неизвестен

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 6 страниц)

Лес, огонь и водосливное yстройство

Сергей ПАРШЕНЦЕВ, старший бортинженер-испытатель НПК «ПАНХ»

CH-64 Helttanker Erickson

Лесные пожары – проблема, с котором ежегодно сталкиваются в разных странах мира. Огонь, уничтожая тысячи гектаров лесных угодий, наносит огромный, подчас непоправимый ущерб экологии.

На тушение лесных пожаров отвлекается большое количество людей и дорогостоящей техники, тратятся значительные материальные и финансовые ресурсы. Только в России в первом полугодии 2002 года общая площадь лесных пожаров превысила 10 тысяч квадратных километров. Лесными пожарами были охвачены Московская, Нижегородская, Ярославская и Волгоградская области, пожары бушевали в Якутии и на Камчатке. Ущерб от этого стихийного бедствия, по прогнозам специалистов, на период 2003-2010 гг. может составить 3,5 млрд. рублей в год.

Существуют различные методы и способы борьбы с пожарами, охватывающими большие территории, в том числе с помощью авиации. В нашей стране применение авиации на тушении лесных пожаров – приоритетное направление научно-исследовательской и практической деятельности Краснодарской научно-производственной компании «ПАНХ»: в 1992 году решением. Министерства транспорта России предприятие стало головным, по разработке новых технических средств и технологий выполнения авиационных работ в сельском и лесном хозяйстве.

За прошедшие годы на НПК «ПАНХ» было разработано и внедрено немало предложений, способствующих успешной борьбе с лесными пожарами с воздуха. В середине девяностых годов совместно с НИИ аэроупругих систем (г. Феодосия) было разработано, изготовлено и успешно испытано водосливное устройство ВСУ-5 для вертолетов Ми-8 МТБ и Ка-32 с объемом забираемой воды от 1,5 до 5 кубических метров. Высокие технические характеристики устройства и использование в конструкции новых синтетических материалов и сейчас выгодно отличают его от зарубежных аналогов.

ВСУ-5 предназначено для забора воды из открытых водоемов (на режиме висения вертолета), доставки ее к месту пожара на внешней подвеске и слива на очаги возгорания. В качестве основного троса внешней подвески вертолета в конструкции применен грузовой строп из синтетического высокомолекулярного материала (СВМ). В отличие от металлических тросов, такой строп не раскручивается под действием растягивающих нагрузок, а асимметричная форма емкости ВСУ-5 не создает в полете вращающих моментов, передаваемых через подвеску на вертолет. Такая конструкция позволяет эксплуатировать подвеску из СВМ в комплекте с ВСУ-5 без включения в ее состав механического вертлюга или вертлюга-токосъемника. Как показали результаты проведенных контрольных летных испытаний, внешняя подвеска из СВМ полностью соответствует всем, требованиям «Правил подготовки стропов и грузов заказчиком для транспортировки их на внешней подвеске вертолетов».

Первые полеты с применением этих устройств на тушении лесных пожаров были выполнены в 1999 году в Греции. По контракту с компанией Skorpion International Service в этой стране работала группа из восьми вертолетов (три Ми-26, четыре Ми-8 и один Ка-32), оборудованных комплектами водосливных устройств емкостью 5 и 15 тонн. Несмотря на интенсивное воздействие морской воды и различных химических реагентов, ВСУ не получили серьезного износа конструкции и до сих пор успешно используются в авиапредприятиях. В настоящее время разработчиками выполнена модернизация устройства, значительно повысившая его эксплуатационные свойства и надежность. В частности, существенно улучшена гидроизоляция электрозамков управления, что обеспечило их надежную работу в случаях непреднамеренного опускания в воду. Усовершенствованное ВСУ-5А успешно прошло стендовые (морские) и контрольные летные испытания.

