Вертолет, 1999 № 01

Россия и Индия рассматривают возможность проведения модернизации индийского парка вертолетов Ми-8. Как сообщил заместитель главного конструктора МВЗ им. Миля Леонид Бабушкин, МВЗ предложил индийской стороне провести анализ состояния парка вертолетов Ми-8 и определить объем необходимых работ. В Индии эксплуатируется около 300 вертолетов Ми-8, и модернизацию вертолетов можно будет осуществлять как в России, так и на мощностях индийской корпорации HAL. При определении места проведения работ необходимо учитывать и проблему «огромных свободных мощностей на российских заводах», и интересы Индии, стремящейся создавать свою собственную авиационную индустрию. По оценке экспертов, Россия постепенно утрачивает свое присутствие на вертолетном рынке Индии. В частности, в прошлом году было достигнуто соглашение между Индией и Израилем о модернизации российских боевых вертолетов Ми-24 («Интерфакс», 16.02.99).

Композиты в каркасных конструкциях

Уже более 35 лет в конструкции фюзеляжей своих вертолетов ОКБ имени Н.И. Камова применяет полимерные композиционные материалы (ПКМ). Так сложилось, что наше ОКБ занималось, в основном, вертолетами корабельного базирования и сельскохозяйственного назначения, где наряду с требованиями по прочности и жесткости к применяемым материалам предъявляются повышенные требования по коррозионной стойкости. Полимерные композиционные материалы как раз обладают высокими удельными статическими и динамическими характеристиками, сочетающимися с высокой коррозионной стойкостью.

Рис. 1. Содержание ПКМ в конструкции фюзеляжей вертолетов фирмы «Камов» (% к массе фюзеляжа)

Опыт замены каркасной конструкции фюзеляжа панельной показал, что такой переход позволяет:

- снизить трудоемкость изготовления сотовых панелей из ПКМ взамен традиционных металлических примерно на 28%;

- снизить трудоемкость изготовления и сборки агрегата из сотовых панелей по сравнению с трудоемкостью изготовления и сборки каркасного агрегата аналогичного назначения на 43-50%;

- снизить массу трехслойных панелей с сотовым заполнителем при замене алюминиевых сплавов на органопластик на 15-23%;

- сократить количество необходимого технологического оборудования в 3 раза;

- повысить удельную прочность, жесткость и устойчивость конструкции при работе в условиях сложного (в том числе динамического) нагружения;

- снизить время разработки конструкторской документации.

Процесс внедрения ПКМ в конструкцию фюзеляжей условно можно разделить на три этапа.

Первый этап - создание отдельных деталей несилового назначения из стеклопластика путем механической замены металла (в основном, обшивок) на полимерные композиционные материалы (в основном, стеклопластик) в рамках традиционной конструкции «металлического» типа. По времени этот этап охватывает период с конца 50-х до начала 70-х годов (Ка-25, Ка-26).

Второй этап - разработка и внедрение агрегатов силового назначения, в том числе трехслойных панелей с сотовым заполнителем и обшивками из полимерных композиционных материалов. По времени этот этап охватывает период с начала 70-х до середины 80-х годов (Ка-27, Ка-126, Ка-50).

Третий этап - создание интегральных цельнокомпозитных структур и крупногабаритных конструкций агрегатов фюзеляжа на базе многофункциональных материалов. По времени этот этап охватывает период с середины 80-х годов по настоящее время (Ка-62).

Динамику применения ПКМ в конструкции планера вертолетов марки «Ка» можно увидеть, проследив хронологию создания наших вертолетов (рис. 1).

Последним аппаратом ОКБ, который имел классический цельнометаллический фюзеляж, был винтокрыл Ка-22. Уже на вертолете Ка-25, созданном в конце 50-х годов, из ПКМ был выполнен обтекатель РЛС и создан экспериментальный отсек стабилизатора, в котором кессонная часть была выполнена из трехслойных панелей с обшивками из стеклопластика и хлопчатобумажными сотами в качестве заполнителя. Одновременно на этом вертолете был получен опыт эксплуатации трехслойных панелей с сотовым заполнителем в виде конструкций грузового пола, что в дальнейшем позволило перейти к их широкому применению в конструкции наших фюзеляжей.

Первым вертолетом, где в достаточно заметном количестве были применены полимерные композиционные материалы, стал вертолет Ка-26, созданный в начале 60-х годов. В основном, это были стеклопластики на связующем холодного отверждения (в конструкциях типа зализов, капотов и обтекателей) и готовые пластики типа стеклотекстолитов (обшивки панели пола грузопассажирской кабины). Для этого вертолета специалисты нашего предприятия впервые попытались создать хвостовую балку методом намотки, но конструкция оказалась неудачной. Полимерные композиционные материалы в конструкции фюзеляжа составили в то время около 5-6% от общего веса фюзеляжа.