В последнее время резко активизировались программы модернизации вертолетов. Однако этот процесс оказался не настолько простым, как это представлялось на первый взгляд. С какими проблемами столкнулись разработчики модернизированных винтокрылов?

Во-первых, необходимость установки более мощных двигателей привела к увеличению выделяемого тепла в том же объеме подкапотного пространства. В результате, возникла серьезная проблема оптимизации процесса охлаждения подкапотного пространства силовой установки (СУ).

Разработка специальных моделей дала возможность смоделировать движение воздуха в подкапотном пространстве и оценить тепловые потоки, что позволило не только снять проблему, но и проверить работу СУ на соответствие требованиям в жарких климатических условиях применения.

Вторая проблема также связана с двигателями. Необходимо создавать новые входные устройства (ВУ), которые имеют особенно важное значение, так как от их характеристик зависят общие характеристики вертолета. Например, 2%-ые потери во ВУ приводят к 4% потери мощности. Если у новых двигателей расход воздуха увеличился на 15%, требуется новая конфигурация ВУ, которая не снижала бы мощность.

Кроме потерь, ВУ вертолетов играют жизненно важную роль в условиях обледенения, когда лед может стать причиной самовыключения двигателей, поэтому эффективность работы противообледенительной системы ВУ не менее важна, чем потери на входе.

Третья проблема - внедрение электронных систем управления двигателей типа FADEC (цифровые системы управления с полной ответственностью, т.е. без гидромеханического дублирования), которые исключили ручной режим обратной связи. Исследования показали, что уровень надежности работы таких систем составляет 1 отказ на 100 000 часов полета. Определение и оценка новых функций, которые исключают влияние на САУ различных аномалий, которые имели место на первых моделях и приводили к отказам, позволило поднять безотказность до уровня 1 отказ на 1 000 000 часов налета.

Еще одна проблема - работа топливной системы в зимних условиях. Выполнен большой объем работ по моделированию работы топливных насосов при отрицательных температурах (определялись параметры скорости подачи топлива, содержащего воду, анализировались конфигурации топливных фильтров, тонкость фильтрации и т.п.).

Наконец, сегодня на повестке дня создание активной системы управления двигателями (АСУД), которая снижала бы уровень шума (где необходимо) и повышала летно-технические характеристики (где возможно).

Основное воздействие на уровень шума вертолета оказывает оказывать скорость движения законцовок лопастей несущего винта (НВ), которая может быть уменьшена за счет понижения скорости вращения НВ (до 10%). Напротив, повышение ЛТХ может быть достигнуто за счет повышения оборотов двигателей. В случае, когда нет ограничений по шуму (при полетах на больших высотах), НВ может работать на более высоких оборотах, где он более эффективен. Для обеспечения энергичного пилотирования (без резких изменений оборотов НВ), в АСУД предусмотрено автоматическое ограничение законов регулирования с целью предотвращения превышения допустимых параметров.

Решение этих и других сложных проблем позволило не только реально модернизировать вертолеты, но и разработать средства и методы, которые будут использоваться для дальнейших разработок....