В 1998 году совместно с ЗАО «Техноэкос» и НИИ аэроупругих систем, для тушения лесных и других видов пожаров на базе НПК «ПАНХ» было разработано и испытано водосливное устройство объемом 15 м 3, получившее индекс ВСУ-15. Устройство представляет собой емкость с регулируемым объемом от десяти до пятнадцати кубических метров, ее оболочка – мягкий тканевый контейнер, опоясанный радиальными и кольцевыми лентами. Общий вес изделия составляет всего 225 кг. При сливе из ВСУ-15 пятнадцати кубометров воды на земле появляется смоченная полоса шириной от 12 до 22 м. и длиной до 334 м. в зависимости от высоты и скорости полета. На полную подготовку ВСУ-15 к работе требуются усилия не более четырех человек, а затраты времени на эту операцию составляют всего 30 минут. Все это стало возможным благодаря удачному решению целого ряда сложных научно-технических проблем. ВСУ-15 по своим, основным характеристикам, техническим и технологическим показателям соответствует лучшим, зарубежным аналогам. По весовой отдаче, количеству перевозимой в одной емкости воды, стоимости и степени ремонтопригодности это устройство не имеет аналогов в мире. Сейчас разработчики ВСУ-1Б трудятся над модернизацией этого водосливного устройства, оборудуют его автономной системой подачи в сливаемую воду химических добавок.

По данным Всемирного фонда дикой природы, каждый год в странах Средиземноморья происходит около Б0 тысяч пожаров, которые охватывают территорию от 600 до 800 тысяч гектаров. Площадь лесных пожаров только в Испании, Португалии, Италии и Греции с 60-х годов увеличилась практически в четыре раза. В этих странах предпринимаются энергичные меры по совершенствованию методов охраны лесов и борьбы с лесными пожарами. Для этих целей широко используется авиатехника, в том. числе и российская, а также различные технические средства, разработанные и усовершенствованные, в частности, специалистами из Краснодара.

В 1997 году НПК «ПАНХ» совместно с бельгийской компанией Skytech провела эксплуатационные испытания водосливного устройства Bambi Bucket. Их результаты позволили усовершенствовать конструкцию, разработанную канадской фирмой Sea Industries Ltd, значительно улучшить ее технические показатели и получить материалы для разработки инструкции по применению Bambi Bucket на вертолетах Ми-26Т, Ка-32 и Ми-8МТВ при тушении лесных пожаров.

В 1999-2000 годах система из двух водосливных устройств Bambi Bucket модели 7600, подвешенных независимо друг от друга на одну траверсу, прошла эксплуатационные летные испытания на тушении пожаров в Италии. Вертолет Ми-26 краснодарской компании «ПАНХ», оснащенный спаренными ВСУ Bambi Bucket на штатной внешней подвеске, выполнил около 1Б0 вылетов, при этом общий налет вертолета на пожарах составил около ЗБО часов. Благодаря высокому профессионализму экипажа, а также аэродинамическому совершенству вертолета удалось достичь высокой эффективности в применении этого типа вертолета на тушении лесных пожаров в горной местности и местности с пресеченным. рельефом.

Испытания ВСУ Bambi Bucket на вертолете Ми-26 подтвердили высокие эксплуатационные характеристики этого устройства, а также эффективность его применения на тушении лесных пожаров. Однако эти испытания выявили и ряд недостатков, препятствующих активному внедрению устройства на вертолетах отечественного производства. К ним, прежде всего, следует отнести относительно высокую стоимость устройства, низкую степень оперативной ремонтопригодности и большой вес конструкции (около 1100 кг в комплекте с тросом. внешней подвески и соединительной траверсой) по сравнению с отечественными аналогами.

Летные испытания ВСУ Bembi Bucket на внешней подвеске Ми-26. Краснодарский край, 1997 г.

ВСУ Bambi Bucket HL-7600

1 – электрокабель питания 2 – электролебедка 3 – оболочка емкости HL-7600 4 – строповочные элементы 5 – трос управления клапаном выпуска

Внутренняя часть емкости ВСУ Betty Bucket A90200R/Y

В 2000 году НПК «ПАНХ» совместно с итальянской компанией Protezione Civile была выполнена программа летных исследований по оценке возможности использования на вертолете Ми-26 ВСУ Betty Bucket A90200R/Y, разработанного итальянскими конструкторами. Это водосливное устройство представляет собой две цельнометаллические емкости объемом по 7Б00 литров каждая, смонтированные на одном кольцевом основании. Правление клапанами впуска и выпуска ВСУ в процессе забора или слива воды осуществляется сжатым воздухом из воздушных баллонов, закрепленных на корпусе устройства, по электрическому сигналу с пульта управления оператора. Конструкция ВСУ позволяет точно фиксировать объем выливаемой воды, время слива и его географические координаты, так как имеет в своем составе мини– ЭВМ и подключена к бортовой системе GPS. ВСУ не нашло широкого применения из-за высокой стоимости, ограниченной прочности отдельных элементов и значительной массы. Однако следует отметить перспективность идеи применения современных компьютерных технологий и новейшего электронного оборудования в конструкции устройства, позволяющих оперативно получать и обрабатывать информацию о выполненных полетах.

