Особенности противообледенительной защиты (ПОЗ) вертолетов на земле

Е.В. Стрижевская

Особенности противообледенительной защиты (ПОЗ) вертолетов на земле

Краткий обзор учебного материала ЦПРС ГА

 

Наземное обледенение воздушных судов (ВС­) - это факт наличия на поверхности ВС снежно-ледяных отложений (СЛО) различных видов или условий для их образования на ВС. Противообледенительная защита (ПОЗ) ВС на земле/ Aircraft Ground De-icing/Anti-icing Operations в международной практике обеспечения безопасности полетов в условиях наземного обледенения или после прекращения их воздействия на ВС включает такие процедуры как удаление обледенения/СЛО (de-icing) и защита от обледенения (аnti-icing). Выполнение этих процедур для вертолетов имеет свои особенности, связанные с конструкцией вертолета и значительным негативным влиянием СЛО, находящихся на его поверхности, на безопасность полетов.  

 

Рис. 1

 

        1. Конструктивные особенности вертолета

        Вертолет (Rotorcraft) - воздушное судно, которое динамически взаимодействуя с воздухом, выполняет вертикальные взлет и посадку/полет/ висение за счет вращения несущего и рулевого винтов (элементы основных конструктивных схем).

        Несущий винт (НВ) предназначен для создания подъемной силы, движущей (пропульсивной) силы и управляющих моментов.   Лопасти НВ благодаря наличию на втулке трех шарниров (горизонтального, вертикального и осевого) совершают в полете сложное движение: - вращаются вокруг оси НВ, перемещаются вместе с вертолетом в пространстве, изменяют свое угловое положение, поворачиваясь в указанных шарнирах. Очевидно, что аэродинамика лопасти несущего винта сложнее аэродинамики крыла самолета. Рулевой винт (РВ) вертолёта создаёт тягу для компенсации реактивного момента и служит для управления полетом по курсу. Многолопастный рулевой винт может быть размещен в кольцевом канале киля (фенестрон). Количество лопастей НВ вертолетов различных типов – от двух до восьми. Важные параметры для выполнения немеханизированных процедур ПОЗ: диаметр окружности, по которой движутся концы лопастей при работе НВ на месте, у современных вертолетов составляет 14-35 м; высота вертолета, например, у Ми-8 около 5м, у Ми-26 – более 8 м.

        Силовая установка вертолета (СУ) вертолета служит для привода НВ, РВ и агрегатов вертолета и состоит из двигателя (2 двигателей), элементов крепления, воздухозаборников, выходных устройств, каналов и систем: управление двигателями, топливной, масляной, пожарной защиты, противообледенительной.
Бортовая противообледенительная система (ПОС) вертолета предназначена для защиты от образования СЛО лопастей НВ и РВ, двух передних смотровых стекол кабины экипажа и воздухосборников.

        Система управления вертолета состоит из трех независимых систем: для продольно-поперечного, путевого и управления общим шагом НВ. Автомат перекоса – механизм управления НВ - обеспечивает управление горизонтальным и вертикальным перемещением вертолёта, а также его наклоном по крену и тангажу.

 

Фенестрон вертолета Лопасти НВ Ми-26

Рис.2

         Фюзеляж включает: кабины пилотов и пассажиров (с остеклением), грузовой отсек, топливные баки, хвостовую и концевую балки; посадочные устройства могут включать колеса, полозья, баллоны. Передние стекла кабины пилотов электрообогреваемые, снабжены стеклоочистителями. В схемы конструкции вертолетов могут быть включены крыло и оперение. Крыло несколько снижает эффективность винта при взлёте, но дает выигрыш в крейсерском полёте на дальние расстояния. Стабилизатор предназначен для улучшения характеристик продольной устойчивости и управляемости вертолета, а также эффективности перехода несущего винта на режим самовращения при отказе двигателей.

        

        2. Негативное влияние СЛО, находящихся на поверхности вертолета, на безопасность полета

        Снежно-ледяные отложения представляют собой различные виды кристаллов воды: снег, лед, иней, изморозь и смешанные формы. Такого рода шероховатости, находясь на поверхности лопастей НВ и РВ вертолета, изменяют их аэродинамические профили и режим обтекания воздухом, что приводит к нерасчетным режимам работы вертолета.

