Файл: Соломонов, П. А. Надежность планера самолета.pdf

и на участках с налипшими частицами металла, если они обна­ ружены. Причем микротвердость необходимо измерять непосред­ ственно на поверхности частиц, представляющих собой светлые участки на темном или сером фоне окислившейся поверхности детали.

Опыт показывает, что если микротвердость материала по­ верхности деталей золотниковой пары в исходном состоянии име­ ет величину 580—670 Н/мм2, то микротвердость частиц, налип­ ших на поверхность в результате схватывания и перекоса метал­ ла, имеет величину 800—1000 Н/мм2, если же микротвердость поверхности в исходном состоянии имеет величину 800— 950 Н/мм2, то в зоне схватывания микрютвердость достигает

1200—1300 Н/мм2.

Основной, причиной повреждения поверхностей деталей зо­ лотниковых пар распределительных устройств самолетных гид­ роусилителей, которые вызывают повышение трения сверх допу­ стимого техническими условиями, является попадание в зазор твердых соизмеримых с величиной зазора золотниковой пары частиц в виде стружки высокотвердой стали или многочисленных абразивных частиц. Эти частицы, оказывая заклинивающее действие на детали при наличии в гидроусилителе давления ра­ бочей жидкости, могут вызвать односторонний контакт золотни­ ка с гильзой, неуравновешенной гидростатической силой.

Попадание в зазор единичных частиц пластичных металлов (алюминия, меди, железа) и песчинок не приводит к повышению трения и повреждению поверхностей деталей, а попадание этих частиц в большом количестве не исключает повышение трения и может быть выявлено при обследовании внутренней полости зо­ лотниковой пары.

Признаками повреждения поверхностей деталей золотнико­ вых пар гидроусилителей от попадания твердых частиц являются продольные царапины.

При увеличении примерно в 100 раз обычно можно видеть признаки «пропахивания» материала золотника—пластическое оттеснение и наплывы металла по краям царапин. В ряде случа­ ев, особенно при одновременном попадании в зазор нескольких частиц пластичных металлов, повреждения приобретают вид неравномерных по размеру борозд с равными краями, внешне напоминающими задиры, вызываемые увеличением трения соп­ ряженных поверхностей деталей. Однако объективным отличи­ тельным признаком для царапин от следов повышенного трения является отсутствие заметного упрочнения металла в зоне пов­ реждения, что может быть установлено путем измерения микро­ твердости на участках повреждения.

При попадании в зазор абразивных частиц образующиеся продольные царапины менее резко выделяются на фоне рабочей поверхности золотника, чем царапины от металлических частиц. Царапины от абразивных частиц сходны по характеру с риска­

294

ми, вызванными доводочными операциями стальных деталей аб­ разивной пастой. При этом не выявляются следы пластического оттеснения металла. При попадании в зазор многочисленных аб­ разивных частиц поверхность деталей в местах попадания час­ тиц практически сплошь покрывается продольными царапинами и приобретает матовый оттенок.

Из-за постоянной шероховатости и неоднородности механиче­ ских свойств поверхностей деталей контакт сопряженных по­ верхностей происходит на отдельных малых по размеру участ­ ках. Поэтому даже при малых радиальных нагрузках, действу­ ющих на золотник, удельное давление на отдельных участках контакта может достигать значений, достаточных для проникно­ вения микрочастиц в сопряженную поверхность и царапания ее при относительных перемещениях без заметного трения между деталями.

В результате длительной работы золотниковых пар в отдель­ ных местах контакта сопряженных поверхностей трения могут появиться участки с повышенным окислением или вступившие во взаимодействие с продуктами распада среды. Такие участки имеют более темный цвет, чем остальная поверхность. Микро­ твердость поверхности на этих участках, как правило, не имеет существенного отличия от микротвердости остальной поверхно­ сти трения. Наличие такого рода образований на деталях золот­ никовых распределительных устройств гидроусилителей не явля­ ется признаком существенного повышения трения.

