автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Научные основы и практические методы проведения экстренных авиационных работ с применением внешней подвески вертолетов

09-1 3476

На правах рукописи

Паршснцсв Сергей Алексеевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСТРЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ВЕРТОЛЕТОВ

Специальность 05.22.14 - Эксплуатация воздушного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2009 г.

1'абота выполнена п Московском государственном техническом университете гражданской авиации.

Научный консультант - Заслуженный работник транспорта РФ, доктор технических наук Козловский Владимир Борисович ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППО!ШИТЫ:

доктор технических наук, профессор Желанников Александр Иванович; доктор технических наук, профессор Калугин Владимир Тимофеевич; доктор технических наук, профессор Коняев Нвгений Алексеевич.

Г осударственный научно-исследовательский институт гражданской авиации

Совета Д 223.011.01 в Московском государственном техническом университете гражданской авиации по адресу: 125993, ГСП-3, Москва, А-493, Кронштадтский бульвар, дом 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

ВНДУ1.ЦАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Защита состоится

2009 г. в часов на заседании диссертационного

Автореферат разослан

и

2009 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета доктор технических наук, профессор

РОПСИИСКЛЯ 1

г о о у я л I' г I; г. н н а я

I! '_) 9 _

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Масштабы и глубина проблем, стоящих перед государством, в связи с

происходящими природными и техногенными бедствиями убеждают, что одна из самых актуальных задач - создание комплексной системы предотвращения катастроф различного характера, разработка эффективных организационно-технологических методов и технических средств (ТС) для ликвидации их последствий, а также защиты населения и территорий от них. В реализации этих задач важное место отводиться гражданской авиации (ГА), как важной составной части единой транспортной системы страны. Летательные аппараты (ЛА) могут эффективно использоваться при тушении пожаров, предотвращении и локализации последствий нефтяного и промышленного загрязнения окружающей среды, мониторинге радиационного загрязнения, выполнении полицейских функций и при многих других авиационных работах (АР), отличных по своему целевому назначению и технологическому характеру.

Наиболее масштабной частью при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) является восстановление объектов производственного и социального назначения, строительство жилья, восстановление дорожной сети, линий электропередачи и связи. Основную роль в решении данного вопроса, как правило, отводится строительному производству, которое вынуждено функционировать в экстремальных условиях, характеризующихся жесткими, а иногда и чрезвычайно жесткими сроками, а также внезапностью и непредсказуемостью постоянно меняющихся ситуаций. Кроме того, специфика организации работ в ЧС требует сосредоточения значительных материальных средств и людских ресурсов в очаге экстремальной ситуации в предельно сжатые сроки. Это с особой актуальностью диктует необходимость использования авиации для перевозки людей и оперативной доставки необходимых грузов к месту ликвидации ЧС.

Общепризнанно, что с позиции эффективности бесспорное преимущество среди альтернативных вариантов организации оперативной доставки (в т.ч. монтажа) грузов в труднодоступных, малонаселенных и слабоосвоенных регионах принадлежит вертолету. Для особых географических, климатических и экономических условий России эта авиационная техника (АТ) давно уже стала естественным компонентом высотного строительства, особенно в регионах Севера, Сибири, Дальнего Востока или районах с высокогорной местностью. Современные вертолеты могут не только качественно дополнить наземные грузоподъемные и транспортные механизмы, но и способствуют повышению эффективности проведения строительных, ремонтно-восстановительных и монтажно-демонтажных работ, особенно в условиях ненрерывно действующих производств, за счет сокращения сроков их проведения, снижения затрат на перебазирование наземной грузоподъемной техники, сооружение временных подъездных путей и дорог.

Очевидно, что необходимость оперативного противодействия последствиям опасных природных или техногенных процессов создала условия для пересмотра и уточнения уже существующего подхода к использованию вертолетов па транспортных, авиационных строительно-монтажных (АСМР) и аварийно-восстановительных работах (АВР). Однако, целостная концепция решения рассматриваемой проблемы еще не сформирована. Что касается строительства экстренных (чрезвычайно срочных) и технологически сложных объектов (в том числе высотных зданий и промышленных объектов в экстремальных условиях) с применением ЛА, то соответствующие теоретические разработки и обобщение опыта такого строительства в отечественной практике проведения АСМР пока отсутствуют.

Первые теоретические и практические исследования возможности применения вертолетов на АР с использованием внешней подвески'(ВП) проводились в середине пятидесятых годов коллективами ученых в

вертолетных КБ МЛ.Миля и Н.И. Камова, а гак же на базе кафедры «Конструкции и проектирования вертолетов» МАИ. В исследованиях этого направления принимали участие Брагухин И.П., Вильдгрубе Л.С., Лесников Н.П., Маслов А.Д., Шайдаков В.И. В связи с широкими масштабами промышленно-территориального освоения труднодоступных районов Севера, Сибири и Дальнего Востока в семидесятые годы группой ученых МАИ под руководством В.И. Шайдакова и Ю.С. Богданова была успешно проведена работа по оптимизации параметров вертолетов различного назначения на основе многокритериальной оценки их эффективности.

Весомый вклад в разработку современных методов транспортировки грузов на ВП и проведения АСМР внесли такие известные ученые, как Бутылкин И.П., Илькун В.В., Исаев С.А., Козловский В.Б., Логачев Ю.Г., Рощин В.Ф., Сухинин В.Н. Среди активных научных организаций по проведению исследований в области использования вертолетов для выполнения аварийно-спасательных работ (АСР), транспортных операций и АСМР можно отметить ОАО НПК «ПАНХ», МАИ, МГТУ ГА, СПб ГУ ГА и КБ авиационной промышленности, а также отдельных энтузиастов-изобретателей. Работа этих коллективов направлена на поиск новых конструктивных решений по созданию технических средств и технологий для проведения АР, оценки возможностей вертолетов при их использовании в различных отраслях народного хозяйства и технико-экономическое обоснование их преимуществ перед другими ЛА.

Отдавая должное значимости результатов уже проведенных исследований, нужно подчеркнуть, что дальнейшая разработка и оформление в научно-прикладную концепцию методологии, форм, методов и механизмов проведения экстренного строительства, восстановления объектов в экстремальных условиях и ликвидации последствий ЧС с применением ЛА остаются чрезвычайно значимыми и важными проблемами. Особенность их состоит в том, что в последние годы во всем мире наряду с ростом природных и техногенных катастроф происходит рост межнациональных

конфликтов, проявлений международного терроризма и связанные с ними разрушительные воздействия на промышленные и гражданские объекты.

В этих условиях наиболее приоритетными становятся задачи разработки перспективных технологических методов и специальных ТС для проведения АВР, возведения экстренных и экономически важных объектов, модернизация существующих и создание новых образцов специальной АТ, а также получение объективной и всесторонней информации о специфике выполнения данного вида АР. Отсутствие подобных исследований являлось бы серьезным препятствием для развития перспективных вертолетных про1рамм, привело бы к значительным экономическим потерям, а иног да и к возможному срыву своевременного решения важных государственных задач. Можно с уверенностью утверждать, что без новых фундаментальных исследований и учета уже опубликованных результатов, но пока не нашедших широкого применения, какого-либо существенного прогресса в решении этой проблемы не может быть вообще. Поэтому совершенствование существующих и разработка новых ТС, методов и технологий АВР, экстренных ЛСМР, АСР и медико-эвакуационных работ (МЭР) с более широкими рамками их применимости, повышение надежности, экономичности и безопасности их проведения является актуальной и своевременной задачей.

Предлагаемая работа должна восполнить серьезный пробел в рассматриваемой проблеме.

Таким образом, в диссертации решается важная научно-техническая и хозяйственная проблема, связанная с изучением особенностей летной эксплуатации (ЛЭ) вертолетов при проведении АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения, путем применения математического моделирования движения ЛА, разработки новых и совершенствования современных теоретических* и экспериментальных методов исследования.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы -экспериментальное и теоретическое обоснование существующих и перспективных технических решений повышения безопасности полетов (Ы1) вертолетов при выполнении экстренных АР, совершенствование существующих и разработка новых методов и технологий их проведения.

В соответствии с поставленной целью в диссертации решаются следующие задачи:

— системный анализ традиционных технологий, методов и моделей ТС, используемых для проведения АР с применением ВП вертолетов;

— разработка методологических основ решения технических, технологических и организационных задач по применению вертолетов для проведения экстренных АСМР, АВР (АСР), МЭР и других видов АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения;

— определение границ безопасных условий полета ЛА при транспортировке грузов на ВП (ТГВП) в экстремальных условиях и возможности снижения действующих летных ограничений;

— разработка теоретических методов исследования системы "экипаж - вертолет • объект монтажа (груз на ВП) - внешняя среда" («Э-ВС-ГВП-С»), позволяющих получить оценки возможности применения вертолетов для проведения экстренных АР с использованием ВП;

— поиск путей повышения динамической устойчивости и надежности функционирования системы «Э-ВС-ГВП-С» в различных условиях эксплуатации;

— совершенствование подходов к многовариантному созданию эффективных ТС, технологических методов, приемов и процедур проведения экстренных АР с применением ВП вертолетов;

— определение рациональных путей улучшения основных аэродинамических характеристик (АХ) существующих ТС, применяемых для

выполнения АР, и разработка предложений по максимальному приближению их значений к теоретически возможным значениям;

— разработка требований, рекомендаций и предложений по ЛЭ вертолетов при проведении экстренных АР.

Объект исследования — система «Э-ВС-ГВП-С» при выполнении экстренных АСМР, АВР (АСР), МЭР и других видов АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения.

Методы исследований. Для решения задач, поставленных н диссертационной работе, используется широкий спектр методов математического моделирования динамики полета, методы линейного и дифференциального программирования, теории вероятностей и математической статистики, методы летного эксперимента и математической обработки результатов.

Научная новизна исследовании. Научная новизна диссертации состоит в разработке и комплексном обосновании концептуальных подходов к проведению экстренных АР в условиях ликвидации последствий ЧС, в том числе к возведению чрезвычайно срочных и технологически сложных объектов с применением ЛА.

Наиболее существенные научные результаты диссертационного исследования заключаются в следующем:

— определены основные системообразующие факторы развития методов экстренного строительства объектов с применением ЛА, предложены методологические подходы к решению широкого спектра практических задач по эффективной и безопасной эксплуатации вертолетов на АР, связанных с использованием ВП;

— разработана совокупность принципов, форм и процессов управления авиационным соединением при использовании ЛА для возведения

экстренных объектов. Все эти компоненты составляют систему организационно-технологического менеджмента и обеспечивают эффективность управления экстренными АР, адекватно меняющегося экстремальным условиям;

— исследована, предложена классификация ТС и определены критерии оценки целесообразности их выбора для проведения экстренных АР с применением BII вертолетов;

— сформирована единая концепция разработки систем для азимутальной ориентации (CAO), фиксации (САФ) груза на ВП вертолета в воздушном потоке при выполнении АСМР (ТГВП), которая открывает возможности глубокой унификации семейства CAO (САФ) при одновременном полном обеспечении необходимых индивидуальных свойств каждой модификации;

— разработан метод количественной оценки предела использования CAO груза на бифилярной ВП по максимальному его моменту инерции, что в условиях крайне ограниченных сроков выполнения экстренных АСМР (АВР) является чрезвычайно важной практической задачей;

— разработана расчетно-экспериментальная методика определения скорости потока от несущего винта (НВ), основа!гаая на использовании экспериментальных данных об индуктивном потоке 11В на различных режимах полета и известных зависимостях вертикальной скорости от радиуса под плоскостью НВ;

— предложен метод разработки ТС, ориентирующих (стабилизирующих) груз на бифилярной BI1, основанный на принципе использования свободной кинетической энергии воздушного потока, индуцированного НВ вертолета;

— разработан метод моделирования разброса с ТС на ВП вертолета жидких и твердых частиц формы шара малого диаметра, позволяющий оценивать размеры зоны их выпадения и концентрацию с точностью до 10%. Применение «замороженного» поля скорости в зоне JIA позволяет на порядок сократить время расчета (примерно в 10 раз) практически без потери точности;

— разработан расчетный метод определения параметров полета вертолета с грузом на ВП при отказе одного двигателя;

— получены новые экспериментальные данные о динамики полета вертолета с отдельными категориями грузов на ВП н особых ситуациях, связанных с влиянием на систему «Э-ВС-ГВГ1-С» воздействий внешней среды. В частности, с применением метода математического моделирования получены:

■ параметры движения водосливного устройства (ВСУ-15Л) (угла отклонения каната ВП от вертикали, балансировочного положения ВСУ в горизонтальном полете (ГП) и на режиме висения вертолета) для различных значений интенсивности и направления ветрового порыва при различных скоростях полета вертолета классической одновинтовой схемы;

■ определены условия возникновения явлений динамической неустойчивости вертолетного контейнера быстрого реагирования (ВКБР) при его транспортировке на ВП вертолета-носителя и сформулированы основные рекомендации по повышению его динамической устойчивости;

— разработаны принципиальные новые схемы ТС, предназначенные для выполнения транспортных и АСМР с использованием ВГ1 вертолетов и обладающие новизной конструктивных решений;

— разработаны рекомендации и предложения по эффективному использованию вертолетов для проведения экстренных ЛР с соблюдением требований эффективности и БП.

Новизна технических решений подтверждена ангорскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Достоверность_результатов_исследований обеспечивается

непосредственным сравнением численных расчетов с результатами летных испытаний (ЛИ) и продувок в аэродинамических трубах (АДТ). Практическая значимость результатов исследования. Диссертационная работа содержит концептуальную разработку искомой проблемы, включающей в себя теорию, методологию, формы и методы проведения

экстренных АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения.

Практическая ценность работы заключается в использовании предложенных методов, математической модели (ММ) и алгоритмов для разработки рекомендаций и предложений по эффективному использованию вертолетов для проведения экстренных АР с соблюдением требований эффективности и БП.

Результаты выполненных численных и натурных экспериментов продемонстрировали возможность установить условия возникновения явлений динамической неустойчивости отдельных категорий грузов и ТС при их транспортировке на ВП вертолета-носителя, а также сформулировать основные рекомендации по повышению их динамической устойчивости.

Полностью оправдал себя предложенный подход к определению потока от НВ, основанный на использовании экспериментальных данных об индуктивном потоке MB на различных режимах полета вертолета и известных зависимостях вертикальной скорости от радиуса под плоскостью НВ. При этом подходе не требуется решать задачу обтекания НВ и вертолета в общем виде, с учетом обтекания лопастей, несущих поверхностей планера и т.д., что значительно сокращает время расчета и позволяет существенно снизить требования к системным ресурсам, используемым ЭВМ.