        2.1. Условия образования снежно-ледяных отложений (СЛО):

        а) Климатические (естественные) условия образования СЛО

        Различные     виды снежных осадков, замерзающие туман, морось и дождь, а также высокая относительная влажность и температура окружающего воздуха (Тов), способствующие образованию СЛО, указываются в метеосводках, см. Инструктивный материал по кодам METAR, SPECI, TAF, Росгидромет, 2015 г.

        Внимание!   Образование инея происходит в так называемых «хороших метеоусловиях»: облачные осадки отсутствуют, скорость ветра 1-2 м/сек, высокая относительная влажность воздуха, температура окружающего воздуха от +3°С...+5°С и ниже.

        Примечание. Условия включения с земли бортовой противообледенительной системы двигателей вертолета указаны в РЛЭ: наличие в атмосфере водяных паров при температуре ниже +5^о С, переохлажденных капель воды и кристаллов.

        б) Технические условия образования СЛО. Работающие на земле возле вертолета технические средства также могут быть источниками снежно-ледяных отложений на его поверхности как при заносе снега и слякоти с поверхности аэродрома так и при переносе ветром водяных паров от работающего деайсера и теплого воздуха от его источника.

        2.2. Негативное влияние основных локализаций СЛО

        а) Основную опасность представляют СЛО на лопастях НВ и РВ:

        - изменяют форму профиля лопасти и режим обтекания воздухом, что приводит к ухудшению аэродинамических характеристик НВ и РВ: увеличивается лобовое сопротивление

НВ и РВ, существенно снижается коэффициент подъемной силы профиля Су, нарушается баланс НВ, симметрия вращающихся компонентов,

        - значительно увеличивается сопротивление лопасти, СЛО вызывают повышенные вибрации вертолета, приводят к резкому ухудшению летных характеристик вертолета, его устойчивости и управляемости; увеличиваются минимальные и снижаются максимальные скорости полета, ухудшается маневренность, может уменьшиться тяга, возможно возникновение проблем с управлением и контролем и потеря управления вертолетом;

        б) СЛО на поверхности фюзеляжа приводит к увеличению полетного веса и увеличению профильного сопротивления фюзеляжа и ухудшению летных характеристик;

        в) СЛО на воздухозаборниках двигателей при срыве и попадании в двигатель могут вызвать его выключение или разрушение.

        3. Эксплуатационные правила ПОЗ для вертолетов        

        3. 1. Особенностью эксплуатации вертолетов является во многих случаях базирование вне аэродрома (аэродромной инфраструктуры для ПОЗ). При этом требования Концепции чистого ВС, регулирующие полеты ВС в условиях наземного обледенения, применяются как к самолетам, так и к вертолетам. В ГА РФ ФАП-128, п.2.14: «Запрещается начинать полет, если присутствует иней, мокрый снег или лед на поверхностях крыльев, фюзеляжа, органов управления, оперения, воздушных винтов, лобового стекла, силовой установки или на приемниках воздушного давления барометрических приборов воздушного судна, если иное не предусмотрено РЛЭ». Наиболее полно и четко Концепция чистого ВС изложена в Приложении 6 к Конвенции о международной гражданской авиации. Часть I. Международный коммерческий воздушный транспорт. Самолеты, Изд.10, июль 2016 г., раздел 4.3.5 Метеорологические условия,4.3.5.6 Полет, который планируется или ожидается выполнять в предполагаемых или известных условиях обледенения на земле, начинается только в том случае, когда ВС прошло проверку на предмет обнаружения обледенения и на нем, по мере необходимости, были проведены работы по устранению/предотвращению обледенения. Наросты льда или других образующихся естественным путем загрязнений удаляются, чтобы ВС было в состоянии годности к полетам перед выполнением взлета. ИКАО определяет пригодность к полетам - как "Состояние воздушного судна, двигателя, воздушного винта или его части, когда они соответствуют утвержденной конструкции и находятся в состоянии для безопасной эксплуатации" (Приложение 8 к Конвенции, Летная годность воздушных судов).

        3.2. Руководство по ПОЗ вертолетов на земле

        Применение механических средств не должно вызывать повреждение обрабатываемого элемента конструкции вертолета, например, при удалении примерзших СЛО с ударным воздействием со смотровых панелей и крышек лючков прилагаемые усилия не должны приводить к их повреждению и к повреждению закрывающих механизмов.

        Механическое воздействие должно выполняться с особым вниманием к композитным материалам, датчикам приборов, антеннам, триммерам лопастей НВ.

