Вертолёт, 2008 №2

Остается добавить, что 95 % существующих в мире вертолетов выполнены с одним несущим винтом, оснащенным «пляшущей тарелкой», как называли этот подшипник не лишенные чувства юмора англичане.

На первых вертолетах, которые сумели оторваться от земли, лопасти крепились к опоре жестко, как крыло самолета к фюзеляжу. Но лопасти «потребовали» для себя большей свободы, и, чтобы получить возможность изменять угол атаки лопасти, ввели осевой шарнир. Затем оказалось, что лопасти надо позволить совершать свободные маховые движения в вертикальной плоскости — появился горизонтальный шарнир. Создание классической трехшарнирной подвески лопасти завершил вертикальный шарнир, относительно которого лопасть могла совершать движения в плоскости своего вращения.

Главным действующим лицом всех трех шарниров стали, разумеется, подшипники. Конструкция этих подшипников была разная, но роднила их необходимость противостоять огромным центробежным силам лопасти. К тому же вследствие колебательных движений лопасти тела качения, шарики или ролики, контактировали с опорными поверхностями на небольших участках, как бы «топтались» на месте. Поэтому контактирующие участки быстро повреждались, ограничивая возможности вертолета.

Конструкторы всеми силами старались повысить долговечность подшипников. Б упорных кольцах подшипника осевого шарнира они применяли самые прочные марки сталей, увеличивали поверхностную твердость закалкой, полировали до высшего класса точности. Пробовали различные материалы для сепараторов, изменяли геометрические формы роликов, повышали точность их изготовления. Тем не менее долговечность подшипника оставалась по- прежнему очень малой.

Однажды в ходе стендовых испытаний осевого шарнира произошло что-то непонятное — один из подшипников, вроде такой же, как и другие, проработал достаточно долго без признаков повреждений. Узел разобрали и обнаружили брак: три из восемнадцати пазов сепаратора, в которых размещались ролики, были прорезаны не строго по радиусу сепаратора, а под небольшим углом к нему.

Инженеры, честь им и хвала, подтвердили истину, что могут объяснить любые результаты эксперимента. Оказалось, что при наклоне оси гнезда ролика относительно радиального положения одновременно с качательным движением ролика возникает его скольжение в определенном направлении относительно упорных колец. Место контакта ролика с кольцами начинает смещаться, в работу включается большая часть поверхностей контактирующих тел. Соответственно увеличивается долговечность подшипника. Бсе это благодаря нечаянно открытому феномену самопроизвольного возникновения вращательного движения. Имя нерадивого фрезеровщика, допустившего грубое нарушение чертежа, осталось неизвестным.

Этот подшипник «начал жить» еще до того, как был признан законным. К тому же он, в отличие от своих сородичей, предназначался не для снижения сил трения, а для поддержания их на определенном уровне. Так он и назывался — подшипник-демпфер.

Его история началась с того, что автор настоящей статьи (в то время молодой специалист) для борьбы с флаттером лопастей несущего винта предложил заменить упорный роликовый подшипник осевого шарнира на подшипник скольжения. Этот подшипник изготавливался из антифрикционного, не требующего смазки металлофторопластового материала. На предложенный «противофлаттерный подшипник-демпфер» было выдано авторское свидетельство. Флаттер же в конце концов благополучно устранили более традиционными способами.

Однако оставалась идея — применить не требующие смазки подшипники скольжения в других шарнирах вертолета. Бместе с несколькими энтузиастами молодому специалисту удалось организовать опытное производство металлофторопластовых подшипников в виде неразрезных цилиндрических втулок. Для практического использования нужно было сертифицировать новый материал. Поскольку сертификация дело хлопотное, изобретатели оставили ее «на потом».

Между тем пока в маленьком мирке подшипников подгонялись друг к другу отдельные детали, на планете Земля происходили важные события. Холодная война становилась все холоднее и грозила перейти в горячую фазу. Бставали на боевое дежурство американские атомные подводные лодки с баллистическими ракетами на борту. Они обладали высокой скоростью хода, могли погружаться на большие глубины и легко уходили от преследования.

Ответ Боенно-морского флота СССР — создание противолодочного вертолета Ка-25. Бертолет мог размещаться на открытой палубе и в ангарах надводных кораблей, обладал эффективной аппаратурой поиска, обнаружения и уничтожения подводных лодок. Остудить горячие головы Пентагона был призван первый поход в Средиземное море крейсера «Москва» с четырнадцатью вертолетами Ка-25 на борту. Учения намечалось провести осенью 1968 года. За полгода до намеченной даты случились аварии двух вертолетов Ка-25 по причине земного резонанса, явления с быстрым ростом опасных колебаний лопастей относительно вертикальных шарниров. Эксплуатация вертолетов была приостановлена, международный дебют «Москвы» оказался под угрозой срыва.

Требовались срочные меры. Работы в ОКБ Камова шли без выходных, а иногда и без сна. Перепробовали все, что казалось реализуемым в короткие сроки: улучшенное шасси, усиленный фюзеляж, модифицированный фрикционный демпфер вертикального шарнира. Бертолет становился устойчивее, но риск повторения аварий оставался. Это было недопустимо и само по себе, и в особенности на виду у всей просвещенной Европы. Положение спасла дожидающаяся своего часа на полке экспериментальной лаборатории металлофторопластовая цилиндрическая втулка — подшипник-демпфер вертикального шарнира. На вертолете с этими подшипниками не удалось обнаружить никаких признаков опасной неустойчивости.

Проблему сертификации металлофторопласта решили изящно и просто: в чертежной документации назвали его не материалом, а конструкцией. Б течение двух месяцев наладили серийное производство спасительных подшипников и оснастили ими все предназначенные к походу вертолеты.

Крейсер «Москва» отдал швартовы в назначенный срок — 19 сентября 1968 года. Через пару дней он прошел пролив Босфор и сразу оказался под прицелом фотокамер зарубежных «коллег» с самолетов и эсминцев. Это не помешало вертолетам Ка-25 обнаружить несколько подводных лодок вероятного противника и поразить их, разумеется, условно.

Маленькие, скромные подшипники оказались в нужное время в нужном месте.

Тренажеростроение: стратегия развития

Генеральный директор ЦНТУ «Динамика» А. Литвиненко в кабине тренажера вертолета Ми-35М

Развитие вертолетного тренажеростроения в России напрямую связано с теми структурными изменениями, которые происходят сегодня в отечественном вертолетостроении. Процесс консолидации активов в рамках единой интегрированной структуры, подконтрольной государству, фактически находится в стадии завершения. Корпорация «Оборонпром», выступающая интегратором этого процесса, ставит перед управляющей холдинговой компанией «Вертолеты России» весьма амбициозную задачу: завоевать к 2015 году одно из ведущих мест в мировом вертолетостроении, освоив не менее 15 % рынка поставок вертолетной техники и доведя общий объем продаж вертолетов до 400 млрд. рублей. Решение этой задачи потребует особенно пристального внимания к вопросам, связанным с подготовкой летного состава и инженерно-технических служб, обеспечивающих безопасность полетов вертолетов. Прежде всего, это связано с тем, что основной причиной авиационных происшествий с вертолетами всех классов все еще остается человеческий фактор (70–80 %). Поскольку проблема обеспечения безопасности полетов давно уже стала всеобщей, подходы к ее решению в немалой степени будут определять успех в борьбе за долю мирового рынка поставок вертолетов.