Численное моделирование распределения специальных структурообразующих жидкостей из ВОП-3 на BII вертолета Ка-32, разброса компактных зажигательных элементов типа Dragon Eggs, разработанных канадскими фирмами SEI Industries Ltd и Field Support Services, позволяет оценивать размеры зоны их распределения и концентрацию с приемлемой для расчетов точностью (до 10%). Путем ММ выявлены основные факторы, определяющие распределение частиц на земной поверхности, даны рекомендации по усовершенствованию конструкции распределяющих устройств.

Автором разработаны ТС для эффективной стабилизации и азимутальной ориентации 1руза на ВП, а также системы дистанционного управления ТС с борта ЛЛ для проведения сложных технологических операций.

Основные результаты диссертации вошли в научное издание «Вертолет с грузом на внешней подвеске».

Апробация работы. Автором успешно апробирован поточно-скоростной метод возведения высотных объектов с помощью вертолетов, в том числе и в условиях непрерывно действующих производств: при реконструкции Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК) в 2004г.; при блочном монтаже промышленного оборудования массой до 20 т с помощью вертолета Ми-26 в процессе реконструкции ряда предприятий пищевой промышленности (сахарных заводов) Ставропольского и Краснодарского краев в 1999-2001г.г.; при выполнении АВР вертолетом Ми-26 на высокогорном участке трассы высоковольтной линии (ВЛ) 500кВ Россия -Турция в 2004 г. и трассы ВЛ 220кВ Псоу-Поселковая в 2008 г. в Краснодарском крае; при возведении телекоммуникационных систем с применением вертолетов Ми-8МТВ и Ка-32 в Южном федеральном округе РФ в период с 2003 по 2007г.г.

Результаты выполненных исследований докладывались и получили положительную оценку на VI Форуме «Российского вертолетного общества» (г. Москва, 2004 г.), на 4-й, 5-й Международной конференции «Авиация и космонавтика» (г. Москва, 2005, 2006 гг.), на XV (г. Алушта, 2007 г.) Международной конференции по механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2007), на заседании XIX школы-семинара «Аэродинамика летательных аппаратов» (г. Жуковский, ЦАГИ, 2008г.), на Международной научно-технической конференции (МН'ГК) «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» (г. Москва, МГТУ ГА, 2006, 2008 гг.), на 5-й МНТК «Гражданские металлические конструкции: современное состояние и перспективы развития» (г. Киев, НИИ

«Укрстальконструкция», 2006 г.), на заседаниях кафедральных семинаров МГТУГА, на НТС ОАО НГ1К «ПАНХ», а также обсуждались на отраслевых, региональных научно-технических и летно-технических конференциях.

Результаты исследований продемонстрированы на Международной выставке вертолетной индустрии НЕ1Л1Ш881А-2008 (г. Москва, 2008 г.) и на 7-й Международной выставки и научной конференции по гидроавиации "Гидроавиасалон-2008" (г. Геленджик, 2008 г.).

В 2003 г. Указом Президента РФ за успешное выполнение аварийно-спасательных работ с использованием вертолета Ми-8М'ГВ в период ликвидации последствий наводнения в Краснодарском крае автор был отмечен медалью «За спасение погибавших» (№ 20639).

Реализация и внедрение результатов работы. Основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, использованы и внедрены в научных организациях, эксплуатационных предприятиях ГА в виде инструкций и методик по обеспечению эффективности и безопасности выполнения АР с помощью вертолетов, утвержденных руководящими органами ГА. Результаты диссертационной работы были использованы в учебных пособиях по курсам эффективности систем ГА, аэродинамики, динамики полета, безопасности полетов и летной эксплуатации в СПб ГУТА, МГТУ ГА, ОАО «СНАРК» и ГосНИИГА.

Реализация результатов работы подтверждается актами внедрения, Сертификатами о соответствии разработанных ТС ФАП «Технические средства для выполнения авиационных работ. Требования и процедуры сертификации», утв. приказом МТ РФ от 29.10.2003 г. №202.

Публикации. Основные научные результаты работы опубликованы в 47 печатных работах, в том числе в 1 научном издании, 31 статье, 2 патентах и 1 заявке на изобретения. Материалы исследования отражены в 5 отчетах по научно-исследовательской работе НПК «ПАНХ», в которых автор является исполнителем или научным руководителем.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 170 наименований (из них 15 на иностранных языках) и приложения. Основная часть работы изложена на 386 страницах машинописного текста. Общий объем работы составляет 444 страниц, 65 таблиц, 176 иллюстраций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, определены цель и содержание поставленных задач, выполнен обзор современного состояния объекта исследования, излагается краткое содержание диссертации и полученных результатов, приводятся положения, которые выносятся на защиту, сведения об апробации работы и публикациях.

Первая глава работы посвящена выбору схемы и методов проведения исследования, обоснованию авторской позиции по проблеме обеспечения динамической устойчивости объекта исследования в различных условиях эксплуатации, анализу подходов к разработке концептуальных основ решения широкого спектра практических задач по эффективной и безопасной эксплуатации вертолетов на АР, связанных с использованием ВП, в условиях ЧС. С позиций системного подхода рассмотрены основные группы факторов, влияющих на динамическую устойчивость системы «Э-ВС-ГВП-С» в экстремальных условиях; сделан вывод о том, что степень влияния экзогенных и эндогенных факторов во многом определяется уровнем организационно-технологического менеджмента, обеспечивающего эффективность управления экстренными АР; состоянием коллективной готовности (основного - экипаж и вспомогательного - специалистов наземных организаций) персонала к решению такого класса задач, его способностью оперативно учитывать влияние изменений внутренней и внешней среды в процессе выполнения работ; правильным выбором технологических методов, приемов и процедур, авиационных и наземных ТС, предназначенных для их проведения. В этой главе проанализированы теоретические взгляды по этому вопросу и обосновано положение о том, что

для решения задач стабилизации груза на ВП вертолетов представляется рациональным перенос центра тяжести исследований в область разработки относительно недорогих, но достаточно эффективных специальных ТС, позволяющих экипажу не только фиксировать положение груза на ВП, но и производить его разворот в полете на необходимый угол, компенсируя возможные отклонения ВС по курсу в момент висения над объектом. В самом общем случае создания таких 'ГС обуславливается необходимостью их применения в нестационарных, слабопредсказуемых, а зачастую и вовсе непредсказуемых условиях проведения экстренных ЛР с применением вертолетов.

В данной главе рассмотрены основные методологические подходы, на базе которых в мировой и отечественной практике выполнения АР формировались методы и модели анализа динамической устойчивости ЛА с грузом на ВП, и сделан вывод о необходимости их корректировки в части:

- установления границ безопасных условий полета ЛА при выполнении ТГВП и возможности снижения действующих летных ограничений;

- определения путей улучшения основных АХ существующих 'ГС, применяемых для выполнения экстренных АР, и разработки предложений по максимальному приближению их значений к теоретически возможным значениям;

- внедрения эффективных методов и приемов пилотирования вертолета с 1рузом на ВП.

В данной главе сформулированы задачи и методы исследования. Установлено, что основными методами исследования характеристик такой транспортной системы должны стать различные испытания и расчеты, наибольшую важность и сложность из которых имеют исследования динамики полета и безопасности функционирования системы при возникновении особых ситуаций в процессе выполнения экстренных АР (рис.1). В главе проведен анализ существующих технических решений проблемы ликвидации последствий ЧС с применением вертолетов.

Приводится описание, тактико-технические характеристики, конструктивные и расчетные схемы различных ТС, размещаемых на ВП вертолетов. Рассмотрены сферы их применения, критерии рационального формообразования, проектирования и расчета.

Т »«Р *ва » к* ^ йв • и* в ДА

жгтр«ааи1

АР «ара« шпек ВП

1 («ЛСГМ а

(П(П4.1»«0 «4*Р)ЭМ»ааа

.VI. "РМС маа* АР

/

Рыр*««!» >1<11Ц«> *

«иСКау М Жии а

а«аро+гс

Га>р»вот« ММ ТС.

)ТТ>01СГ» а прагеме&иаа! м

«рм)Т1Ш11 ■ П||ити< грр»

Рис. 1. Цели, задачи и методы исследования

Указаны некоторые перспективные тенденции развития их конструктивных форм. Представлены требования, предъявляемые к таким ТС, рекомендуемые конструктивные материалы, нафузки и воздействия. Определены критерии оценки целесообразности их выбора для проведения экстренных АР.

В качестве исходного материала использовались результаты исследований обеспечения безопасности и эффективности применения вертолетов при перевозке фузов на ВП, выполненных лично автором, а также опубликованные и фондовые материалы по исследуемой проблеме. Кратко анализируется состояние нормативно-правового механизма регулирования деятельности авиации при выполнении АР, связанных с

необходимостью использования ВП вертолетов. В конце главы сформулированы основные выводы, вытекающие из поставленной цели и проведенного анализа проблемы.

Во второй главе работы с помощью ММ проводиться анализ динамики вертолета Ми-8 с отдельными категориями ТС на ВГ1 в особых ситуациях, связанных с влиянием внешних воздействий среды на систему «Э-ВС-ГВП-С» при выполнении АР по тушению пожаров с воздуха и локализации аварийных разливов нефти (ЛАРН) на земной (водной) поверхности. Исследования проводились с целыо определения условий динамической неустойчивости этих ТС в процессе выполнения экстренных АР, уточнения существующих и разработки новых требований, рекомендаций и предложений но их ЛЭ. При выполнении исследований использовались результаты ЛИ вертолетов Ми-26'Г и Ка-32А с ВСУ-15 на ВГ1, Ми-8МТВ с ВКБР на ВП, материалы экспериментальных исследований вАДТ масштабной (1:4) модели ВСУ-15 и исследований масштабной (1:25) модели ВКБР, а также записи параметров полета вертолетов Ми-8АМТ и Ми-8МТВ, принадлежащих ОАО НПК «ПАНХ». Результаты получены с помощью ММ движения вертолета классической одновинтовой схемы с грузом на ВП, математическое описание и основные положения которой изложено в работах Ефимова В.В. (МГТУ ГА). Ее назначение - обеспечить достаточно простой расчет интегрального критерия «силовой фактор», который выражает одновременно величину и протяженность действий внешних возмущений на исследуемую систему. В качестве критериев оценки адекватности ММ движения воздушного судна (ВС) использовались два подхода, подробно описанных в работах профессора Кубланова М.С. На первом этапе оценивалась адекватность выбранной ММ при полете вертолета без фуза путем сравнения результатов вычислительного эксперимента (ВЭ) с записями параметров полета вертолета Ми-8АМ'Г. На втором этапе та же ММ проходила проверку на адекватность моделирования поведения груза на ВП путем сравнения результатов ВЭ и ЛИ с пустым ВСУ-15.

В первой части главы проводится анализ динамики пустого (без воды или водных растворов) ВСУ-15 на ВП вертолета при ветровом воздействии различного направления и интенсивности с целью уточнения результатов исследований попадания ВСУ-15, транспортируемого на ВП из синтетического высокомолекулярного материала СВМ (ЛС-15), в рулевой винт (РВ) одновинтового вертолета. Была проведена серия экспериментов (работа проводилась Гувернюк С.В. и др.) по исследованию поведения ВСУ-15 на тросовой ВП вертолета. Установлено, что при небольших скоростях полета вертолета (менее 100 км/ч) конфигурация вихревого следа от НВ такова, что . в районе расположения ВСУ-5А (ВСУ-15А) на ВП длинной 30...40 м поток отличается существенной нестационарностью и неравномерностью. Значения подъемной силы при его движении в области вихревого цилиндра принимают большие отрицательные значения. С ростом скорости положение такого легкого и парусного груза на ВП вертолета может меняться произвольным образом и в условиях турбулентной атмосферы, возможно сближение ленточной стропы (ЛС) с опасной зоной РВ одновинтового вертолета. При проведении исследований были приняты существенные допущения. Например, изучалось только отклонение ВСУ от вертикали на угол % под действием набегающего потока воздуха, в том числе ветра. Полет же вертолета считался установившимся горизонтальным. При этом угловое движение вертолета не рассматривалось. Для оценки опасности попадания троса подвески в РВ логичнее оценивать не угол отклонения троса от вертикали а угол х между тросом и плоскостью 0X2 связанной системы координат вертолета. Для этого необходимо моделировать угловое движение вертолета, что позволяют сделать ММ и соответствующее программное обеспечение (ПО). В ВЭ изучалось влияние ветра, имеющего различное направление и интенсивность, на поведение ВСУ-15 во всем эксплуатационном диапазоне скоростей полета вертолета, в том числе на режимах ГП с ВСУ-15 на ВП при значениях Угп>160 км/ч (за пределами действующих летных ограничений). Определены значения предельных углов

отклонения троса ВГ1 от вертикали, между тросом и плоскостью 0X2 вертолета при воздействии встречного (табл. 1), бокового, вертикального восходящего порывов ветра. ВЭ установлено, что при скоростях вертикального восходящего порыва свыше 20 м/с увеличение скорости ГЦ приводит к уменьшению максимального угла в то время как при меньших скоростях порыва наблюдается обратная картина (рис. 2). При увеличеиии скорости встречного порыва влияние скорости полета на максимальный угол 4 уменьшается (например, при скорости порыва 40 м/с это влияние практически незаметно (рис. 3)). Таким образом, на больших скоростях полета ВСУ-15 ведет себя устойчивее, чем на малых, поэтому при возникновении продольного раскачивания ВСУ-15 следует рекомендовать производить увеличение скорости полета.

