Вертолет, 2003 № 03

Поэтому в настоящее время практически все зарубежные фирмы отказались от намоточного варианта изготовления лопастей и перешли к выкладочному, занявшись его механизацией: раскроем листов путем резки струей воды или лазерным способом, механизацией укладки, автоматизацией режима прессования, контролем прессования.

На фирме КАМОВ продолжается совершенствование и развитие конструкции и технологии производства лопастей методом выкладки и прессования в жесткой наружной прессформе.

Лопасти Б-7 и Н-1 с использованием стеклоткани сатинового переплетения были спроектированы для относительно легких вертолетов и поэтому работали при сравнительно небольших нагрузках. Для лопастей более скоростных и тяжелых вертолетов Ка-27 и Ка-32 с диаметром несущего винта 15,9 м использовался уже стеклопластик на основе высокопрочной и высокомодульной кордной стеклоткани, предел прочности которой в 2,4 раза, а модуль упругости в 3,2 раза выше, чем соответствующие показатели стеклоткани сатинового переплетения.

При проведении летных испытаний вертолета Ка-27 на нижнем винте были зафиксированы повышенные нагрузки. После всестороннего анализа замеренных в полете нагрузок в лонжероне лопасти нижнего винта 20% стеклопластика заменили углепластиком, имеющим, модуль упругости в 3 раза больший, чем у стеклопластика. Это позволило «отстроить» частоту собственных колебаний лопасти от резонансной частоты с необходимым, запасом. Нагрузки на несущую систему со стеклоуглепластиковыми лопастями уменьшились на 30%, что привело к увеличению ресурса различных агрегатов, подверженных воздействию динамических нагрузок, в 2-3 раза. Таким образом, без изменения конструкции, размеров и массы лопасти была проведена ее доводка. Эти лопасти выпускаются серийно.

Лопасти из ПКМ маневренного боевого вертолета Ка-50 имеют двухконтурный лонжерон и стреловидную концевую часть, см. рис. 4. Промежуточная стенка, установленная в канале лонжерона, увеличила жесткость лопасти, что, в свою очередь, уменьшило искажение профиля при ее нагружении. Это повысило аэродинамическое качество несущего винта. Кроме того, лонжерон с двойным, контуром увеличивает живучесть лопасти при ее боевом повреждении.

Последний вариант конструкции лопасти для вертолета Ка-226 создан с работающей обшивкой хвостовой части. Вся лопасть изготавливается прессованием в один переход, то есть из прессформы выходит готовая лопасть со всеми входящими в нее элементами, с необходимыми жесткостными характеристиками. В этом случае не требуется дополнительных операций для изготовления отдельных элементов и их склейки. Остается обрезка торцов, установка крепежа в комле для навески лопасти на втулку, включая штепсельный разъем противообледенительной системы и оформление концевой балансировочной камеры с концевым обтекателем. Проведен комплекс стендовых и летных испытаний этих лопастей, и в 2002 году начат их серийный выпуск на заводе в Кумертау. Это уже пятый вариант лопастей из ПКМ фирмы КАМОВ, выпускаемых серийно. Готовится к серийному выпуску шестой вариант лопастей из ПКМ для вертолета Ка-60.

Рис. 4. Лопасть из ПКМ вертолета Ка-226

Все лопасти из ПКМ для вертолетов фирмы КАМОВ, выпускавшихся и выпускающихся серийно, обладают полопастной взаимозаменяемостью. К настоящему времени в серийном производстве изготовлено более 3000 комплектов лопастей (18000 штук), которые имеют наработку около 15000000 часов.

Лопасти несущих винтов, изготовленные с применением ПКМ, обладают многими преимуществами по сравнению с металлическими, в том числе:

– простотой и экономичностью в изготовлении;

– возможностью реализации любой аэродинамической компоновки;

– легким обеспечением полопастной взаимозаменяемости;

– большей живучестью;

– хорошей ремонтопригодностью;

– атмосферостойкостью.

Кроме того, применение ПКМ в лопастях открывает большие перспективы развития конструкций вследствие появления все новых и новых полимерных композиционных материалов с различными свойствами. Появилась возможность создания ПКМ под конкретную конструкцию. Совершенствование лопастей на фирме продолжается.

Юрий ГАНЮШКИН, канд. техн. наук, начальник бригады