Файл: 1. Общая характеристика двигателя 5 1 Конструктивнокомпоновочная схема двигателя 5.docx

4. Безопасность полетов

4.1 Общие сведения

Безопасность полетов — это состояние, при котором риски, связанные с авиационной деятельностью, относящейся к эксплуатации воздушных судов или непосредственно обеспечивающей такую эксплуатацию, снижены до приемлемого уровня и контролируются.

Воздушный транспорт является важным компонентом экономической системы страны. ВС российских авиакомпаний осуществляют перевозку пассажиров и грузов на многочисленных внутренних и зарубежных воздушных линиях, обеспечивают транспортные потребности геологов и нефтяников, выполняют задания по доставке почты, оказанию срочной медицинской помощи, патрулированию нефте- и газопроводов, осуществляют ледовую разведку, аэрофотосъёмку местности, прокладку линий электропередач, строительно-монтажные работы.

Обеспечение безопасности полётов является одной из основных задач эксплуатантов воздушного транспорта, главным показателем качества деятельности гражданской авиации. Эта задача комплексная, поскольку БП зависит от качества работы всех составных звеньев авиационной транспортной системы: эксплуатируемой авиационной техники, лётного и технического персонала, наземной техники и персонала служб управления воздушным движением и обеспечения полёта.

В течение длительного времени основными отечественными нормативными документами гражданской авиации понятие «безопасность полётов» определялось как комплексная характеристика воздушного транспорта и авиационных работ, определяющая способность выполнять полёты без угрозы для жизни и здоровья людей, или как аналогичное приведенному определению «свойство авиационной транспортной системы».

Совершенно очевидно, что полёт, как и любой другой элемент жизнедеятельности человека, не может быть полностью свободен от наличия угроз для его жизни и здоровья. Поэтому, определяя понятие «безопасность полётов», целесообразно использовать категорию приемлемого риска реализации этих угроз.

---

Классификация и определения негативных авиационных событий.



Рисунок 4.1. – Классификация негативных авиационных событий

Состояние безопасности полетов за первое полугодие 2022 года характеризуется следующими данными:

– с гражданскими воздушными судами произошло 4 авиационных события, из них: 3 авиационных инцидента – при выполнении коммерческих воздушных перевозок, 1 инцидент – при выполнении авиационных работ. Катастрофы, аварии, производственные происшествия за первое полугодие 2022 года на территории, подконтрольной СВ МТУ Росавиации, отсутствуют.

Для сравнения за аналогичный период 2021 года произошло:

- 4 авиационных события, из них: 2 авиационных инцидента, в том числе 1 серьезный инцидент, 2 инцидента – нарушение порядка использования воздушного пространства.

Данные по аварийности за предыдущие десять лет, аналогичные периоды, предоставлены на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Данные по аварийности за 10 лет

Анализ приведенных данных показывает, что уровень безопасности полетов в гражданской авиации на подведомственной СВ МТУ Росавиации территории за первое полугодие 2022 года и аналогичный период 2021 года по сравнению с аналогичными периодами за предшествующие 10 лет повышается, так как количество авиационных событий снижается.

Рисунок 4.2 –

Причины авиационных происшествий и авиационных инцидентов можно разделить на 3 основных класса:

– связанные с отказом техники;

– с влиянием факторов внешней среды;

– обусловленные «виной» человеческого фактора.

Авиационные происшествия и авиационные инциденты по причине неблагоприятных факторов внешней среды, в ГА РФ, были занесены в выборку статистики при воздействии грозового разряда и представлены в таблице 4.2.

Среди неблагоприятных факторов окружающей среды, влияющих на ВС, необходимо отметить: ветер, солнечное излучение,

---

влажность и химический состав воздуха, обледенение, электрические явления в атмосфере, биосфера, тучи. Анализ статистики АП показывает, что на современных ЛА остается высокий процент аварий по причине отказов АТ (18%). В основном, отказы АТ происходят из-за конструктивно-производственных недостатков и чаще всего проявляются на режимах взлета и посадки.

2. 
   Опыт эксплуатации вертолетных ГТД
   

Основными общими причинами появления неисправностей вертолетных ГТД являются:

– абразивный износ деталей проточной части двигателей при эксплуатации вертолетов в пыльных условиях;

– эрозионный износ деталей проточной части двигателей при эксплуатации вертолетов над водным пространством соленых источников или вследствие применения некондиционного топлива;

– механические повреждения деталей проточной части двигателей при попадании в них посторонних предметов;

– деформация и разрушение деталей узлов двигателей по конструктивным, производственным и эксплуатационным причинам;

– износ, в результате которого сопряженные детали изменяют свои первоначальные форму, размеры и массу;

– разрегулировка агрегатов и систем двигателей в результате ослабления креплений и изменения соосности узлов и механизмов;

– нарушение режимов работы узлов, систем или двигателей в целом вследствие неправильной эксплуатации.