Таблица 1

Предельные углы отклонения троса от вертикали и между тросом и плоскостью 0X7 вертолета при воздействии встречного ветра

Скорость полета, км/ч Скорость негра, м/с

10 15 20 25 30 35 40

í. фад X. град Í, град Í, 'рад í. ipaa X. ПР»а 4rp¡U X. 'Р"Д 5. фал Х.град ч.'РМ х.град X. W

60 34.7 56.2 40,2 50.8 43,7 47,3 46.7 44.4 49.1 42,1 51,3 40,2 51,1 38,7

70 36.') 54.9 41.6 50.2 44,6 47.3 47.2 44,9 49.3 43,1 51.2 41,5 52.7 <0,2

80 39.4 53,3 42.У >9.9 45.5 47,4 47,7 45.4 49.5 43.9 51.2 42.7 52,5 41,7

90 41.1 52,2 14.1 49,6 46,4 47,5 48.3 46.0 49,9 44.8 51,3 43.8 52,6 43,0

100 42,8 51,0 45,2 49,5 47.2 47,8 48.9 46.6 50.3 45,6 51,6 14,8 52 7 «.I

110 43.8 51.5 45,8 49,9 47.6 48,6 49,0 47,7 50.2 16,9 51,3 16.2 52.3 45,8

120 44,3 52.1 16.1 50,8 47,6 49.S 48,9 49.0 49.9 48.4 50,9 47,9 51.8 47,5

140 46.0 52.3 47.5 51,4 48,7 50.7 49,7 50,2 50.7 19.8 51.5 49.4 52.3 49,2

160 47.6 52.8 48,7 52,1 49.6 51.7 50.5 51,4 51.4 51,1 52.1 5U.8 52.7 50.6

1811 48.7 5.1,6 49.6 53,3 50,4 53.0 51.2 52,7 52.0 52,5 52.6 52,3 53.1 52,1

200 49.6 54,6 50.4 54.4 51,3 54,2 52.0 53,9 52.6 53.7 53.1 53.6 53.6 53.4

220 ¡0.5 55.6 51.4 55.3 52,0 55.1 52.6 54,9 53,2 54,7 53,6 54.5 53.9 54.1

250 51.9 56,7 52.5 56.5 53,0 56,3 53.4 56,1 53.8 56.0

Применение ММ предоставило возможность рассмотреть динамику процесса изменения угла %, что позволило определить минимальные значения этого угла при колебательных движениях троса. Проведенные ВЭ показали, что при больших скоростях порыва ветра (20 м/с и более) для любого из рассмотренных выше его направлений существует тенденция к увеличению минимального угла между плоскостью ОХ'/, и тросом - х-

^■ГР" 120.0

- Л^ич'и

- И'уг».«

- № в и/ с -\Vji-35wc • «>1=40 ч'е

ь

-^««Ючч

• \Vte.jfM.t . «1о»|.с

.-ЛЬк-Нч/с

Рис. 2. Зависимость угла 5 от скорости ГП (V,,,) и скорости вертикального восходящего порыва ветра (\Уув)

Рис. 3. Зависимость максимального угла £ от скорости ГИ (V,„) и скорости встречного ветра(\У,£)

Энжания угга каилот» £ от длины стропов гиуц "

Я.1||б.» ^.град-

'о»—

4,0 | 5,0 25,0 12,0

4.0 | 5,2 27,0 15,0

Я - строп илчпвга шуи (•*м) Й . строп ихгзтнот глуса * «анат 6АТ-8000-260-3 (1.0 или 1,2 м) С - цвктоальяый 1Л«аг (30...Э0 и) ц и«• цяк«р ипрс пустого юктпйняря ц м г> - 1|внтр месс Груи

Во второй части главы проводится анализ динамики ВКБР на ВП вертолета Ми-8. Описание конструкции и массово-габаритные характеристики ВКБР приведены в главе 1 диссертационного исследования, а схема его погшепки к системе ЙП пертолета представлена на рис. 4.

Форма грузов этой категории близка к параллелепипеду, а их масса относительно мала. Очевидно, что эффективность применения таких ТС для выполнения транспортных и специальных операций существенно определяется их поведением на ВП вертолета-носителя. Результаты ВЭ по определению угла отклонения троса подвески ВКБР от вертикали силы натяжения троса йт, а также угла атаки ВКБР а^ в зависимости от

скорости ГП приведены в табл. 2. ВЭ установлено, что в эксплуатационном диапазоне скоростей

60... 140 км/ч для загруженного контейнера виртуальный ВКБР ведет себя в

соответствии с летными оценками. На скорости ГП, превышающей 140 км/ч,

для загруженного контейнера вступает в силу ограничение, связанное с

Рис. 4. Схема размещения ВКБР на ВП вертолета - носителя

прочностью подвесной системы (при скорости ГП 160 км/ч Лт превышает максимально допустимое значение 3000 кгс табл.2).

Таблица 2

Результаты вычислительных экспериментов без воздействия ветра

Скорость полета, км/ч ; : Угол отклонения троса от вертикали, град Сила натяжения троса, / кгс •.'"'.; Угол атаки ВКБР, град

Пустой С грузом Пустой С грузом Пустой С грузом

60 11,3 4,1 946 2460 13,7 8,0

80 17,6 6,4 970 2454 7,3 5,6

100 22,3 9,0 1030 2479 2,7 3,0

120 27,6 11,6 1200 2545 -2,5 0,4

140 36,6 17,7 1675 2822 -11,6 -5,7

160 403 24,0 2065 3250 -15,3 -12,0

180 43,2 27,6 2515 3655 -18,2 -15,6

200 45,6 31,0 3041 4165 -20,6 -19,0

220 48,4 34,4 3595 4690 -23,3 -22,4

На скорости ГП ниже 60 км/ч система «Вертолет - ВКБР на ВП» в продольном движении имеет слабую динамическую устойчивость, а в боковом движении она динамически неустойчива как в загруженном варианте, так и без груза (рис. 5 и 6).

времщс 1£0

Рис.5. Угол отклонения троса 4 подвески Рис.6 Траектория движения ДМ ВКБР с ВКБР с грузом от вертикали при Угп=60 км/ч грузом в горизонтальной плоскости при

Угп=60 км/ч

На основе выполненного анализа в работе определен круг научных и практических задач, решение которых позволяет уточнить существующие и разработать новые требования, рекомендации и предложения по ЛЭ исследуемых ТС.

В третьей главе работы на основе анализа современных технологий и ТС для экстренной J1APH с применением AT, выполненных в предыдущих разделах, разработана методика моделирования разброса жидких и твердых частиц (крупных, гранул (~ 0.01 м) или капель, биологических веществ, контейнеров и т.д) формы шара малого диаметра с ТС, расположенных на ВП вертолета. Обработка нефтяного пятна специальными структурообразующими жидкостями позволяет существенно уменьшить вероятность проникновения нефтепродуктов в грунт прибрежной зоны водоема или устранить нефтяную плёнку на водной поверхности. В НПК «ПАНХ» разработано подвесное устройства ВОП-3, предназначенное для нанесения на загрязненные нефтепродуктами участки земной (водной) поверхности жидкостей-диспергентов и биопрепаратов с вертолетов Ми-8МТБ или Ка-32. При разработке алгоритма расчета распределения таких компактных веществ с устройства, размещенного на ВП вертолета, на режиме установившегося ГП и полета с малыми значениями поступательной скорости, необходимо решить следующие проблемы: моделирование индуктивного потока НВ; моделирование колебаний ТС (в частном случае ВОП-3) на ВП; моделирование турбулентности атмосферы; расчет траекторий частиц.

Расчетно-экспериментальная методика определения потока от НВ.

Наиболее сложная проблема - получить поле скоростей от НВ. Эта задача решалась с использованием прикладных программных пакетов Flow Vision (ППП FV). Система уравнений включает трехмерные уравнения Навье-Стокса для несжимаемого потока и стандартную k-Б модель турбулентности. Расчеты выполнены для вертолета Ка-32 с ВОП-3 (масса 3 т, расстояние от фюзеляжа до верхней кромки емкости 13 м) на ВП при значениях Vrn: 138 км/ч, 106 км/ч, 50,6 км/ч (рис.7), 37,6 км/ч, 5 км/ч.

В расчетах нижние плоскости лопастей являлись источниками воздушных струй, а верхние - стоками газа (чтобы компенсировать прирост массы воздуха). Распределение скорости по радиусу лопасти подбиралось так,

чтобы итоговая струя совпадала с наблюдаемой экспериментально струей от НВ при соответствующей полетной скорости. Расчеты показали хорошее

Рис. 7. Результаты ВЭ полета вертолета Ка-32 с ВОП-3 массой 3000 кг на ВП со скоростью 50,6 км/ч («мгновенный снимок» вид сбоку): а) стрелками показано поле скоростей в продольной плоскости симметрии; б) заливкой показано поле модуля скорости.

совпадение (ошибка менее 10%) по средним и максимальным скоростям под нижним НВ с экспериментальными данными, представленными, например, в работах Акимова А.И. (рис.8).

б)

V (м/с)

о 2 а) 4 5 8 К(м>

Рис. 8. Зависимость скорости газа, вытекающего вертикально вниз из нижней плоскости лопасти НВ, от расстояния до оси НВ:

а) результаты ВЭ; б) результаты эксперимента при скорости полета 138 км/ч, угол наклона плоскости НВ к скорости полета (- 4°), точками показаны положения концевых вихрей в плоскости симметрии ЛА

Моделирование колебаний ВОП-З на ВП. На основании известных данных о конструкции ВОП-3 были определены координаты центра масс (ЦМ). массовый расход и скорость истечения воды, как функции времени, для двух вариантов слива: через распылители и без распылителей. С учетом действия на ВОП-3 сил тяжести и аэродинамического сопротивления расчеты, моделирующие колебания ВОП-3 на ВП вертолета-носителя, выполнялись

для различных масс устройства (3000, 2540, 2080, 1640 и 1240 кг). Предельные положения ВОП-3 показаны на рис. 9. Расчеты показали, что амплитуда колебаний такого ТС не превышает 0.5 м, поэтому, с учетом плоскости колебаний, в рассматриваемых случаях (слив воды или разброс частиц с Ка-32 при равномерном прямолинейном движении) колебания ВОП-3 на ВП не оказывают сколько-нибудь значительного влияния на распределение капель или частиц по земной поверхности.

Рис. 9, Крайние положения ВОП-3 при движении Ка-32 с Угп= 37.5 км/ч.

Моделирование турбулентности атмосферы. Основная роль атмосферной турбулентности сводится к увеличению рассеивания частиц. Турбулентность атмосферы моделировалась в соответствии с методикой, изложенной в справочнике (Атмосфера: справочник. Л. Гидрометеоиздат, 1991, - 510с.). В проводимых исследованиях предполагалось известными: скорость ветра на высоте 10 м ( Ию, м/с); класс устойчивости атмосферы (Р); параметр шероховатости (го, м); параметр Кориолиса (к=2-\у-зт(1) 1/с; V/ - скорость вращения Земли; £ - географическая широта). По этим величинам устанавливалась динамическая скорость воздуха (и*, м/с):

■ Х^О.Ф^о/апОО/^+Ар], где Ар определяется по табличным данным в справочной литературе, го -параметр шероховатости подстилающей поверхности (полагался равным 10"2, что соответствует открытой равнине с травой высотой до 0.2 м и небольшим числом отдельных препятствий).

По значению и* определялись величины Х=0.4-и*/к (м); -и по

полученным значениям г величины и и §. Между табличными значениями

использовалась линейная интерполяция. По значениям 0 и § для заданной высоты ъ рассчитывалась скорость и коэффициент турбулентного обмена

и=2.5-и*-0; К=0.4-и*-§-Х, где К=^,=С„-к2/е. В соответствии с теорией подобия Монина-Обухова для приземного слоя атмосферы все характеристики высокочастотной турбулентности являются универсальными функциями и определяются по известным формулам: Ь=Т'Ср-р'и*/(х-8-Но) - масштаб высоты Моиипа-Обухова,

о„=и*ф«(0; ак=и*<р*(<;)-

Модель расчета траекторий частиц. В данном разделе (следуя Вараксину АЛО.) проведена оценка величины сил, действующие на частицу (каплю воды диаметром 2 мм) на основном участке траектории их падения (без учета силы турбофореза), которая показала, что наибольшие значения имеют сила аэродинамического сопротивления и сила тяжести, причем сила тяжести в несколько раз меньше силы аэродинамического сопротивления (табл. 3).

Таблица 3

Сравнение сил аэродинамического сопротивления, тяжести, Сэфмена и Магнуса, действующих на каплю воды диаметром 2 мм

Скорость газа ^^ 20 м/с

Завихренность газа ([гог1*',!]/2) 2 1/с

Скорость частицы (\Ув) Скорость вращения частицы (шр) 3 1000" м/с "1/с

Сила аэродинамического сопротивления ИА - ре(п'Ор2/4)-(№г^р)^^1,|Сп/2, где Со=24/Ке+4/(Яе) +0.4. 2.68*10-' Н

Сила тяжести (Тт15!) Рпии = Рп'Я'Л'О,, /6 4.11*10"5 Н

Сила Магнуса (Ь'м) Рм= Рк'13р3,(^вхо>р) Км/8 2.7*105 II

Сила Сэфмена (Р,) р. = (^•р^-Ор'^^рХс^'аг)1'2^ где коэффициент К, =1.61 если ^/[(и./р.ХсМ»!"2«!, 1.43*10"3 Н

На основании сделанных оценок было принято допущение о воздействии на частицу в процессе ее движения после выхода из ТС только

сил аэродинамического сопротивления и тяжести. Для жидкости размер капель определяется по критическому числу Вебера: Dp = WeKpl„o/(pg-|ug-up|2), здесь а - коэффициент поверхностного натяжения вещества капли (для воды о = 0.075 Н/м), a We^,- число Вебера.

Движение частиц описывается известными уравнениями, изложенными в ряде работ Шрайбера А.А., Гавина J1.Б.: dWp/dt=FA+g; dR/dt=Wp.

Сила аэродинамического сопротивления FA и коэффициент аэродинамического сопротивления CD определяются формулами, приведенными в табл. 3, где Dp - диаметр частицы, R - координата частицы, р - плотность. Скорость газа берется в результате расчета потока с использованием прикладных программных пакетов Flow Vision (ППП FV). После каждого интервала времени пролета, равного характерному времени турбулентного движения т, выбирается новое значение величины Wg. Величина т равна наименьшему из двух значений: времени жизни турбулентного вихря тс или времени пребывания частицы в вихре тг:

тс =0.164-k"2/(WB-£); Tr=0.164-kw/(|WrWp|'c).

При моделировании прослеживается движение некоторого числа тестовых частиц до поверхности земли и анализируется их распределение. Полагается, что тестовая частица представляет не одну, а множество частиц. Оценка максимального разброса частиц проводится с учетом сил аэродинамического сопротивления, тяжести и Магнуса (табл.3). При этом полагалось, что: dWp/dt=FA+g+FM, где а>р - угловая скорость вращения частицы; коэффициент Км =я если Re,0= pg • Dp2 - [ сор|/щ« 1, Rep= ps'Dp2Í0.5rotWg|/|ig«l или Км =0.534-Rep"7'1/RewaM при 590<11еш<45000,360<1Ц,< 13500; (Wgx<np) - векторное произведение скорости газа на угловая скорость вращения частицы. В рамках данных исследований было проведено моделирование работы ВОП-З, размещенного на ВП вертолета Ка-32, при скорости Угп=38км/ч (рис. 10 и 11).