… Эффективность борьбы с лесными пожарами во многом зависит от своевременного обнаружения очагов возникновения огня, особенно это касается борьбы с торфяными пожарами. По данным «НИА-Природа», подавляющая доля пожаров лета 2002 года в России пришлась на возгорания на торфяниках. ТЬлько на территории Ярославской области был зарегистрирован 641 пожар общей площадью 3297,4 га, из них 78% пришлось на торфяные пожары. Своевременное обнаружение этих пожаров обычными способами, применяемыми в лесоохране, затруднено из-за наличия большого количества скрытых очагов горения. На НПК «ПАНХ» разработаны и рекомендованы к широкому применению современные методы аэровизуального обнаружения зарождающихся очагов скрытых, в том числе и торфяных, пожаров, основанные на принципе выделения объектов горения из общего фона контролируемой местности по разности температур. В этих целях успешно используется инфракрасная аппаратура сканирующих самолетных систем с фоторегистрацией тепловой карты местности на пленку, разработанная в середине 80-х годов Ленинградским. научно-исследовательским институтом лесного хозяйства совместно с НПК «ПАНХ» и Азовским, оптико-механическим заводом. – тепловизор «Ткйга-2». Как показали исследования, с помощью инфракрасной аппаратуры можно успешно находить очаги горения площадью 0,3-1 кв. м., расположенные на открытых участках, с высоты полета до 1000 м., а с высоты до 400 м. – скрытые или торфяные пожары размерами всего 0,5 х 0,5 м.

ВСУ Betty Bucket

Лесные пожары в Греции. 2002 г.

В природе пожары зачастую приобретают такие масштабы, что быстро справиться с ними невозможно. Здесь нужна совсем другая тактика, отличная от тушения пожара огнегасящей жидкостью или водой. Иногда, чтобы локализовать пожар, отрезать его основную волну от незатронутых огнем участков лесного массива, необходимо намеренно выжигать траву вокруг основного очага пожара. В основном такие поджоги производят ночью, когда уменьшается вероятность возникновения сильного ветра, способного раздуть пламя. На западе, как правило, для этого сбрасывают из специальных контейнеров, размещенных на внешней подвеске вертолетов типа Bell-212, порции горящей бензиновой смеси. Однако этот способ локализации очагов пожара небезопасен. В последнее время в США и некоторых странах Западной Европы для этих целей все чаще стали применять внешне безопасные зажигательные теннисные шарики, выбрасываемые с помощью специальной аппаратуры, размещенной в фюзеляже вертолетов типа MD-500 или Bell-206. Внутри шарика находится смесь перманганата калия и гликоля, которая впрыскивается в него на самом, выходе из разбрасывающего устройства. После падения на землю шарик самовозгорается и поджигает траву на выбранном участке местности. Искусственно выжженные таким образом участки земли служат противопожарными рубежами и успешно локализуют очаги пожара. Но есть и более простой способ создания противопожарных рубежей – раскладка вертолетом шнура со взрывчатым веществом перед фронтом лесного пожара с последующим, его подрывом.

В настоящее время за рубежом (преимущественно в США, Канаде, Австралии и некоторых странах Тихоокеанского бассейна) на тушении лесных пожаров с воздуха успешно используются тяжелые транспортные вертолеты типа СН-54 Helitanker, оборудованные стационарной системой слива огне гасящей жидкости. ТЬкой вертолет (длиной 27 м. и высотой около 9 м), оснащенный силовой установкой, состоящей из двух ГТД Pratt amp; Whitney Т73-700 общей мощностью 3579 кВт, способен доставлять к месту пожара и опрокидывать на огонь до 136000 литров воды в час. Стационарный бак вертолета емкостью 9000 л заполняется водой (из реки, озера, океана и даже цистерны) через специальный гофрированный шланг на режиме висения вертолета всего за 45 секунд. Компьютерная система вертолета сама вводит специальные добавки в воду и предлагает экипажу два варианта выброса воды: одним мощным потоком или дозированным, распылением.

