Шарнирный подшипник с керамическим покрытием внутреннего кольца, устанавливаемый в механизме несущего винта вертолета, был подвергнут всесторонним испытаниям с целью еще раз доказать, что его использование увеличивает летный ресурс и, следовательно, снижает затраты на техобслуживание и текущий ремонт вертолета.

 

Разрабатывая шарнирный подшипник с керамическим покрытием внутреннего кольца серии Ampep XLNT, специалисты компании Ampep, входящей в состав Аэрокосм ического отделения SKF, ставили перед собой конкретную задачу – предложить компаниям-производителям вертолетов и их клиентам изделие, которое, обладая большим запасом прочности, позволило бы снизить затраты на техобслуживание и текущий ремонт, сократить потери вследствие простоев и уменьшить издержки в процессе эксплуатации вертолетов. Английская компания Ampep, расположенная в г. Кливдон вблизи Бристоля, занимается производством самосмазывающихся подшипников скольжения более 40 лет.

Шарнирные подшипники изготавливаются из нержавеющих и коррозионно-стойких сталей, являются самосмазывающимися и не требуют технического обслуживания. Они компактны, отличаются чрезвычайно высоким отношением грузоподъемности к весу и используются в первичных и вторичных системах управления полетом. Обычно они имеют конструкцию шарнирного типа (monoball). Внутреннее кольцо изготавливается из объемнозакаливаемой стали, а его сферическая поверхность имеет керамическое покрытие. Наружное кольцо снабжено вкладышем из композитного материала на основе армированного стекловолокном политетрафторэтилена (ПТФЭ). Для точной пригонки к сферической поверхности внутреннего кольца и обеспечения оптимальной поверхности скольжения наружное кольцо изготавливается методом холодной формовки вокруг внутреннего кольца. Керамическое покрытие сферической поверхности внутреннего кольца наносится с примене- нием технологии термическ ого напыления.

Серия Ampep XLNT уже прошла всесторонние внутрифирменные испытания в лаборатории компании Ampep в Клиндоне, а их результаты признаны всеми крупнейшими европейскими компаниями-производителями вертолетов. По результатам этих испытаний подшипник серии Ampep XLNT был включен в номенклатуру штатных деталей вертолетов.

Одна из компаний, MD Helicopters Inc. (MDHI), заинтересовалась возможностью использования этого продукта в качестве шарнирных соединений тяг механизма управления шагом лопастей несущего винта на производимом этой компанией вертолете типа Explorer.

MD Explorer представляет собой пятилопастной, многоцелевой двухмоторный вертолет с механизмом управления шагом лопастей, оснащенным полным комплектом шарнирных соединений втулки несущего винта, бесшарнирной подвеской лопастей и лонжеронами лопастей из композитных материалов.

Тяги механизма управления шагом лопастей работают в непрерывном режиме, изменяя углы установки лопастей при каждом обороте втулки несущего винта. Один конец такой тяги соединен с кольцом автомата перекоса, а другой — с поводком лопасти. Такой непрерывный режим работы вызывает быстрый износ шарнирных подшипников, срок службы которых на вертолетах типа MD Explorer обычно не превышает 300 часов.

В проекте мониторинга принимали участие несколько компаний и организаций. Прежде всего, были налажены контакты с компанией Specialist Aviation Services (SAS), которая расположена на территории аэропорта «Ставертон» в графстве Глостершир. Эта компания является агентом по продаже вертолетов компании MDHI и, кроме того, предоставляет услуги компаниям-операторам по техобслуживанию и текущему ремонту вертолетов.

Проконсультировавшись с компаниями-операторами, SAS предложила выделить для участия в этой программе три своих вертолета. Затем было направлено предложение компании-производителю вертолетов, которая дала согласие на осуществление проекта при условии, что в программу мониторинга будет включен один из вертолетов Лондонской вертолетной службы экстренной медицинской помощи Virgin HEMS, известный быстрым износом шарниров тяг механизма управления шагом лопастей.

Всего в программе мониторинга задействовано четыре вертолета: два полицейских вертолета (полиция графств Уэст-Мидлэндз и Уэст-Йоркшир) с высоким коэффициентом использования и ежемесячным налетом 100 часов каждый; один вертолет, используемый совместно полицией и службой скорой медицинской помощи графства Уилтшир; и один вертолет Лондонской вертолетной службы экстренной медицинской помощи Virgin HEMS с большой цикличностью работы и общим ежемесячным налетом 40 часов. Все они должны были создать тяжелые условия испытаний для подшипников, а результаты мониторинга этих четырех вертолетов должны были дать ясное представление об эффективности работы этих подшипников на вертолетах типа MD Explorer.

Подшипники, используемые на вертолетах типа MD Explorer, отнесены к классу деталей, замена которых производится «по состоянию». Это означает, что срок службы этих подшипников не регламентирован при условии, что их износ не превышает критических пределов. В интересах безопасности полетов SKF рекомендовала использовать гораздо более строгие критерии их предельно допустимого износа.