Опыт расчетов показал, что предлагаемая методика дает гарантированную максимальную оценку. Использование «замороженного» поля скорости в зоне ЛА позволяет значительно сократить время расчета (примерно в 10 раз) практически без потери точности.

Рис. 10. Слив воды из ВОП-3 (движется Рис. 11. Слив воды из ВОП-3 на Ка-32

слева направо) ва Ка-32 при скорости при скорости полета 37,5 км/ч («мгновенный

полета 37,5 км/ч («мгновенный снимок», снимок», вид сверху): концентрация воды на вид сбоку) земле более 200 гр/м2

В четвертой главе работы на основе проведенного ММ полета вертолета с грузом на ВП, выполненного в предыдущих разделах, обосновывается разработка ТС для выполнения экстренных АР с применением вертолетов. Уточняется содержание существующих требований к модернизации отдельных ТС и рассматривается методика количественной оценки предела их использования. Критерием оценки целесообразности выбора указанных ТС является их полное соответствие функциональному назначению и удовлетворению выбранным критериям оптимизации (минимальная масса, стоимость производства, надежность и эксплуатационная технологичность). Опыт выполнения АСМР (ТГВП) показывает, что «плоский» (педальный) разворот является основным маневром для быстрого изменения направления движения вертолета на режиме висения в целях занятия необходимого положения над точкой висения в процессе выполнения АР. Поэтому чрезвычайно важно обеспечить системе «Э-ВС-ГВП-С» в целом возможность безопасно выполнять такое маневрирование с грузом, размещенным на CAO или САФ, с изменением направления своего движения

в горизонтальной плоскости. Расчетным путем было установлено, чт о при движении вертолета с грузом на ВП с угловой скоростью не превышающей 10 град/с, величина е, не превышает 3.6 град/с2. С учетом этого обстоятельства для обеспечения безопасных условий работы таких ТС в условиях дефицита времени необходимо правильно определить предел его использования по максимальному моменту инерции груза. Для этого необходимо рационально выбрать параметры и размеры основных узлов, например, длину поворотной траверсы, мощность привода (для СЛО) или суммарное усилие от компенсирующих амортизаторов (для САФ). Чаще на практике возникает обратная задача, когда необходимо определить предельный (по моменту инерции) груз для правильного выбора уже существующего устройства. Для решения обоих типов задач построена номограмма. Схемы, представленные на рис. 12, иллюстрируют содержание и взаимосвязи расчетных процедур, определяющих последовательность решения указанных задач.

б)

0&P4.H.I иЛ4*М

□Еь}-Ш-

—HHED

^Mgh—ИЕ23-"*<£)-

Рис. 12. Структурная схема решения задачи по определению потребного управляющего усилия механизма привода CAO и расчету максимально допустимого

момента инерции груза:

а) прямая задача: расчет потребного управляющего усилия механизма привода и длины траверсы СЛО; б) обратная задача: расчета максимально допустимого момента инерции груза: Jy момент инерции груза; г - плечо траверсы; <р угол поворота фаверсы; Еу -угловое ускорение груза при его «закрутки» на тросах бифилярной BI1; Мди„ -дестабилизирующий момент при развороте груза; Му(п„б -стабилизирующий груз момент; b - длина траверсы; Q (Qpncn, Qnolp) - тяговое усилие механизма привода (располагаемое, потребное)

В данной главе представлен вариант управляемой в прлете аэродинамической стабилизации и ориентации 1руза на ВП. Принципиальная

конструктивно-кинематическая схема (ККС) такой CAO груза на ВП вертолета соосной схемы приведена на рис. 13. Эта разработка автора была признана изобретением и на нее был получен патент. Сам подход к разработке ККС ориентирующих систем базируется на принципе использования свободной кинетической энергии воздушного потока, индуцированного НВ вертолета. В работе представлена разработка ТС,

предназначенного для перевозки

грузов на ВП вертолетов укрупненными грузовыми

единицами (УГЕ). В результате анализа известных технических решений в области разработки указанных ТС и проведенных автором исследований, был создан экспериментальный образец

универсальной подъемно-

транспортной сети (УПТС-5,5)

Рис. 13. Конструк тивно-кинематическая схема грузоподъемностью 5,5т,

аэродинамической системы азимутальной предназначенной для перевозки ориентации груза на внешней подвеске

вертолета: обширной номенклатуры

1-аэродинамический щиток;2-вертолст; 3-траверса;

4-трос; 5-электрозамок; 6 - груз; 7 - трос пакетированных И тарио-штучных бифилярной ВП; 8 - вертлюг; 9 - основной замок

ВП; 10 - пирамида системы ВП; 11-стыковочный грузов, строительных материалов узел; 12-механизм управления; 13-вал; 14-

поворотаое звено; 15-каретка; 16 - узлы подцепки;

и техники, сыпучих материалов в

17- цилиндр; 18 - монорельс; 19 и 20-амортизаторы мелкой таре общей массой 5500 кг на ВП вертолетов, а также выполнения погрузочно-разгрузочных операций с помощью наземных грузоподъемных механизмов (рис. 14). Наличие в конструкции УПТС несущих кольцевых строп, соединенных между собой в восьми точках под углом 90° и служащих основной опорой сетному полотну, увеличивая его жесткость, выгодно отличают предлагаемое устройство от

иностранных аналогов. Результаты сравниваются с известными экспериментальными данными.

В пятой главе работы представлены результаты экспериментальных исследований основных режимов полета вертолета при выполнении экстренных АР, полученные на основании предложенных методов исследований. Приводятся результаты наземных статических испытаний и контрольных ЛИ (для целей сертификации) разработанного образца УПТС-5.5. В ходе выполненных экспериментов были определены параметры движения загруженной балластом и пустой УПТС на ВП вертолета Ка-32 на режиме висения при выполнении маневров в горизонтальной (рис.15) и вертикальной плоскостях.

Рис. 14. Схема УПТС-5.5: 1-сетное полотно; 2, 7-кольцевые Pl,c- 15- Параметры движения вертолета Ка-32 стропы; 3 карабин; 4-каркас; 5-звено; с порожней УПТС-5.5 на ВП

б - силовой участок центра сети

Установлено, что максимальная скорость ТГВП с применением УПТС-5.5 соответствует 180 км/ч. При выполнении полета с пустой УПТС-5.5 в спокойней атмосфере угол между тросом внешней подвески и вертикальной осью не превышает величину 90° - а < 45° +50° во всем диапазоне скоростей ГП вертолета от Vrn=60 км/ч до Vrn<170 км/ч. Величина остаточной деформации полиэфирных кольцевых стропов при воздействии максимальной эксплуатационной нагрузки 5000 кг не превысила 1,07 %. Федеральным агентством воздушного транспорта (ФАВТ) был выдан

Сертификат № 2021081064 от 01.10.2008г. о соответствии УПТС-5.5 ФАП «Технические средства для выполнения авиационных работ. Требования и процедуры сертификации», утв. приказом МТ РФ от 29.10.2003г. №202.

Приведены результаты ЛИ параметров полета вертолета Ми-8 AMT с особо важным грузом (ОВГ) на ВП при отказе одного двигателя на режимах висения и в ГП (рис.16).

Рис. 16, Параметры полета вертолета Ми-8АМТ при имитации отказа (выключении) одного двигателя в горизонтальном полете

В рамках поставленной цели было выполнено 4 полета общей продолжительностью 1ч 05 мин при метеоусловиях близким к МСА. Полетная масса вертолета в каждом полете ограничивалась значением 9800 кг, при котором, согласно выполненных расчетов, обеспечивалась возможность перехода вертолета из режима ГП к снижению по пологой глиссаде и его уверенное зависание в течении 10 + 15 с на высоте 50 м, характерной для безопасной укладки (установки) груза, перевозимого на ВГ1 длинной 45 м. В результате летного эксперимента была доказана возможность выполнения режима висения вертолета Ми-8АМТ вне зоны влияния эффекта «воздушной подушки» с полетной массой 9,8 т и одним работающим на ЧР двигателем, что обеспечивает реализацию основного условия безопасного завершения полета вертолета с ОВГ на ВП в случае отказа одного двигателя в ГП, на режимах висения и вертикального маневрирования.

1>рамкнрааацнс lUpawtTIVM nvpUKr pocta их e.i»«n»« it*

2. Нцблр параметра

Шестая глава является обобщающим итогом исследований диссертационной работы. В главе рассмотрена структура экстремальных условий выполнения экстренных АСМР (АВР) и определены основные системообразующие факторы, которые важно учитывать при разработке методологии их проведения. Обосновывается определение экстренного строительства объектов с помощью J1A (экстренных АСМР). Излагаются основные принципы организационно-технологической подготовки и управления экстренными АСМР (АВР). Установлено, что в самом упрощенном виде эффективное управление процессом экстренного возведения объектов с помощью JIA строится на двух основных принципах: системном и ситуационном. При выполнении экстренных АСМР (АВР), когда показатель эффективности зависит от множества факторов, его изменение во времени будет определяться линейной зависимостью вида: Е,(0 = к0+ (0 + кЛ(1) +....+ k„xn(t). Применяя методы многофакторного анализа, можно сформировать аналитическую зависимость изменения показателя эффективности Е,. Ввиду общего влияния каждого из параметров xt (/) на показатель Е, , достаточно трудно определить какой из коэффициентов пропорциональности необходимо корректировать при возникновении недопустимого его отклонения от требуемого значения. Поэтому задача адаптивного L... управления системой «Э-ВС-ГВП-С» при выполнении экстренных АСМР в работе решалась путем подбора значений различных коэффициентов,

Uut&p ¡Н4ег

4<JU(H|U Hiurnt

к,

лрм вы£рвннм itap4Urf|4

(и iTnjwHV «

Рис.17

начиная с наиболее значимого из них, и поиска управленческих мероприятий, позволяющих оптимальными образом устранять возникшие отклонения показателя Е, от ожидаемых значений. Схема возможного решения задачи приведена на рис. 17.

В главе рассматриваются вопросы оптимального построения схем маршрутов ЛА в зоне выполнения экстренных АСМР (АВР), используемых для доставки строительных конструкций (грузов различного назначения) к месту их монтажа на объекте, утилизации, складирования с учетом ограничений, накладываемых на среду. При разработке модуля оптимизации (для построения маршрутных схем) применены методы линейного программирования, которые позволяют решать задачу оптимизации практически с неограниченным количеством переменных (накладываемых ограничений). Выбор оптимальных маршрутов ЛА при проведении АСМР (ТГВП) исследовался на ряде примеров (рис.18).

Рис.18. Расчетная схема построения маршрута при выполнении ТГВП (АСМР): Г - точка расположения грузов; 3 - пункт запраики

В данной главе предложена принципиальная схема устройства для монтажа конструкций в ограниченные по размерам шахты или проемы перекрытий зданий с применением ЛА. Для эффективного проведения такого вида работ предлагается использовать улавливающее приспособление, схема которого представлена на рис. 19.

а)

б)

4 * & ' 1 0 ' ъ * С . к к • 4-► -«. — Л

(АI Ь'' ш .<!'" у* «г , - —---1 в* ^ > 'М 1 Ж V

к ££......../ _ 1 гЛт---| 1« / ✓ >

Рис. 19. Схема устройства для монтажа конструкций в проемы перекрытий или в глубокие шахты промышленных зданий и цехов: а) схема монтажа конструкции с применением устройства, действующие на двух этапах монтажа; б) вид на ослабленное сечения стержня и нагрузки на элементы устройства: 1 - монтажный блок; 2 -вертолет; 3 - горизонтальный стержень; 4 -направляющая; 5 - свободные концы горизонтального стержня; 6 - фундамент; 7 -проем; 8 - перекрытие; 9 - верхние части направляющих

Такое устройство содержит два горизонтальных стержня, прикрепленных одним концом к объекту монтажа, и направляющую в виде двух изогнутых элементов для каждого стержня. Нижние части направляющих в вертикальном положении закреплены на месте монтажа параллельно друг другу с зазором, а верхние - выполнены расходящимися для улавливания и направления горизонтального стержня и объекта монтажа, размещенного на

13П вертолета. Для того чтобы горизонтальные стержни не препятствовали монтажу объекта в проем перекрытия здания, каждый из них имеет ослабленное поперечное сечение (рис 19, б), но которому происходит его изгиб в вертикальной плоскости. При подходе к силовым элементам перекрытия 8 (например, ригелям) свободные концы 5 отсекаются по ослабленным сечениям за счет возрастания вертикального усилия, действующего на них в точке контакта 02 (N2 = G).

Эта разработка была признана изобретением и на нее был получен патент. Практическое применение устройство получило при проведении реконструкции ряда предприятий пищевой промышленности (сахарных заводов) в Ставропольском и Краснодарском краях. Работы выполнялись с применением вертолета Ми-26Т в условиях непрерывно действующих производств.

В заключении диссертации сформулированы основные результаты, определяющие научную новизну работы, ее теоретическое значение и практическую ценность.

1. Определены основные системообразующие факторы развит ия методов экстренного строительства объектов с применением JLA, предложены методологические подходы к решению широкого спектра практических задач по эффективной и безопасной эксплуатации вертолетов на АСМР и работах, связанных с использованием ВП, в условиях ЧС.

2. Разработана совокупность принципов, форм и процессов управления авиационным соединением при использовании ДА для возведения экстренных объектов. Все эти компоненты составляют систему организационно-технологического менеджмента и обеспечивают эффективность управления экстренными АР.

3. Исследована, предложена классификация ГС и определены критерии оценки целесообразности их выбора для проведения экстренных АР с применением ВП вертолетов.

4. Сформирована единая концепция разработки CAO фуза на ВП вертолета,

которая открывает возможности глубокой унификации семейства CAO (САФ) при одновременном полном обеспечении необходимых индивидуальных свойств каждой модификации.

5. Разработан метод количественной оценки предела использования CAO груза на бифилярной ВП по максимальному его момету инерции.

6. Разработана расчетно-экспериментальная методика определения потока от НВ вертолета.

7. Предложен подход к разработке CAO груза на бифилярной ВГ1, основанный на принципе использования свободной кинетической энергии воздушного потока, индуцированного НВ вертолета.