        Тепловое воздействие эффективно для удаления СЛО в зоне трансмиссии, компонентов НВ и моторного отсека, а также для облегчения удаления примерзших чехлов. обработки, указанного производителем вертолета в ЭД, возможно расслоение   композитных материалов лопастей вертолета.  

        От воздействия теплого воздуха при таянии СЛО образуется вода. Не следует допускать замерзания воды во избежание проблем с блокированием движения механизмов систем управления, электрическими цепями, дренажной линией и других проблем. Также при удалении льда теплой водой необходимо исключить возможность попадания воды в механизмы и полости, где замерзание ее может привести к отказу в работе систем ВС. В целях предупреждения повторного образования льда поверхность ВС обдувают теплым воздухом. Применение ПОЖ для удаления СЛО не рекомендовано.

        3.2.2. Для защиты от образования СЛО на поверхности вертолета (anti-icing) в условиях обледенения во время стоянки используется ангaрное хранение. Для вертолета, находящегося на   открытой стояночной площадке применяются чехлы из водонепроницаемых материалов для защиты несущего и рулевого винтов и трансмиссии. Чехлы для носовой части фюзеляжа защищают окна кабины пилотов и датчики приборов. Установка заглушек для двигателя также обеспечит защиту от обледенения во время стоянки.

        При подготовке к полету время необходимое для ПОО вертолетов различных типов зависит: от применяемых средств и методов, от геометрических размеров обрабатываемых поверхностей, а также от массы СЛО и от соединения их с поверхностью. СЛО могут быть подвижными и примерзшими. Для организации и выполнения ПОО высота вертолета, определяет необходимость применения механизированных средств, например, высота без РВ    у Ми-8 ~4,7 м, с вращающимся РВ~5,7м. При выполнении работ по ПОЗ также важно для персонала соблюдать осторожность с любыми покрытыми льдом скользкими поверхностями вертолета и иметь необходимые средства индивидуальной защиты.

        3.2.3. Контроль состояния поверхностей после выполнения процедур удаления СЛО и снятия средств защиты от образования СЛО выполняется для подтверждения летной годности вертолета и принятия экипажем решения о взлете.

 

         3.3. Подготовка персонала

         Вопросы обеспечения безопасности полетов во многом зависят от человеческого фактора и требуют высокого профессионализма как руководящего персонала, так и непосредственных исполнителей. При этом особое внимание должно быть уделено следующим вопросам:

а) Программа подготовки персонала, выполняющего ПОЗ конкретного типа вертолета, должна кроме теоретических вопросов максимально учитывать имеющийся в подразделении ГА опыт практической работы по ПОЗ, в том числе и по вопросам безопасности труда. Важным вопросом в подготовке персонала является мотивация к качественному и своевременному выполнению обязанностей и ответственность, когда сотрудники при выполнении любых операций учитывают их возможные последствия для безопасности полетов.

б) Подготовленные квалифицированные специалисты эксплуатанта/поставщика услуг разрабатывают Руководство по ПОЗ вертолетов на земле - основной документ для выполнения этих работ в соответствии с производственными задачами и условиями своего предприятия.

в) Качество выполнения ПОЗ вертолета, конечной целью которой является безопасный взлет, определяют не только организация и оснащение производства, но и обучение персонала, данного предприятия.     

 

        4. Основные положения ПОЗ вертолетов на земле

        С учетом перечисленных выше конструктивных и эксплуатационных особенностей в соответствии с требованиями Концепции чистого ВС для обеспечения безопасности полетов Основные положения ПОЗ вертолетов на земле определяют:

1. Порядок выполнения процедур ПОЗ при подготовке к полету включает:

- контроль состояния поверхности для выбора средств и методов ПОО,

- выполнение ПОО, необходимой для данного состояния поверхностей вертолета.

2. Процедуры ПОЗ выполняются в соответствии с ЭД разработчика и Руководством по ПОЗ эксплуатанта/поставщика услуг персоналом, прошедшим специальную подготовку, с применением рекомендованных средств:

- для удаления СЛО (de-icing): механические и/или термические (теплый воздух и инфракрасный нагрев, теплая вода);

- для защиты от образования СЛО (anti-icing): ангары, чехлы, заглушки.

3. Действия после выполнения процедур ПОЗ:

- контроль состояния поверхностей вертолета для принятия решения о взлете;

- включение экипажем на земле бортовой ПОС вертолета по РЛЭ в соответствии с фактическими метеорологическими условиями.        

                                   

Скачать