Для оценки повышения трения при работе золотниковых пар необходимо прежде всего проанализировать характер поврежде­ ний поверхностей деталей с учетом конструктивных особенностей золотниковых пар. Затем определяется возможность повышения трения выше предела, установленного техническими условиями, или предела, превышение которого вызывает отказ золотниково­ го устройства. Такое повышение трения является существенным.

Взолотниковых парах 1-'о типа наиболее вероятной причи­ ной существенного повышения трения является увеличение мест­ ного трения сопряженных поверхностей деталей на участках их контакта.

Взолотниковых парах 2-го типа единственной причиной су­ щественного повышения трения, вызывающей, как правило, за

клинивание деталей, является значительное увеличение трения. В золотниковых парах 3-го типа существенное повышение трения в условиях эксплуатации связано практически только с попаданием в зазор золотниковой пары твердых’частиц. Увели­ чение трения поверхностей деталей в таких парах возникает в

результате ударного приложения нагрузки.

Образование повреждений в результате эрозионного износа так же, как следов от взаимодействия сопряженных поверхно­ стей в процессе многократных относительных перемещений де­

295

Глава VII

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ

7.1. Основные факторы, влияющие на безопасность полетов

Безопасность полетов летательных аппаратов является акту­ альной и сложной проблемой [8, 19, 21], от успешного решения которой зависит жизнь пассажиров и членов экипажа, экономи­ ческая эффективность воздушного транспорта. Требования па безопасности полетов являются более жесткими, чем требования по эффективности использования летательных аппаратов или го­ товности их к применению. Актуальность этой проблемы в насстоящее время обусловливается увеличением скоростей полета, взлета и посадки, все возрастающей интенсивностью воздушно­ го движения, значительным усложением летательных аппаратов, возросшими требованиями к использованию военной и граждан­ ской авиации. Полеты летательных аппаратов должны выпол­ няться в любых метеорологических условиях, днем и ночью, на больших и предельно малых высотах; они могут быть длитель­ ными. Все это значительно увеличивает психофизиологическую нагрузку на летчиков и других членов экипажа.

Полеты на малых высотах увеличили сложность управления самолетом. Во-первых, на малых высотах летчик должен усили­ вать внимание ;к управлению самолетом (сохранению безопас­ ной высоты, правильного курса и т. д.). Во-вторых, изменилось содержание пространственной ориентировки. Суть этого измене­ ния в том, что визуальное восприятие окружающего простран­ ства не обеспечивает полностью пространственной ориентиров­ ки, не дает полного представления о месте самолета, высоте полета и др. В третьих, полет на малой высоте резко усилил вли­ яние таких факторов полета, как турбулентность, знакоперемен­ ные перегрузки, температурные режимы, недостаток обзора из кабин, возможность встречи с механическими препятствиями, в том числе с птицами.

Использование новых аэродинамических схем, увеличение геометрических размеров самолета и скорости полета, уменьше­ ние относительной массы конструкции привело к усилению влия­

298

ния упругих деформаций на летные характеристики самолета, и особенно на характеристики устойчивости и управляемости.

В этих условиях исключение ошибок пилотирования, создаю­ щих предпосылки к летным происшествиям, может быть достиг­ нуто лишь непрерывным повышением квалификации, трениро­ ванности летного состава в пилотировании в особых случаях полета, а также совершенствованием летательных аппаратов, обеспечивающих безопасность полета.

Полеты на современных летательных аппаратах выполняют­ ся с применением очень сложного оборудования, совершенство и надежность которого в значительной мере определяют нагруз­ ку экипажа и уровень безопасности полета. Из этого вытекают особые требования к конструкции летательных аппаратов по обеспечению безопасности полета, а также повышенные требо­ вания к техническому обслуживанию, исключающие ошибки ин­ женерно-технического состава при подготовке самолета к поле­ там и отказы жизненно важных систем и агрегатов в полете.