8. Разработан метод моделирования разброса жидких и твердых частиц формы шара малого диаметра с JIA, позволяющий оценивать размеры зоны их выпадения и концентрацию с приемлемой (до 10%) для расчетов точностью.

9. Разработан расчетный метод определения параметров полета вертолета с грузом на ВГ1 при отказе одного двигателя.

10. Получены новые экспериментальные данные о динамики полета вертолета с отдельными категориями ТС на ВП в особых ситуациях, связанных с влиянием на систему «Э-ВС-ГВП-С» воздействий внешней среды. В частности, с применением метода математического моделирования получены:

— параметры движения водосливного устройства ВСУ-15А для различных значений интенсивности и направления ветрового порыва ири различных скоростях полета вертолета классической одновинтовой схемы;

— определены условия возникновения явлений динамической неустойчивости вертолетного контейнера быстрого реагирования при его транспортировке на ВГ1 вертолета-носителя и сформулированы основные рекомендации по повышению его динамической устойчивости.

11. Разработаны принципиальные схемы ТС, предназначенных' для выполнения транспортных и АСМР с использованием ВП вертолетов,

обладающие новизной конструктивных решений.

12. Разработаны рекомендации и предложения по эффективному использованию вертолетов для проведения экстренных АР с соблюдением требований эффективности и БП.

Полученные в работе решения позволяют значительно расширить диапазон работ для повышения информативности поведения системы «Э-ВС-ГВП-С» в ожидаемых и особых ситуациях полета при сохранении или уменьшении объема ЛИ, а также выдавать рекомендации по обеспечению безопасности и эффективности полетов, расширению летных ограничений и их соответствию нормам летной годности вертолетов. Предложенные принципы возведения высотных объектов, такие как многомодульность и поэтапность, применение эффективных ТС позволяют гибко изменять программу реконструкции (восстановления) объекта, обеспечивая безопасность его непрерывной работы. Эти ключевые для организации и проведения АСМР принципы, успешно отработаны под руководством автора в процессе скоростного строительства НЭП, мачт сотовой связи, замены промышленных дымовых труб в условиях действующего производства, а также при проведении аварийно-восстановительных работ.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Основное содержание диссертации отражено в 47 печатных научных работах, наиболее важные из которых перечислены ниже.

Монография

1. Козловский В.Б., Паршенцев С.А., Ефимов В.В. Вертолет с грузом на внешней подвеске. Научное издание. - М.: Машиностроение / Машиностроение -Полет, 2008.-304с.: ил.

Научные публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

2. Паршенцев С.А. Системы стабилизации и азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолетов для выполнения АСМР // «Полет». -М, 2004. -№ 12. С. 51-58.

3. Паршенцев С.А. Анализ причин катастрофы вертолета Ми-26Т в Читинской области 03.05.2003 г. при выполнении работ по тушению лесных

пожаров с воздуха // Научный вестник MIТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М., 2004. - № 72. - С. 91 - 96.

4. Паршенцев С.А. Модель возможных действий экипажа вертолета в условиях развития неблагоприятного фактора в полете с 1рузом на внешней подвеске // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М„ 2005. -№ 81 (1, 1). - С.115 - 120.

5. Паршенцев С.А. Надежность функционирования системы «экипаж-вертолет-груз на внешней подвеске» в условиях развития неблагоприятного фактора // «Полет». - М., 2005. - № 4. С. 34-41.

6. Паршенцев С.А. Метод расчета силы натяжения троса внешней подвески вертолета при установке мобильной системы боковых заграждений на водной поверхности // 1 кучный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М., 2006. - № 97. - С. 129-133.

7. Паршенцев С.А. О математическом моделировании влияния внешних воздействий среды на эффективность и безопасность выполнения авиационных строительно-монтажных работ // «Монтажные и специальные работы в строительстве». - М., 2006. - №9 - С. 7 ■ 13.

8. Паршенцев С.А., Ефимов В.В. Результаты вычислительных экспериментов по исследованию динамики вертолета и груза на его внешней тросовой подвеске при полете в неспокойном воздухе // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность.-М., 2008,-№ 125. -С.151-158.

9. Паршенцев С.А. Пути совершенствования системы охраны труда и экологической безопасности при проведении авиационных строительно-монтажных работ // Безопасность труда в промышленности. - М., 2006. - № 12-С. 24-28.

10. Паршенцев С.А. Об одном способе оценки безопасности полета вертолета с грузом на внешней подвеске при воздействии неблагоприятного фактора // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М., 2006.-№97. -С. 124-128.

И. Паршенцев С.А. Новые авиационные технологии строительства высотных сооружений // «Монтажные и специальные работы в строительстве». - М., 2005. - № 8 - С. 11-17,

12. Паршенцев С.А., Асовский В.П., Худоленко О.В. Исследование возможности безопасного завершения полета вертолета с грузом на внешней подвеске при отказе одного двигателя // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М.,2004. - № 72. - С. 23 - 27.

13. Паршенцев С.А., Козловский В.Б. Исследование поведения фуза на внешней подвеске вертолета и способы его стабилизации в полете // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М., 2004. - №72. - С.97-101.

14. Паршенцев С.А., Козловский В.Б., Солуянов Ю.М. Система стабилизации и азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета Ми-26 // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М, 2004. - №72. - С. 102-107.

15. Паршенцев С.А. Приоритетные задачи научно-технического обеспечения авиационных строительно-монтажных работ II «Монтажные и специальные работы в строительстве». - М., 2006. - №1 - С.2 - 9.

16. Паршенцев С.А. Авиационный метод скоростного возведения промышленных дымовых труб в условиях действующего производства // «Монтажные и специальные работы в строительстве». - М., 2006. - № 12 -С.9-15.

17. Паршенцев С. А. Расчет силы натяжения троса системы внешней подвески вертолета при буксировке подвесных устройств по водной поверхности с учетом воздействия внешних возмущений // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. - М., 2007. - № 111. - С. 185 - 186 .

18. Паршенцев СЛ., Ципенко A.B. Моделирование разброса крупных гранул с летательного аппарата // Научный вестник МГТУ ГЛ. Сер. Аэромеханика и прочность. - М., 2007. - № 111. - С. 187 -189 .

19. Паршенцев СЛ., Худоленко О.В. Пути расширения эксплуатационного диапазона применения вертолетов на АСМР // Транспортное дело России. - М., 2006. - № 9. - С. 18 -22.

Научные публикации в других изданиях

20. Паршенцев СЛ. Моделирование процесса распределения абсорбирующих элементов с устройства ВОП-3 на внешней подвеске вертолета // Фундаментальные проблемы системной безопасности: Сб. статей / Вычислительный центр им. АЛ. Дородницына РАН. - М.: Вузовская книга, 2008. -С.44 1-449.

21. Паршенцев СЛ., Асовский В.П., Худоленко О.В. Проблемы и особенности использования вертолетов для спасения людей // Сб. науч. тр, VI Форум «Российского вертолетного общества». - М.: МАИ, 2004. - Разд. VII -С.81 -85.

22. Паршенцев СЛ., Ефимов В.В. О результатах вычислительных экспериментов по исследованию динамики некоторых типов грузов на внешней тросовой подвеске вертолета // Материалы XIX школы-семинара «Аэродинамика летательных аппаратов» - М.: ЦАГИ 28-29 февраля 2008. - С.55-56.

23. Паршенцев СЛ., Ципенко A.B., Никулин С.П, Прогноз распылении жидких и сыпучих веществ из контейнеров на внешней подвеске вертолета // Матералы XV Международной конференции по механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2007), 25-31 мая 2007 г., Алушта. - М.: Вузовская книга, 2007. - С. 409-410.

24. Паршенцев СЛ. Формализация сценариев развития и оценка риска аварийных ситуаций при выполнении вертолетами отдельных видов авиационных работ // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества. Тезисы докладов. Межд. науч.-технич. конф. -М.: МГТУ ГА, 18-19 мая 2006,- С. 90-91.

25. Паршеицев С.А., Асовский В.П., Худоленко О.В. Проблемы и особенности использования вертолетов для спасения людей. VI Форум «Российского вертолетного общества». Секция: эксплуатация и безопасность полета. Тез. докл. - М., 2004. С.2.

26. Паршенцсв С.А. Особенности пилотирования вертолета при выполнении авиационных строительно-монтажных работ (АСМР): основные пути повышения эффективности и безопасности их проведения, модели возможных действий экипажа // 4-я Межд. конф. «Авиация и космонавтика-2005». Секция: авиационная безопасность и безопасность полета. Тез. докл. -М.: 2005.- С.7.

27. Паршенцев С.А.. Оценка гидродинамического сопротивления подвесных устройств в процессе их буксировки вертолетом по водной поверхности // 4-я Межд. конф. «Авиация и космонавтика-2005». Тез. докл. -М.: Изд-во МАИ, 2005,- С.42 - 43.

28. Паршенцев С.А. Система аэродинамической стабилизации и азимутальной ориентации груза на внешней подвсскс вертолета соосной схемы // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества. Тезисы докладов. Межд. науч.-технич. конф. - М.: МГТУ ГА, 1819 мая 2006. - С. 89.

29. Паршенцев С.А. Концепция создания системы комплексного научно-технического обеспечения авиационных строительно-монтажных работ // Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества. Тезисы докладов. Межд. науч.-технич. конф. - М.: МГТУ ГА, 1819 мая 2006.- С. 90.

30. Паршенцсв С.А. Аэродинамической способ азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета // 5-я Межд. конф. «Авиация и космонавтика-2006». 23-26 октября 2006г. Тез. докл..- М: Изд-во МАИ, 2006.-С.37.

31. Паршенцев С.А. Анализ условий эксплуатации вертолета в зонах термического влияния лесных пожаров// Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества. Тезисы докладов. Межд. науч.-технич. конф., посвящ. 85-летию гражданской авиации России - М.: МГТУ ГА, 22-23 апреля 2008. - С. 103.

32. Паршенцев С.А. Методология формирования стратегии экстренных строительно-монтажных и аварийно-восстановительных работ с применением летательных аппаратов// Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества. Тезисы докладов. Межд. науч.-технич. конф., посвящ. 85-летию гражданской авиации России - М.: МГТУ ГА, 22-23 апреля 2008,- С. 104.

33. Паршенцев С.А. На службе экологического мониторинга // «Вертолет». - 2005. - X» I - С. 26 - 29.

34. Паршенцев С.А. Воздушный монтажник. Риск можно исключить // «Вертолет». - 2003. - № 3 - С. 16 - 19.

35. Паршенцев С.Л. JIcc, огонь и водосливное устройство // «Вертолет». - 2003. - № 2 - С.30 - 33

36. Паршенцев С.А. Надежность Ми-26 вне подозрений // «Вертолет». - 2004. - № 3 - С. 46 - 48.

37. Паршенцев С.А. Новые технологии монтажа // «Вертолет». -2004. -№ 1 - С. 30-33.

38. Паршенцев С.Л. Трагедия под Читой // «Вертолет». - 2003. - № 2 -С. 34-35.

39. Паршенцев С.А. Гуманитарная миссия // «Вертолет». - 2007. -№ 1 -С.16- 18.

40. Паршенцев С.А. IIa олимпийских объектах // «Вертолет». -

2008. -№ 2-С.. 58 -60.

41. Паршенцев С.Л. Авиационные услуги будут востребованы // Магаданская правда. - 2008. -№95 - с. 18.

42. Авиационный способ прокладки в лесах заградительной полосы перспективными огнегасящими химическими веществами: Отчет о НИР (заключительный)/ ВНИИ ПАНХ ГА; исп. Паршенцев С.А. и др., рук. работ Гумба М.О. - № ГР 76044681-Краснодар, 1980. -43с.

43. Разработка рекомендаций по совершенствованию серийной с/х аппаратуры самолетов и вертолетов в условиях эксплуатационных предприятий ГА с целью повышения ее надежности и долговечности: Отчет о НИР (заключительный)/ ВНИИ ПАНХ ГА; исп. Паршенцев С.А. и др., рук. работ Глебов Н.В. - № ГР 80049538- Краснодар, 1982. - 60 с

44. Целевая программа развития ПАНХ: Отчет о НИР (заключительный)/ ВНИИ ПАНХ ГА; исп. Паршенцев СЛ. и др., рук. работ Деревянко Л.Д. -Краснодар, 1982. - 43с.

45. Parshentsev S.A. Fundamental methodology of systematic rcsearch into Operation of helicopters on aerial building and assembling work // The Metalwork in Civil Engineering: State-of-the-Art and Perspectives. 5lh International Scicntific and Technical Conference, September 19-23, 2006, Kyiv, Ukraine. Scientific papers - P. 197-202.

Изобретения

46. Пат. №2307049 РФ, Cl, B64D 1/22. Устройство для азимутальной ориентации и стабилизации груза на внешней подвеске летательного аппарата / Паршенцев С.А.; ОАО НПК «ПАНХ». — Приоритет 12.12.05, №2005138620. — 11с.

47. Пат. №2307064 РФ, С2, B66F 11/00, Е04Н 12/34. Устройство для монтажа груза с помощью летательного аппарата / Паршенцев С.А., Солуянов Ю.М.; ОАО НПК «ПАНХ». — Приоритет 11.07.05, №2005121794. — 9 с.

Подписано в печать 11.02.09 г. Печать офсетная Формат 60x84/16 2,32 уч.-изд. л. 2,5 усл.печ.л._Заказ № 756/ _Тираж 100 экз.

Московский государственный технический университет ГА 125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д. 20 Редакционно-издателъский отдел 125493 Москва, ул. Пулковская, д.ба

© Московский государственный технический университет ГА, 2009

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Вводные замечания и постановка задачи.

1.2. Исследование различных подходов к проблеме обеспечения динамической устойчивости системы Э-ВС-ГП-С.

1.2.1. Системы автоматической стабилизации вертолета в полете с грузом на внешней подвеске.

1.2.2. Методы и приемы пилотирования вертолета с грузом на внешней подвеске.

1.2.3. Роль технических средств в стабилизации груза на внешней подвеске вертолета и методы их исследования.

1.3. Анализ технических решений проблемы проведения транспортных, аварийно-восстановительных (аварийно-спасательных) работ с применением летательных аппаратов.

1.3.1. Устройства для транспортировки людей и грузов на внешней подвеске летательного аппарата.

1.3.2. Устройства для ликвидации аварийных разливов нефти с применением летательных аппаратов.