Вертолет Ми-26 с ВСУ-15 на внешней подвеске из СВМ. Греция

Контрольные испытания ВСУ-5 на базе Геленджикского опытного лесхоза. 1998 г.

Аналогичные технические решения есть и в России. В середине 90-х годов были успешно проведены летные испытания нового пожарного Ми-26ТП, разработанного на Ростовском вертолетном заводе. Впервые он поднялся в воздух в августе 1994 года. Конструкция Ми-26ТП аналогична базовой (Ми-26Т), но на его борту дополнительно установлено современное противопожарное оборудование: четыре емкости для воды суммарным объемом 1Б у}, две емкости для химических добавок (0,9 м. 1) с системой их наддува до 1,4 кгс/см² , система слива огнегасящей жидкости и система дозировки химдобавок. В состав оборудования вертолета входят тепловизор, система спутниковой навигации, средства индивидуальной защиты экипажа и система связи с наземными пожарными подразделениями. Вертолет предназначен не только для тушения пожаров, но и для оперативной доставки специальной техники и десанта к месту выполнения работ. Сброс воды объемом 15 у? осуществляется всего за 35-45 с, однако заправка баков огнегасящим составом, хотя и занимает не более 2 мин, производится только на земле. Переоборудование транспортного Ми-26Т в пожарный вариант Ми-26ПТ составляет не более одного часа, что делает его очень мобильным, в эксплуатации.

Вот уже несколько лет успешно несут свою пожарную службу в Южной Корее вертолеты Ка-32, оборудованные стационарной системой тушения пожаров. Особенности соосной схемы вертолета – высокая тяговооруженность и маневренность, малые габариты и отличная управляемость – особенно эффективно проявились на борьбе с лесными пожарами. Как показала практика, Ка– 32 оказался намного эффективнее своих западных конкурентов, а в горной местности ему вообще нет равных. В 1998 году Ка-32 был сертифицирован по американским нормам летной годности, что позволило ему «получить прописку» по всему земному шару.

Работы по совершенствованию форм, и методов охраны лесов, разработке новых средств и технологий в области своевременного обнаружения, локализации и ликвидации лесных пожаров постоянно расширяются. Первые же результаты применения отечественных вертолетов на ликвидации лесных пожаров показали, что они не уступают лучшим зарубежным образцам. такого класса. Наши машины хорошо зарекомендовали себя в Греции, Южной Корее, на Кипре и в ряде других стран, куда поставляются с установленной стационарной системой пожаротушения и с комплектами водосливных устройств отечественного производства. По данным ИТАР-ТАСС, их уникальные возможности высоко оценены экспертами, не случайно правительства многих стран готовы для борьбы с пожарами приобрести или взять в долгосрочную аренду российские винтокрылые машины.

Трагедия под Читой: комментарий специалиста

Летные испытания ВСУ Betty Bucket на Ми-26. Италия, 2000 г.

Статья «Лес, огонь и водосливное устройство» была готова к печати, когда в Читинской области произошла трагедия: потерпел катастрофу вертолет Ми-26, работающий на тушении лесных пожаров. Погибли все 12 человек, находившихся на борту вертолета. Согласно одной из версий, машина упала на землю из-за того, что трос водосливного устройства, которым был оборудован вертолет, зацепился за рулевой винт. Прокомментировать ситуацию мы попросили Сергея ПАРШЕНЦЕВА.

– Авиационное происшествие не бывает следствием, какой-то одной причины. Ведет к нему, как правило, целая цепь роковых событий. То, что произошло с экипажем вертолета Ми-26 в небе над лесным пожаром в Читинской области – не исключение. Эта трагедия требует самого пристального, глубокого и всестороннего изучения. В средствах массовой информации прозвучало несколько версий произошедшего, но ни одну из них пока нельзя считать абсолютно верной. По основной версии катастрофа произошла из-за водосливного устройства (ВСУ-15А). Согласно этой версии трос, на котором, крепится ВСУ, после очередного слива воды на очаг пожара сильным восходящим потоком, воздуха был подброшен вверх и намотался на рулевой винт вертолета.