Для вертолетных двигателей в целом характерна достаточно большая наработка в эксплуатации. При этом по сравнению с другими летательными аппаратами для вертолетных ГТД существенно увеличивается доля напряженных режимов, связанных со взлетом и набором высоты, преодоления естественных преград (в гористой местности). Все это сказывается на надежности авиационных силовых установок.

Кроме этого, условия работы вертолетных ГТД (наличие понижающего редуктора большой массы и малая частота вращения несущего винта) предполагают повышенный уровень вибрации, а, следовательно, дополнительную нагрузку на силовые элементы двигателя.

---

2. 
   Оценка влияния предлагаемых мероприятий на безопасность полётов
   

В дипломном проекте ставилась задача по улучшению охлаждения элементов газовой турбины двигателя. Следует отметить, что газовая турбина двигателя является одним из наиболее напряженных узлов двигателя. Поэтому в дипломном проекте задачей повышения безопасности полетов решается через обеспечение высокой эксплуатационной надежности газовой турбины.

Следует отметить, что основными элементами конструкции турбины, требующими охлаждения, являются рабочие и сопловые лопатки. Уже в процессе проектирования авиационных ГТД стремятся обеспечить высокую эффективность охлаждения, при которой требуемое понижение температуры деталей достигается при малых затратах мощности на охлаждение, а также высокую надежность работы системы. В связи с тем, что в настоящее время на современных авиационных ГТД применяются воздушные системы охлаждения, использующие в качестве охладителя воздух из компрессора, в дипломном проекте решена задача по повышению эффективности охлаждения путем применения вихревого охлаждения.

При этом задача повышения эксплуатационной надежности газовой турбины решалась комплексно, т.е. на рабочую лопатку и сопловой аппарат наносится слой оксидной керамики. Этот слой является двухкомпонентным, т.е. в первый слой наносится покрытие из никеля, хрома, алюминия, а во второй, кроме указанных металлов – кобальт. Толщина покрытия составляет 4,12 × 10−5м и наносится вакуумно-плазменным методом. Результаты расчетов показывают, что применение данного покрытия уменьшает тепловой поток, а значит, снижает уровень концентрации напряжения. Это приводит к повышению надежности газовой турбины и положительно сказывается на безопасности полетов. Таким образом, можно сделать вывод, что применение жаростойкого покрытия и повышение эффективности охлаждения увеличивает эквивалентную долговечность и уменьшает суммарную повреждаемость лопаток турбины. При этом повышается надежность работы газовой турбины и безопасность полетов в целом.

---

Выводы по разделу:

1. 
   Проведен анализ безопасности полетов.
   
2. 
   Проведен анализ влияния предлагаемых мероприятий на безопасность полетов.
   

5. 
   Экономическое обоснование предлагаемых технических решений
   
   1. 
      Общая характеристика работы
      

Целью выпускной квалификационной работы является конструктивное усовершенствование турбины вертолетного двигателя. Улучшение характеристик было достигнуто за счет изменения конструкции сопловой и рабочей лопатки узла турбины. Также были внесены изменения в конструкцию статора турбины. Остальные узлы подверглись незначительным доработкам ведущим к повышению рабочих показателей двигателя.

2. 
   Определение инвестиций для реализации проекта
   

Расчет материальных издержек

Производственные затраты конструктивное усовершенствование двигателя оцениваются по следующей зависимости:

С_ми=С_м + С_п

Где С_м – стоимость материалов, руб.;

С_п – стоимость покупных изделий, руб..

Стоимость материалов складывается из следующих составляющих:

С_М = С_МО+ С_МВ+ С_МТгде
С_м – стоимость материалов, руб.;

С_мо – стоимость основных материалов, руб.;

С_мв – стоимость вспомогательных материалов, руб.;

С_мт – стоимость технологических материалов, руб..

Основные сведения и результаты расчета по материалам приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1 – Характеристика материалов

Материал	Ед. изм.	Норма расхода	Оптовая цена, руб	Индекс роста стоим.	Затраты на ед. продук- ции, руб.
Основные материалы
Жаропрочный сплав Эи-787	кг	8	280	1,18	3964,8
Сталь нержавеющая 40ХНМА	кг	12	250	1,18	3982,5
Жаропрочный сплав ЖС-6К	кг	5,2	300	1,18	1628,4
Керамическое покрытие	кг	0,008	25000	1,18	236
Итого:					8260
Вспомогательные материалы
Электроды	кг	2,5	250	1,18	737,5
Абразивный материал	кг	2,5	220	1,18	649
Эмаль	кг	0,8	1250	1,18	1180
Крепежные изделия	кг	2,5	350	1,6	1400
Итого:					3966,5
Технологические (производственные) материалы
Электроэнергия	кВт	1500	1,8	1,18	3186
Газ	м3	10	0,9	1,18	10,62
Сжатый воздух	м3	6	0,8	1,18	5,664
Итого:					3202,28
Всего:					15428,8

---