1.3.3. Технические средства и специальной оборудование летательных аппаратов для тушения пожаров с воздуха.

1.4. Анализ состояния нормативно-провавой базы регулирования деятельности авиации при выполнении авиационных работ с грузом на внешней подвеске.

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ВЕРТОЛЕТА С ГРУЗОМ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ В ОСОБЫХ СИТУАЦИЯХ С ПРИМЕНЕНИЕМ

МЕТОДА МАТЕМАТИЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ.

2.1. Вводные замечания.

2.2. Проверка адекватности математической модели

2.2.1. Результаты проверки адекватности математической модели полета вертолета Ми-8.

2.2.1.1. Оценка адекватности математической модели полета вертолета Ми-8 с помощью статистических критериев.

2.2.1.2. Оценка адекватности математической модели полета вертолета Ми-8 эврестическим методом.

2.2.2. Результаты проверки адекватности математической модели движения груза на внешней подвеске вертолета.

2.3. Анализ динамики водосливного устройства на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы.

2.3.1. Моделирование особых ситуаций при полете с водосливным устройством на внешней подвеске вертолета.

2.3.1.1. Встречный порыв ветра.

2.3.1.2. Боковой порыв ветра.

2.3.1.3. Вертикальный восходящий порыв ветра.

2.3.2. Разработка рекомендаций и предложений по летной эксплуатации вертолета одновинтовой схемы для тушения пожаров с применением водосливного устройства.;.

2.4. Анализ динамики вертолетного контейнера быстрого реагирования на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы.

2.4.1. Определение аэродинамических характеристик вертолетного контейнера быстрого реагирования.

2.4.2. Анализ результатов вычислительных экспериментов по моделированию динамики вертолетного контейнера быстрого реагирования на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы.

2.4.3. Рекомендации и предложения по повышению динамической устойчивости вертолетного контейнера быстрого реагирования на внешней подвеске вертолета одновинтовой схемы.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ИЗ ЕМКОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ТРАНСПОРТИРОВКИ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ ВЕРТОЛЕТА СООСНОЙ СХЕМЫ.

3.1. Вводные замечания.

3.2. Постановка задачи и формулировка физической модели распыления частиц с устройства на внешней подвеске вертолета.

3.3. Моделирование индуктивного потока несущего винта и поля скоростей вокруг вертолета и устройства на его внешней подвески

3.4. Моделирование колебаний ВОП-3 на внешней подвеске вертолета.

3.5. Модель турбулентной атмосферы.

3.6. Модель расчета траекторий частиц.

3.7. Проверка работоспособности предлагаемой методики моделирования разброса жидких и твердых частиц (элементов, контейнеров) с летательного аппарата.

3.7.1. Оценка влияния турбулентности атмосферы и силы Магнуса на траектории частиц.

3.7.2. Моделирование процесса обработки нефтяного пятна структурообразующей жидкостью из ВОП-3 на внешней подвеске вертолета соосной схемы.

3.7.3. Расчет разброса зажигательных элементов типа Dragon Eggs из емкости технического устройства в процессе его транспортировки на внешней подвеске вертолета соосной схемы.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСТРЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ РАБОТ С

ПРИМЕНЕНИЕМ ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКИ ВЕРТОЛЕТОВ.

4.1. Вводные замечания

4.2. Системы для азимутальной ориентации и фиксации груза на внешней подвеске вертолетов.

4.2.1. Ретроспективный анализ разработки технических средств для азмутальной ориентации и фиксации грузов на внешней подвеске вертолетов.

4.2.2. Разработка принципиальной схемы аэродинамической системы азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета.

4.2.3. Обоснование технических требований к разработке новых и модернизации существующих средств фиксации и азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета.

4.2.4. Методики количественной оценки предела использования систем фиксации и азимутальной ориентации груза на бифилярной внешней подвеске вертолета.

4.3. Методика оценки силы натяжения в системе внешней подвески вертолета при установке мобильной системы боновых заграждений на водной поверхности.

4.4. Разработка универсальной подъемно-транспортной сети для проведения экстренных транспортных операций с применением летательных аппаратов.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ПОЛЕТА ВЕРТОЛЕТА С ГРУЗОМ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ

5.1. Постановка задачи.

5.2. Летные исследования параметров полета вертолета с грузом на внешней подвеске при отказе одного двигателя на режимах висения и горизонтального полета.

5.2.1. Цели и объект летных исследований.

5.2.2. Методика проведения летных исследований.

5.2.2.1. Наземная подготовка.

5.2.2.2. Методика выполнения полетов.

5.2.3. Метеоусловия при проведении ЛИ и особенности выполнения полетов.

5.2.4. Параметры полета вертолета Ми-8 AMT при имитации отказа (дросселировании) одного двигателя в горизонтальном полете с грузом на внешней подвеске.

5.2.5. Параметры полета вертолета Ми-8 AMT при имитации отказа (выключении) одного двигателя в горизонтальном полете с грузом на внешней подвеске.

5.2.6. Параметры полета вертолета Ми-8 AMT при имитации отказа (дросселировании) одного двигателя на режиме висения.

5.3. Экспериментальные исследования процесса транспортировки груза на внешней подвеске вертолета с применением универсальной подъемно-транспортной сети.

5.3.1. Оценка прочности устройства под действием заданных нагрузок.

5.3.2. Методика проведения летных исследований транспортировки груза на внешней подвеске с применением универсальной подъемно-транспортной сети.

5.3.3. Параметры движения УПТС на внешней подвеске вертолета на режиме висения и при выполнении эволюций в горизонтальной плоскости.

5.3.4. Параметры движения УПТС на внешней подвеске вертолета при выполнении маневров в вертикальной плоскости.

5.3.5. Параметры движения порожнего УПТС на внешней подвеске вертолета.

Выводы по главе 5.

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДА СТРОИТЕЛЬСТВА ЭКСТРЕННЫХ ОБЪЕКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ.

6.1. Вводные замечания.

6.2. Анализ мотивов разработки методологии проведения экстренных

АСМР.

6.3. Организационно-технологическая подготовка к проведению экстренных АСМР.

6.3.1. Принципы управления процессом экстренного возведения объектов с помощью ЛА.

6.3.2. Принципы построения маршрутных схем движения ЛА в зоне проведения экстренных АСМР.

6.3.3. Методика опроеделения оптимального маршрута ЛА с грузом на внешней подвеске в зоне проведения экстренных авиационных работ.

6.4. Разработка принципиальной схемы устройства для монтажа конструкций ЛА в ограниченные по размерам шахты или проемы перекрытий зданий.

Выводы по главе 6.

Масштабы и глубина проблем, стоящих перед государством, в связи с происходящими природными и техногенными бедствиями убеждают, что одна из самых актуальных задач - создание комплексной системы предотвращения катастроф различного характера, разработка эффективных организационно-технологических методов и ТС по ликвидации их последствий, а также защиты населения и территорий от них.

В реализации этих задач важное место отводиться гражданской авиации (ГА), как важной составной части единой транспортной системы страны. ЛА могут эффективно использоваться на тушении пожаров, для предотвращения и локализации последствий нефтяного и промышленного загрязнения окружающей среды, мониторинга радиационного загрязнения, выполнения полицейских функций и многих других, отличных по своему целевому назначению и технологическому характеру, авиационных работ (АР). Наиболее масштабной частью при ликвидации последствий ЧС является проведение работ по восстановлению объектов производственного и социального назначения, строительству жилья, восстановлению дорожной сети, линий электропередачи и связи.

Основную роль в решении данного вопроса, как правило, отводится строительному производству, которое вынуждено функционировать в экстремальных условиях, характеризующихся жесткими, а иногда и чрезвычайно жесткими сроками, а также внезапностью и непредсказуемостью постоянно меняющихся ситуаций.

Очевидно, что традиционное строительное производство не обладает требуемой гибкостью и организационно-технологической мобильностью, -что обуславливает необходимость разработки новой, более эффективной методологии обеспечения его постоянных преобразований адекватно меняющимся ситуациям. Кроме того, специфика организации работ в ЧС требует сосредоточения значительных материальных средств и людских ресурсов в очаге экстремальной ситуации в предельно сжатые сроки. Это с особой актуальностью диктует необходимость использования авиации для перевозки людей и оперативной доставки необходимых грузов к месту ликвидации ЧС.

Общепризнанно, что с позиции эффективности бесспорное преимущество среди альтернативных вариантов организации оперативной доставки грузов в труднодоступных, малонаселенных и слабоосвоенных регионах принадлежит вертолету.

Сегодня вертолеты в качестве мобильных грузоподъемных механизмов эффективно используются при монтаже (демонтаже) сложных инженерных сооружений башенного типа, строительстве ЛЭП, установке промышленных дымовых труб, маяков, опор ветродвигателей, мачт сотовой связи и других объектов, расположенных в условиях плотной городской застройки или в районах с недостаточно развитыми наземными транспортными коммуникациями. Для особых географических, климатических и экономических условий России эта АТ давно уже стала естественным компонентом высотного строительства, особенно в регионах Севера, Сибири, Дальнего Востока или районах с высокогорной местностью (экологические и инфраструктурные особенности которых, как правило, требуют доминирующего развития таких перспективных методов монтажа). Современные вертолеты могут не только качественно дополнить наземные грузоподъемные и транспортные механизмы, но и способствуют повышению эффективности проведения строительных, ремонтно-восстановительных и монтажно-демонтажных работ, особенно в условиях непрерывно действующих промышленных производств, за счет сокращения сроков их проведения, снижения затрат на перебазирование наземной грузоподъемной техники, сооружение временных подъездных путей и дорог.

Очевидно, что необходимость оперативного противодействия последствиям опасных природных или техногенных процессов создала условия для пересмотра и уточнения уже существующего подхода к использованию вертолетов на транспортных, строительно-монтажных и аварийно-восстановительных работах (АВР). Однако целостная концепция решения рассматриваемой проблемы еще не сформирована. Что касается строительства экстренных (чрезвычайно срочных) и технологически сложных объектов (в том числе высотных зданий и объектов с массовым пребыванием людей) с применением ЛА, то соответствующие теоретические разработки и обобщение опыта такого строительства в отечественной практике проведения АСМР пока отсутствуют.

Первые теоретические и практические исследования возможности применения вертолетов на АСМР и транспортных работах с использованием ВП проводились в середине пятидесятых годов коллективами ученых в вертолетных КБ М.Л.Миля и Н.И.Камова, а так же на базе кафедры «Конструкции и проектирования вертолетов» МАИ. В исследованиях этого направления принимали участие Братухин И.П., Вильдгрубе JT.C., Лесников Н.П., Маслов А.Д., Шайдаков В.И. В связи с широкими масштабами промышленно-территориального освоения труднодоступных районов Севера, Сибири и Дальнего Востока в 1970-е гг. группой ученых МАИ под руководством В.И. Шайдакова и Ю.С. Богданова была успешно проведена работа по оптимизации параметров вертолетов различного назначения на основе многокритериальной оценки их эффективности.

Весомый вклад в разработку современных методов транспортировки грузов на ВП и проведения АСМР внесли такие известные ученые, как Бутылкин И.П., Илькун В.В., Исаев С.А., Козловский В.Б., Логачев Ю.Г., Рощин В.Ф., Сухинин В.Н. Среди активных научных организаций по проведению исследований в области использования вертолетов для выполнения транспортных операций и АСМР можно отметить ОАО НПК

ПАНХ», МАИ, МГТУ ГА, СПб ГУ ГА и КБ авиационной промышленности, а также отдельных энтузиастов-изобретателей. Работа этих коллективов направлена на поиск новых конструктивных решений по созданию технических средств и технологий для проведения АСМР, оценки возможностей вертолетов при их использовании в различных отраслях народного хозяйства и технико-экономическое обоснование их преимуществ перед другими ЛА.

Отдавая должное значимости результатов уже проведенных исследований, нужно подчеркнуть, что дальнейшая разработка и оформление в научно-прикладную концепцию методологии, форм, методов и механизмов проведения экстренного строительства, восстановления объектов в экстремальных условиях и ликвидации последствий ЧС с применением ЛА остаются чрезвычайно значимыми и важными проблемами. Особенность состоит в том, что в последние годы во всем мире наряду с ростом природных и техногенных катастроф происходит рост межнациональных конфликтов, проявлений международного терроризма и связанные с ними разрушительные воздействия на промышленные и гражданские объекты.

В этих условиях наиболее приоритетными становятся задачи разработки перспективных технологических методов и специальных ТС для проведения АВР, возведения экстренных и экономически важных объектов с использованием ЛА, модернизация существующих и создание новых образцов специальной АТ, а также получение объективной и всесторонней информации о специфике выполнения данного вида АР.

Отсутствие подобных исследований являлось бы серьезным препятствием для развития перспективных вертолетных программ, привело бы к значительным экономическим потерям, а иногда и к возможному срыву своевременного решения важных государственных задач [1, 21, 101]. Можно с уверенностью утверждать, что без новых фундаментальных исследований и учета уже опубликованных результатов, но пока не нашедших широкого применения, какого-либо существенного прогресса в решении этой проблемы не может быть вообще. Поэтому совершенствование существующих и разработка новых ТС, методов и технологий АВР, АСР, МЭР и экстренных АСМР с более широкими рамками их применимости, повышение надежности, экономичности и безопасности их проведения является актуальной и своевременной задачей.

Предлагаемая работа должна восполнить серьезный пробел в рассматриваемой проблеме.

Таким образом, в диссертации решается важная и актуальная народно-хозяйственная задача, связанная с изучением особенностей ЛЭ вертолетов при проведении АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения, путем применения ММ движения ЛА, разработки новых и совершенствования современных теоретических и экспериментальных методов исследования.

Анализ результатов, полученных качественным и объективным способами исследования данной проблемы на общей методической основе, позволит взаимно сопоставить аналитические оценки с количественными показателями и, следовательно, повысить достоверность рекомендаций и выводов по особенностям ЛЭ вертолета при проведении экстренных АР.

Исходными данными для разработки темы диссертационного исследования являются результаты ЛИ, выполненных автором и под его научным руководством в ОАО НПК «ПАНХ», СПб ГУ ГА, НПО «Взлет», ГосНИИ ГА а также наукоемкие работы сотрудников МГТУ ГА в области ММ динамики полета Л А и эксперименты в сертифицированной аэродинамической трубе МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы -экспериментальное и научное обоснование существующих и перспективных технических решений повышения безопасности полетов (БП) вертолетов при выполнении АР, совершенствование существующих и разработка новых методов и технологий проведения АВР, АСР, МЭР и экстренных АСМР.