Известно, что общий вес конструкции ВСУ-15А с тросом внешней подвески длиной 30 м. выполненным из синтетического высокомолекулярного материала (СВМ), составляет 270-300 кг, в зависимости от комплектации. Такой грузовой строп, в отличие от металлических тросов, не раскручивается под действием растягивающих нагрузок, а специально спроектированная форма емкости ВСУ не создает в полете вращающих моментов, передаваемых через подвеску на вертолет. Как показывает опыт эксплуатации этого устройства (а также результаты выполненных нами ранее летных, теоретических и экспериментальных исследований), полет вертолета с порожним ВСУ на внешней подвеске не требует от экипажа действий, выходящих за ограничения «Руководства по летной эксплуатации». Полет характеризуется устойчивым поведением ВСУ во всем разрешенном диапазоне скоростей, включая и максимально допустимую – 180 км/час.

Незначительные поперечные маятниковые колебания ВСУ в полете могут возникнуть только при некоординированных разворотах, а продольные – при резком гашении скорости. Оба вида колебаний легко парируются летчиком, и затухают в процессе разгона скорости. Кроме того, в горизонтальном полете емкость, как заполненная, так и порожняя, не находится в активной зоне индуктивного потока, отбрасываемого несущим винтом. Поэтому динамический бросок ВСУ в лопасти НВ или РВ из-за возникшего перепада температур над очагом пожара и за его пределами или за счет потока воздуха, отбрасываемого НВ, маловероятен. Версия о том, что к трагедии привел шквальный ветер, уже отвергнута комиссией.

Обрыв грузового стропа из-за высоких динамических нагрузок, старения или износа материала каната в результате его интенсивной эксплуатации исключается. На всех вертолетах Ми-26 при эксплуатации ВСУ-15 в качестве грузового стропа используется синтетическая ленточная стропа ЛС-15, имеющая шестикратный запас прочности и выдерживающая нагрузку на разрыв около 100 т. Как показали результаты прочностных испытаний, канаты, отработавшие под нагрузкой более 350 час в течение последних 3 лет, не утратили свои первоначальные характеристики и подтвердили свою высокую прочность. Кроме того, все строповочные элементы водосливного устройства перед допуском к эксплуатации прошли строгие стендовые испытания на базе ЗАО «Техноэкос» – основного разработчика ВСУ-15 и только после этого были рекомендованы к широкому использованию на тушении лесных пожаров с воздуха.

Не исключена возможность столкновения в полете порожнего ВСУ с препятствиями, например, проводами линий ЛЭП или кронами деревьев. По предварительным данным, вертолет, выполнив очередной слив воды, перешел в режим разгона скорости вниз по склону горы. Заход на пожар в холмистой или горной местности требует от экипажа очень четкого выдерживания высоты прохода водосливного устройства над препятствиями в зоне пожара.

При существующей у нас технологии тушения лесных пожаров с воздуха пилотирование вертолета в момент его захода на очаг пожара и ухода после сброса воды, как правило, осуществляется по командам бортоператора внешней подвески. Такая технология работ требует особенно четкой организации работы пилота, а также совершенной координации действий всего экипажа в целом. Возможно, экипаж Ми-26 не был подготовлен к такому полету.

Вероятность того, что результатом трагедии стала ошибка в определении высоты прохода ВСУ над препятствиями, на мой взгляд высока. Зацеп водосливного устройства или его каната за кроны деревьев при перемещении вертолета вниз по склону горы мог привести к недопустимому сближению каната с рулевым винтом вертолета, его рассечению винтом и последующей намотке каната на втулку РВ. Фрагмент каната, оставшегося в замке внешней подвески вертолета после его крушения, может служить доказательством такой версии. В любом случае, налицо нестандартное поведение ВСУ на внешней подвеске, вызваное либо неисправностью техники, либо человеческим фактором.

Считаю, что не внутренняя комиссия МЧС, а только межведомственная комиссия должна сделать окончательные выводы о причинах этой трагедии. К расследованию обязательно должны быть привлечены специалисты в области разработки новых средств и технологий применения вертолетов в борьбе с лесными пожарами.

Уверен, что отдать долг памяти погибшему экипажу необходимо, но не надо читать панихиду вертолету и всем. тем. перспективным исследованиям, которые в настоящее время ведутся в области защиты лесов от пожаров.