Конструктивные особенности авиационной техники, влияю­ щие на безопасность полетов, связаны с расширением диапазо­ нов скоростей и высот полета, ежегодным усложнением задач, выполняемых летным составом. В частности, сверхзвуковые ско­ рости полета приводят к необходимости регулирования входных устройств силовых установок, применения необратимых систем управления рулями самолета и автоматических устройств для обеспечения необходимых динамических характеристик самолета. С ростом диапазонов скоростей и высот увеличился удельный вес неустановившихся режимов полета, что усложнило работу силовой установки (помпаж, самовыключение). На сверхзвуко­ вых скоростях из-за кинетического нагрева приходится приме­ нять титановые и стальные сплавы, а также принудительное охлаждение агрегатов систем самолета. Вследствие трудности одновременного обеспечения приемлемых аэродинамических ха­ рактеристик на сверхзвуковых и дозвуковых скоростях полета на современных самолетах начали применять крылья переменной геометрии (изменяемой стреловидности). От сложности решае­ мых задач возрос поток информации, поступающей к летчику, что увеличило количество приборов, индикаторов и сигнализато­ ров. Переработать всю поступающую информацию и своевре­ менно принять решения невозможно, поэтому применяют систе­ мы автоматического управления полетом.

К факторам, создающим угрозу безопасности полетов, следу­ ет прежде всего отнести отказы авиационной техники в полете. Наиболее серьезными отказами, угрожающими безопасности по­ лета, являются следующие:

— разрушения элементов конструкции планера, силовых ус­ тановок, отказы систем управления, топливных, гидро- и пневмо­ систем, электроэнергетических и других систем;

299

—• отказы в каналах информации и управления полетом, на­ вигационных системах, в системах коммуникации цепей управ­ ления и контроля, в том числе и наземных системах;

—'Отказы в системах жизнеобеспечения экипажа и пассажи­ ров.

Проявление этих отказов в полете возможно из-за наличия в отдельных случаях конструктивных и производственных недо­ статков, нарушений технических условий при производстве, не­ качественного монтажа, попадания посторонних предметов в аг­ регаты систем и системы управления, недостаточной надежно­ сти агрегатов оборудования и систем летательных аппаратов и их силовых установок, неудовлетворительной контролеспособности летательных аппаратов, а также недостаточного контроля их технического состояния перед полетом.

К эксплуатационным факторам, влияющим на безопасность полетов, относятся ошибки летного состава при пилотировании, недостатки в планировании, организации и руководстве полета­ ми, отказы и нарушения в системах управления и обеспечения полетов с земли.

Управление современным самолетом—ответственный и слож­ ный процесс, требующий способности мгновенно оценивать но­ вую обстановку и принимать соответствующие правильные ре­ шения. Высокие скорости полета, сложность полетных режимов, многочисленность приборов и индикаторов, за которыми прихо­ дится наблюдать в процессе полета, несмотря на наличие многих автоматических систем, делают управление современным само­ летом очень трудным, требующим высоких знаний и большой тренированности летчика. На правильной эксплуатации самоле­ та сказывается также недостаточная изученность вопросов тех­ нической психологии и проектирования самолетов с учетом физиологических возможностей летчика. Известно, что органы чувств человека имеют верхний и нижний пороги чувствитель­ ности, различную реакцию на внешние раздражения в начале и в конце работы. Ограничены возможности человека и в распре­ делении внимания, различна реакция на цвета, звуки, формы предметов. Все эти вопросы до последнего времени не находили должного отражения ни в теории, ни в практике проектирования самолетов.

явиться причинами предпосылок к летным происшествиям.

В отдельных случаях усталость и резкие отклонения от нор­ мального психофизиологического состояния летчика и других членов экипажа, а также неудовлетворительная организация по­ летов могут привести к созданию аварийных ситуаций. Ошибки летного, инженерно-технического состава и руководства полета­ ми могут быть вызваны, в частности, недостаточной квалифика­

300