В соответствии с поставленной целью в. диссертации решаются следующие задачи: системный анализ традиционных технологий, методов и моделей ТС, используемых для проведения АСМР и транспортных работ с применением ВП вертолетов; разработка методологических основ решения технических, технологических и организационных задач по применению вертолетов для проведения экстренных АСМР, АВР (АСР), МЭР и других видов АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения; выявление границ безопасных условий полета ДА при выполнении ТГВП в экстремальных условиях ЧС и возможности снижения действующих летных ограничений, используя возможности современных вычислительных методов и технических инструментов информатики; разработка теоретических методов исследования (функционирования) системы "экипаж - вертолет - объект монтажа (груз на ВП) - внешняя среда" («Э-ВС-ГВП-С»), позволяющих получить оценки возможности применения вертолетов для проведения экстренных АСМР, АВР, АСР, МЭР и транспортных работах с использованием ВП; поиск путей повышения динамической устойчивости и надежности функционирования системы «Э-ВС-ГВП-С» в различных условиях эксплуатации; совершенствование подходов к многовариантному созданию эффективных ТС, технологических методов, приемов и процедур проведения АР с применением ВП вертолетов; определение рациональных путей улучшения основных аэродинамических характеристик существующих ТС, применяемых для выполнения АР, и разработка предложений по максимальному приближению их значений к теоретически возможным значениям; разработка требований, рекомендаций и предложений по ЛЭ вертолетов при проведении экстренных АР.

Объект исследования — система "экипаж — вертолет — объект монтажа (груз на ВП) - внешняя среда" при выполнении экстренных АСМР, АВР (АСР), МЭР и других видов АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения.

Методы исследований. Для решения задач, поставленных в диссертационной работе, используется широкий спектр методов ММ динамики полета, методы линейного и дифференциального программирования, теории вероятностей и математической статистики, методы летного эксперимента и математической обработки результатов.

Научная новизна исследования. Научная новизна диссертации в целом состоит в разработке и комплексном обосновании концептуальных подходов к проведению экстренных АР в условиях ликвидации последствий ЧС, в том числе к возведению чрезвычайно срочных и технологически сложных объектов с применением ЛА.

Наиболее существенные научные результаты диссертационного исследования заключаются в следующем: определены основные системообразующие факторы развития методов экстренного строительства объектов с применением ЛА, предложены методологические подходы к решению широкого спектра практических задач по эффективной и безопасной эксплуатации вертолетов на АСМР и работах, связанных с использованием ВП, в условиях ЧС; разработана совокупность принципов, форм и процессов управления авиационным соединением при использовании JTA для возведения экстренных объектов. Все эти компоненты, составляют систему организационно-технологического менеджмента и обеспечивают эффективность управления экстренными АР, адекватно меняющегося экстремальным условиям; исследована и предложена классификация ТС для проведения АСМР, АВР и транспортных работ с применением ВП вертолетов. Определены критерии оценки целесообразности их выбора для проведения экстренных АР; сформирована единая концепция разработки систем для стабилизации (азимутальной ориентации, фиксации) груза (объекта монтажа) на ВП в воздушном потоке на различных режимах полета при выполнении строительных, ремонтно-восстановительных и монтажно-демонтажных работ с применением вертолетов, которая открывает возможности глубокой унификации семейства CAO (САФ) при одновременном полном обеспечении необходимых индивидуальных свойств каждой модификации; разработан метод количественной оценки предела использования CAO груза, транспортируемого на бифилярной ВП, по максимальному его моменту инерции, что в условиях крайне ограниченных сроков выполнения экстренных АСМР (АВР) является чрезвычайно важной практической задачей; разработана расчетно-экспериментальная методика определения потока от НВ, основанная на использовании экспериментальных данных об индуктивном потоке НВ на различных режимах полета и известных зависимостях вертикальной скорости от радиуса под плоскостью НВ; предложен подход к разработке ТС, ориентирующих (стабилизирующих) груз на бифилярной ВП, основанный на принципе использования свободной кинетической энергии воздушного потока, индуцированного НВ вертолета; разработан метод моделирования разброса жидких и твердых частиц (элементов, контейнеров) формы шара малого диаметра с ЛА, позволяющий оценивать размеры зоны их выпадения и концентрацию с приемлемой для расчетов точностью (до 10%). В работе показано, что применение «замороженного» поля скорости в зоне ЛА позволяет на порядок сократить время расчета (примерно в 10 раз) практически без потери точности; разработан расчетный метод определения параметров полета вертолета с грузом на ВП при отказе одного двигателя; получены новые экспериментальные данные о динамики полета вертолета с отдельными категориями грузов на ВП в особых ситуациях, связанных с влиянием на систему «Э-ВС-ГВП-С» воздействий внешней среды; в частности, с применением метода ММ получены: параметры движения ВСУ-15А (максимального угла отклонения синтетического каната ВП от вертикали, балансировочного положения в ГП и на режиме висения вертолета) для различных значений интенсивности и направления ветрового порыва при различных скоростях полета вертолета классической одновинтовой схемы; определены условия возникновения явлений динамической неустойчивости вертолетного контейнера быстрого реагирования (ВКБР) при его транспортировке на ВП вертолета-носителя и сформулированы основные рекомендации по повышению его динамической устойчивости; разработаны принципиальные схемы ТС, предназначенных для выполнения транспортных и АСМР с использованием ВП вертолетов, обладающие новизной конструктивных решений; разработаны рекомендации и предложения по эффективному использованию вертолетов для проведения экстренных АР с соблюдением требований эффективности и БП.

Новизна технических решений подтверждена авторскими свидетельствами и патентами на изобретения.

Достоверность результатов исследований обеспечивается непосредственным сравнением численных расчетов с результатами ЛИ и продувок в аэродинамических трубах.

Практическая значимость результатов исследования.

Диссертационная работа содержит концептуальную разработку искомой проблемы, включающей в себя теорию, методологию, формы и методы проведения экстренных АСМР, транспортных работ с применением ВП вертолетов и других видов АР, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения.

Практическая ценность работы заключается в использовании предложенных методов, ММ и алгоритмов для разработки рекомендаций и предложений по эффективному использованию вертолетов для проведения экстренных АР с соблюдением требований эффективности и БП. Результаты выполненных численных и натурных экспериментов продемонстрировали возможность установить условия возникновения явлений динамической неустойчивости отдельных категорий грузов и ТС при их транспортировке на ВП вертолета-носителя, а также сформулировать основные рекомендации по повышению их динамической устойчивости.

Полностью оправдал себя предложенный подход к определению потока от НВ, основанный на использовании экспериментальных данных об индуктивном потоке НВ на различных режимах полета вертолета и известных зависимостях вертикальной скорости от радиуса под плоскостью НВ. При этом подходе не требуется решать задачу обтекания НВ и вертолета в общем виде, с учетом обтекания лопастей, несущих поверхностей планера и т.д., что значительно сокращает время расчета и позволяет существенно снизить требования к системным ресурсам, используемым ЭВМ.

Численное моделирование распределения специальных структурообразующих жидкостей из ВОП-3 на ВП Ка-32, разброса компактных зажигательных элементов типа Dragon Eggs [163], разработанных канадскими фирмами SEI Industries Ltd и Field Support Services позволяет оценивать размеры зоны их распределения и концентрацию с приемлемой для расчетов точностью (до 10%). Путем ММ выявлены основные факторы, определяющие распределение частиц на земной поверхности, даны рекомендации по усовершенствованию конструкции распределяющих устройств.

Автором разработаны ТС для эффективной стабилизации и азимутальной ориентации груза на ВП (разворота крупногабаритных конструкций в полете по установочным осям возводимого объекта), а также системы дистанционного управления ТС с борта J1A для проведения сложных технологических операций.

Основные результаты диссертации вошли в научное издание «Вертолет с грузом на внешней подвеске».

Апробация работы.

Автором успешно апробирован поточно-скоростной метод возведения высотных объектов с помощью вертолетов, в том числе и в условиях непрерывно действующих производств, при реконструкции Новолипецкого металлургического комбината (HJIMK) в 2004г., при выполнении АВР вертолетом Ми-26 на высокогорном участке трассы высоковольтной линии (BJI) 500кВ Россия - Турция в 2004 г. и трассы BJI 220 кВ Псоу-Поселковая в 2008 г. в Краснодарском крае, при блочном монтаже промышленного оборудования массой до 20 т с помощью вертолета Ми-26 при реконструкции ряда предприятий пищевой промышленности (сахарных заводов) Ставропольского и Краснодарского краев в 1999г, при возведении телекоммуникационных систем с применением вертолетов Ми-8МТВ и Ка-32 в Южном федеральном округе РФ в период с 2003 по 2007г.г.

Результаты выполненных исследований докладывались и получили положительную оценку на VI Форуме «Российского вертолетного общества» (г. Москва, 2004 г.), на 4-й, 5-й Международной конференции «Авиация и космонавтика» (г. Москва, 2005, 2006 гг.), на XV (г. Алушта, 2007 г.) Международной конференции по механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС'2007), на заседании XIX школы-семинара «Аэродинамика летательных аппаратов» (г. Жуковский, ЦАГИ, 2008г.), на Международной научно-технической конференции (МНТК) «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества» (г. Москва, МГТУ ГА, 2006, 2008 гг.), на 5-й МНТК «Гражданские металлические конструкции: современное состояние и перспективы развития» (г. Киев, НИИ «Укрстальконструкция», 2006 г.) на заседаниях кафедральных семинаров МГТУГА, на НТС ОАО НПК «ПАНХ», а также обсуждались на отраслевых, региональных научно-технических и летно-технических конференциях.

Результаты исследований были продемонстрированы на Международной выставке вертолетной индустрии НЕ1Л1Ш881А-2008 (г. Москва, 2008 г.) и на 7-й Международной выставки и научной конференции по гидроавиации "Гидроавиасалон-2008" (г. Геленджик, 2008 г.).

Реализация и внедрение результатов работы. Основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, использованы и внедрены в научных организациях и эксплуатационных предприятиях ГА в виде инструкций и методик по обеспечению эффективности и безопасности выполнения транспортных и АСМР с помощью вертолетов, утвержденных руководящими органами ГА и авиационной промышленности, а также при обучении летного состава. Результаты диссертационной работы были использованы в учебных пособиях по курсам эффективности систем ГА, аэродинамики, динамики полета, безопасности полетов и летной эксплуатации в СПб ГУГА, МГТУ ГА, ОАО «СПАРК» и ГосНИИГА. Реализация результатов работы подтверждается актами внедрения,

Сертификатами о соответствии разработанных ТС ФАП «Технические средства для выполнения авиационных работ. Требования и процедуры сертификации», утв. приказом МТ РФ от 29.10.2003г. №202.

Публикации. Основные научные результаты работы опубликованы в 46 печатных работах, в том числе в 1 научном издании, 30 статьях, 2 патентах и 1 заявке на изобретения. Материалы исследования отражены в 5 отчетах по научно-исследовательской работе НПК «ПАНХ», в которых автор является исполнителем или научным руководителем.

Структура и объем диссертационной работы.

Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 170 наименований (из них 15 на иностранных языках) и приложения. Основная часть работы изложена на 386 страницах машинописного текста. Общий объем работы составляет 444 страниц, 65 таблиц, 176 иллюстраций.

Благодарности. Автор выражает признательность В.Б.Козловскому, М.С. Кубланову, В.В. Ефимову, A.B. Ципенко за консультации и поддержку автора в ходе работы. Хочу выразить признательность научным сотрудникам и летчикам-испытателям НПК «ПАНХ» без участия которых не удалось бы провести экспериментальные исследования: О.В. Худоленко, В.П. Асовскому, Ю.М. Солуянову, В.В. Рощупкину, Ф.И. Корнишеву, С.А. Агрову, В.Т. Трутько, С.Б. Редченко, C.B. Фоминцеву и др.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы исследования, определены цель и содержание поставленных задач, выполнен краткий обзор современного состояния объекта исследования и указаны методологические основы выполненной диссертационной работы.

Первая глава работы посвящена выбору схемы и методов проведения исследования, обоснованию авторской позиции по проблеме обеспечения динамической устойчивости объекта исследования (системы «Э-ВС-ГВП-С») в различных условиях эксплуатации, анализу подходов к разработке концептуальных основ решения широкого спектра практических задач по эффективной и безопасной эксплуатации вертолетов на АР, связанных с использованием ВП, в условиях ЧС.

С позиций системного подхода рассмотрены основные группы факторов, влияющих на динамическую устойчивость системы «Э-ВС-ГВП-С» в экстремальных условиях; сделан вывод о том, что степень влияния экзогенных и эндогенных факторов во многом определяется уровнем организационно-технологического менеджмента, обеспечивающего эффективность управления экстренными АР; состоянием коллективной готовности (основного — экипаж и вспомогательного - специалистов наземных организаций) персонала к решению такого класса задач, его способностью оперативно учитывать влияние изменений внутренней и внешней среды в процессе выполнения работ; правильным выбором технологических методов, приемов и процедур, авиационных и наземных ТС, предназначенных для их проведения. Установлено, что основными методами исследования характеристик такой транспортной системы должны стать различные испытания и расчеты, наибольшую важность и сложность из которых имеют исследования динамики полета и безопасности функционирования системы при возникновении особых ситуаций в процессе выполнения экстренных АР.

В главе проведен анализ существующих технических решений проблемы ликвидации последствий ЧС с применением вертолетов. Приводится описание, тактико-технические характеристики, конструктивные и расчетные схемы различных ТС, размещаемых на ВП вертолетов. Рассмотрены сферы их применения, критерии рационального формообразования, проектирования и расчета. Указаны некоторые перспективные тенденции развития их конструктивных форм. Определены критерии оценки целесообразности их выбора для проведения экстренных

АР. В качестве исходного материала использовались результаты собственных исследований обеспечения безопасности и эффективности применения вертолетов при перевозке грузов на ВП, выполненных автором, а также опубликованные и фондовые материалы по исследуемой проблеме. В конце главы сформулированы основные выводы, вытекающие из поставленной цели и проведенного анализа проблемы.