В рамках программы мониторинга по мере наступления сроков периодического регламентного обслуживания инженер SKF присутствовал при каждом профилактическом осмотре каждого вертолета, которые проводились после каждых 50 летных часов. При каждом осмотре технический персонал SAS производил демонтаж тяг механизма управления шагом лопастей для того, чтобы инженер SKF мог замерить и зарегистрировать величину радиального и осевого зазора шарнирных подшипников при помощи специальных приспособлений, разработанных и изготовленных SKF. На вертолете полиции графства Уэст-Мидлендз были заменены только те подшипники, которые расположены на концах тяг, соединяемых с поводками лопастей. Тем не менее, при демонтаже тяг для проведения замеров проводились также замеры и регистрация величин зазоров штатных шарнирных подшипников на концах тяг, соединяемых с кольцом автомата перекоса, хотя TSN («время с тех пор, как новый») для этих подшипников в точности не определено. На вертолете полиции графства Уэст-Йоркшир и вертолете Лондонской вертолетной службы экстренной медицинской помощи Virgin HEMS подшипники серии Ampep XLNT были установлены на все пять тяг механизма управления шагом лопастей (верхние и нижние). На вертолете полиции и службы скорой медицинской помощи графства Уилтшир тяга управления шагом лопасти 1 была оборудована новыми подшипниками от существующего поставщика, в то время как подшипники серии Ampep XLNT были установлены на тягах управл ения шагом лопастей 2, 3, 4 и 5. Это позволило произвести прямое сравнение работы двух исполнений подшипников на этом вертолете.

С начала программы мониторинга было накоплено значительное количество летных часов:

• Графство Уэст-Мидлендз 627 часа
• Графство Уэст-Йоркшир 632 часа
• Графство Уилтшир 429 часов
• Служба Virgin HEMS 243 часа

На сегодняшний день получены отличные результаты.

Величины зазоров подшипн иков серии Ampep XLNT увеличились весьма незначительно. Таким образом, SKF продемонстрировала, что можно достичь существенного улучшения технических параметров подшипников. Кроме того, появилась возможность уменьшения времени простоя вертолетов за счет увеличения периодичности замеров до 100 летных часов. В настоящее время рассматриваетсявозможностьдальнейшего увеличения периодич- ности замеров на вертолете графства Уэст-Йоркшир до 200 летных часов, т.к. этот вертолет вскоре должен быть придан подразделению воздушной поддержки, где будет находиться в режиме круглосуточного дежурства.

Подшипники Ampep XLNT с легкостью перейдут рубеж 1000 часов. Даже с учетом рекомендованных (более строгих) критериев определения предельно допустимого износа, результаты показывают увеличение срока службы от 5 до 10 раз по сравнению с существующим решением.

Мониторинг подшипников Ampep XLNT будет продолжаться до тех пор, пока не будет установлен их истинный срок службы и не будет произведен количественный анализ экономического эффекта для компании-оператора с точки зрения затрат на эксплуатацию. Судя по имеющимся на сегодняшний день результатам, единовременный экономический эффект от использования подшипников серии Ampep XLNT уже очевиден.

---

УЧАСТНИКИ

Завод компании MDHI в г. Meсa, штат Аризона, производит и продает несколько моделей легких одно- и двухмоторных вертолетов, отличающихся высокими техническими характеристиками. Среди них модели MD Explorer®, MD 600N®, MD 520N®, MD 530F® и MD 500E®. Компания специализируется на обслуживании правоохранительных органов, санитарной авиации и корпораций, для которых ее продукция прекрасно подходит.

Компания Specialist Aviation Services предлагает комплексные услуги по установке оборудования, техническому обслуживанию и эксплуатации летательных аппаратов. Две ее дочерние компании специализируются в оказании технической поддержки службам экстренной медицинской помощи и полиции.

Подразделение воздушной поддержки изо дня в день участвует в оказании любых видов экстренной помощи. Ежегодно его сотрудники проводят в воздухе в общей сложности примерно 900 часов, выполняя около 1200 вылетов в год. Для их успешной работы важно иметь надежный вертолет, поэтому все, что делается для повышения этой надежности, включая увеличение срока службы подшипников, встречает одобрение.

Лондонская вертолетная служба экстренной медицинской помощи (Virgin HEMS London Air Ambulance) базируется на территории Королевской лондонской больницы, расположенной в районе Уайтчепель. Обслуживает территорию площадью 700 кв. миль в пределах Лондонской кольцевой дороги M25. Оказала дооперационную медицинскую помощь при травмах 17,5% населения Великобритании. С тех пор, как эта служба была организована в 1989 году, бригады врачей совершили более 14500 вылетов. Служба работает все 365 дней в году и является единственной службой санитарной авиации в Великобритании, где на каждый вызов вылетает бригада в составе старшего врача и фельдшера, прошедших специальную подготовку по оказанию медицинской помощи пациентам, пострадавшим в результате аварии. Как правило, вертолет может подняться в воздух в течение двух минут и прибыть в любой район в пределах зоны обслуживания через 12 минут. Эта служба частично финансируется Национальной службой здравоохранения и организацией Virgin, хотя для продолжения ее работы требуются дополнительные средства, которые поступают от населения.

Базирующееся на территории Бирмингемского международного аэропорта подразделение воздушных операций графства Уэст-Мидлендз оказывает круглосуточную помощь 365 дней в году. В 2000 году оно приняло в эксплуатацию вертолет MD 902 Explorer, который оснащен самым совершенным авиационным оборудованием и коммуникационными системами.