Во второй главе работы с помощью ММ проводиться анализ динамики вертолета Ми-8 с отдельными категориями грузов и ТС на ВП в особых ситуациях, связанных с влиянием внешних воздействий среды на систему «Э-ВС-ГВП-С». Определены условия их динамической неустойчивости при ветровом воздействии различного направления и интенсивности. Результаты получены с помощью ММ движения вертолета классической одновинтовой схемы с грузом на ВП, математическое описание и основные положения которой изложено в работе [38-40, 100]. Ее назначение — обеспечить достаточно простой расчет интегрального критерия «силовой фактор», который выражает одновременно величину и протяженность действий внешних возмущений на исследуемую систему. Результаты базируются на ЛИ, проведенных автором в ОАО НПК «ПАНХ» и подтверждающих адекватность ММ, и экспериментах в сертифицированной АДТ МГТУ им. Н.Э. Баумана.

На основе выполненного анализа определен круг научных и практических задач, решение которых позволяет уточнить существующие и разработать новые требования, рекомендации и предложения по ЛЭ исследуемых ТС.

В третьей главе работы излагается методика моделирования разброса жидких и твердых частиц (зажигательных элементов, биологических веществ, контейнеров и т.д) формы шара малого диаметра с ЛА. Подробно рассматривается наиболее сложный случай, когда ТС с частицами расположено на ВП вертолета. Автором предложен расчетноэкспериментальный способ учета влияния набегающего потока, вихревой пелены и потока от НВ на движение ТС и траектории распределяемых им частиц. Проведена оценка сил, действующих на частицы. С учетом сил тяжести и аэродинамического сопротивления проведено детальное численное моделирование распределения специальных структурообразующих жидкостей из ВОП-3 на ВП Ка-32, разброса компактных зажигательных элементов типа Dragon Eggs [163], разработанных канадскими фирмами SEI Industries Ltd и Field Support Services. Путем MM выявлены основные факторы, определяющие распределение частиц на земной поверхности, даны рекомендации по усовершенствованию конструкции распределяющих устройств. Приводиться расчетно-экспериментальная методика определения потока от НВ, основанная на использовании экспериментальных данных об индуктивном потоке НВ на различных режимах полета и известных зависимостях вертикальной скорости от радиуса под плоскостью НВ.

В четвертой главе работы на основе проведенного численного моделирования полета вертолета с грузом на ВП, выполненного в предыдущих разделах, обосновывается разработка ТС для выполнения экстренных строительных, ремонтно-восстановительных, МЭР, АСР и м о н тажн о-д ем о м таж пых работ с применением вертолетов. Уточняется содержание существующих требований к модернизации отдельных ТС, рассматривается методика количественной оценки предела их использования, разрабатывается вариант управляемой в полете аэродинамической стабилизации и ориентации груза на ВП. Проводится разработка ТС, предназначенного для транспортировки грузов на ВП вертолетов укрупненными грузовыми единицами (УТЕ). Результаты сравниваются с известными экспериментальными данными.

В пятой главе работы представлены результаты экспериментальных исследований основных режимов полета вертолета при выполнении экстренных АР, полученные на основании предложенных методов исследований. Приведены результаты ЛИ параметров полета вертолета Ми-8 AMT с ОВГ на ВП при отказе одного двигателя на режимах висения и в ГП. Приводятся результаты наземных статических испытаний и контрольных летных испытаний (для целей сертификации) разработанного образца универсальной подъемно-транспортной сети, предназначенной для перевозки обширной номенклатуры пакетированных и тарно-штучных грузов на ВП вертолетов.

Шестая глава диссертационного исследования посвящена разработке совокупности принципов, методов, средств, а также форм и процессов управления строительством экстренных объектов с помощью ЛА в условиях ликвидации последствий ЧС. Все эти компоненты, составляют систему организационно-технологического менеджмента и обеспечивают эффективность управления экстренными АР, адекватно меняющегося экстремальным условиям. В главе рассмотрена структура экстремальных условий выполнения экстренных АСМР (АВР) и определены основные системообразующие факторы, которые важно учитывать при разработке методологии их проведения. Излагаются основные принципы организационно-технологической подготовки к проведению экстренных АСМР (АВР). Рассматриваются вопросы оптимального построения схем маршрутов ЛА в зоне выполнения экстренных АР, используемых для доставки строительных конструкций (грузов различного назначения) к месту их монтажа на объекте или утилизации (при выполнении демонтажных операций) с учетом ограничений, накладываемых на среду. При разработке модуля оптимизации для построения маршрутных схем применены методы линейного программирования, которые позволяют решать задачу оптимизации практически с неограниченным количеством переменных (накладываемых ограничений). Приводится принципиальная схема устройства для монтажа конструкций в ограниченные по размерам шахты или проемы перекрытий зданий с применением ЛА, обладающая новизной конструктивных решений.

В заключении приведены основные научные и практические результаты выполненных исследований, содержатся положения, определяющие научную новизну и практическую ценность работы.

В приложении содержатся материалы вычислительных экспериментов и ЛИ, а также документы, подтверждающие внедрение результатов диссертационной работы.

Выводы по главе 6

1. Определены основные системообразующие факторы развития методов экстренного строительства объектов с применением ЛА, предложены методологические подходы к решению широкого спектра практических задач по эффективной и безопасной эксплуатации вертолетов на АСМР и работах, связанных с использованием ВП, в условиях ЧС.

2. Разработана совокупность принципов, форм и процессов управления авиационным соединением при использовании ЛА для возведения экстренных объектов. Все эти компоненты, составляют систему организационно-технологического менеджмента и обеспечивают эффективность управления экстренными АР, адекватно меняющегося экстремальным условиям.

3. Разработана принципиальная схема устройства для монтажа конструкций в ограниченные по размерам шахты или проемы перекрытий зданий с применением ЛА, обладающая новизной конструктивных решений (Пат. №2307064 РФ, С2, В66Б 11/00, Е04Н 12/34. Приоритет 11.07.05, №2005121794).

4. Определены основные принципы построения маршрутных схем движения вертолетов с грузом на ВП в зоне проведения экстренных АСМР по критериям, характеризующим особые свойства перевозимого груза: форму, массу, размеры, дальность его транспортировки, а также последовательность монтажа на объекте (доставки при ТГВП).

5. Установлено, что поточно-скоротное строительство экстренных объектов с применением ВП ЛА должно базироваться на широком использовании параллельных потоков доставки грузов к месту их монтажа или складирования.

6. Разработана методика определения оптимальных маршрутов ЛА в зоне выполнения экстренных АСМР (АВР), используемых для доставки строительных конструкций (грузов различного назначения) к месту их монтажа на объекте, утилизации, складирования с учетом ограничений, накладываемых на среду. Для сокращения времени поиска оптимального порядка доставки грузов рекомендуется составлять программный код для каждой конкретной задачи с использованием наборов коротких подпрограмм, а не использовать универсальную программу.

7. Предложенный метод экстренного возведения высотных объектов с помощью вертолетов, в том числе и в условиях непрерывно действующих производств, и СТС для его проведения прошли успешную практическую апробацию при выполнении реконструкции ряда промышленных предприятий различного профиля.

365

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе решена научная проблема, имеющая важное хозяйственное значение и состоящая в разработке теоретических основ и практических методов проведения экстренных авиационных работ, которые объединяет чрезвычайная срочность, непредвиденность, экстремальные организационно-технологические или особые экономические условия проведения.

В диссертации получены следующие основные результаты, определяющие научную новизну работы, ее практическую значимость и являющиеся предметом защиты:

1. Определены основные системообразующие факторы развития методов экстренного строительства объектов с применением ЛА, предложены методологические подходы к решению широкого спектра практических задач по эффективной и безопасной эксплуатации вертолетов на АСМР и работах, связанных с использованием ВП, в условиях ЧС.

2. Разработана совокупность принципов, форм и процессов управления авиационным соединением при использовании ЛА для возведения экстренных объектов. Все эти компоненты, составляют систему организационно-технологического менеджмента и обеспечивают эффективность управления экстренными АР, адекватно меняющегося экстремальным условиям.

3. Исследована и предложена классификация ТС для проведения АСМР, АВР и транспортных работ с применением ВП вертолетов. Определены критерии оценки целесообразности их выбора для проведения экстренных АР.

4. Сформирована единая концепция разработки систем для стабилизации (азимутальной ориентации, фиксации) груза (объекта монтажа) на ВП в воздушном потоке на различных режимах полета при выполнении строительных, ремонтно-восстановительных и монтажно-демонтажных работ с применением вертолетов, которая открывает возможности глубокой унификации семейства CAO (САФ) при одновременном полном обеспечении необходимых индивидуальных свойств каждой модификации.

5. Разработан метод количественной оценки предела использования CAO груза, транспортируемого на бифилярной ВП, по максимальному его моменту инерции, что в условиях крайне ограниченных сроков выполнения экстренных АСМР (АВР) является чрезвычайно важной практической задачей.

6. Разработана расчетно-экспериментальная методика определения потока от НВ вертолета, основанная на использовании экспериментальных данных об индуктивном потоке НВ на различных режимах полета и известных зависимостях вертикальной скорости от радиуса под плоскостью НВ.

7. Предложен подход к разработке ТС, ориентирующих (стабилизирующих) груз на бифилярной ВП, основанный на принципе использования свободной кинетической энергии воздушного потока, индуцированного НВ вертолета.

8. Разработан метод моделирования разброса жидких и твердых частиц (элементов, контейнеров) формы шара малого диаметра с ЛА, позволяющий оценивать размеры зоны их выпадения и концентрацию с приемлемой для расчетов точностью (до 10%). В работе показано, что применение «замороженного» поля скорости в зоне ЛА позволяет на порядок сократить время расчета (примерно в 10 раз) практически без потери точности.

9. Разработан расчетный метод определения параметров полета вертолета с грузом на ВП при отказе одного двигателя.

10. Определены основные принципы построения маршрутных схем и разработана методика определения оптимальных маршрутов ЛА в зоне проведения экстренных АСМР (АВР), используемых для доставки строительных конструкций (грузов различного назначения) к месту их монтажа на объекте, утилизации, складирования с учетом ограничений, накладываемых на среду.

11. Получены новые экспериментальные данные о динамики полета вертолета с отдельными категориями грузов на ВП в особых ситуациях, связанных с влиянием на систему «Э-ВС-ГВП-С» воздействий внешней среды. В частности, с применением метода ММ получены: параметры движения водосливного устройства ВСУ-15А максимального угла отклонения синтетического каната ВП от вертикали, балансировочного положения в ГП и на режиме висения вертолета) для различных значений интенсивности и направления ветрового порыва при различных скоростях полета вертолета классической одновинтовой схемы; определены условия возникновения явлений динамической неустойчивости вертолетного контейнера быстрого реагирования (ВКБР) при его транспортировке на ВП вертолета-носителя и сформулированы основные рекомендации по повышению его динамической устойчивости.

12. Разработаны принципиальные схемы ТС, предназначенных для выполнения транспортных и АСМР с использованием ВП вертолетов, обладающие новизной конструктивных решений.

13. Разработаны рекомендации и предложения по эффективному использованию вертолетов для проведения экстренных АР с соблюдением требований эффективности и БП.

Полученные в работе решения позволяют значительно расширить диапазон работ для повышения информативности поведения системы «Э-ВС-ГВП-С» в ожидаемых и особых ситуациях полета при сохранении или уменьшении объема ЛИ, а также выдавать рекомендации по обеспечению безопасности и эффективности полетов, расширению летных ограничений и их соответствию нормам летной годности вертолетов.

Некоторые результаты исследований переданы в ГосНИИГА, предприятия авиационной промышленности, авиационные предприятия ГА и учебные заведения, что подтверждается соответствующими актами внедрения.

1. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Кн.1/ Под ред. К.Е.Кочеткова, A.B. Забегаева. М.: Издательство АСВ, 1995.-319с.

2. Авт. свид. СССР № 623824, кл. В 66 F 11/02, 1977г.

3. Авт. свид. СССР № 895919, кл. В 66 F 11/02, 1980г.

4. Акимов А.И. Аэродинамика и летные характеристики вертолетов. М.: Машиностроение, 1988.- 144 с.

5. Акимов А.И. и др. Летные исследования и анализ вихревой структуры винтов соосного вертолета. // Труды I форума Российского вертолетного общества, Москва, МАИ, 1994, с. 161-181.

6. Акт контрольных летных испытаний водосливного устройства ВСУ-5 в комплекте с внешней подвеской из синтетического высокомолекулярного материала на вертолетах Ми-8 и Ка-32./ Агров С.А., Гумба В.В., Илькун В.В. и др. Краснодар: НПК «ПАНХ», 1997. -20 с.

7. Акт контрольных летных испытаний водосливного устройства ВСУ-5А с удлинителями строп на вертолете Ка-32. / Агров С.А., Асовский В.П., Козловский В.Б. и др. Краснодар: НПК «ПАНХ», 2001. - 35 е.;

8. Акт по результатам контрольных летных испытаний на вертолете Ка-32Т универсальной подъмно-транспортной сети (УПТС-5,5) // ОАО

9. НПК "ПАНХ"; Руководитель Паршенцев С.А.— Краснодар, 2008. — 74с.

10. Акт по результатам летных испытаний экспериментального образца лесопожарного оборудования на внешней подвеске вертолета Ми-8 / ВНИИ ПАНХ ГА; Руководитель Гумба М.О. — Краснодар, 1983. — 27с.

11. Акт по результатам летных испытаний экспериментального образца системы азимутальной фиксации груза на внешней подвеске вертолета Ми-10К и отработки технологии строительно-монтажных работ // НПО ПАНХ ГА — Краснодар, 1990. — 40 с.

12. Акт по результатам летных исследований при транспортировании системы АэроЛАРН на внешней подвеске вертолета Ми-8 / С.А.Паршенцев, В.Г. Шевцов, Ю.М. Солуянов и др. Краснодар, 2007.- Юс.

13. Акт по результатам эксплуатационных летных испытаний водосливного устройства Bambi Bucket и методов выполнения полетов с ним на вертолете Ми-26 / НПК «ПАНХ»; Руководитель Илькун В.В.1. Краснодар, 1998. — 25с.

14. Анализ состояния безопасности полетов в гражданской авиации Российской Федерации в 2005 г. Утв. зам. нач. упр. инспекции по безопасности полетов Федеральной службы по надзору в сфере транспорта 19.01.2006.

15. Анцелиович Л.Л. Надежность, безопасность и живучесть самолета. — М.: Машиностроение, 1985. 296 е., ил.

16. Атмосфера: справочник. Л. Гидрометеоиздат, 1991, — 510 с.

17. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Статистика, 1980. -263 е., ил.

18. Блачев Р. Оценка социально-экономических последствий чрезвычайных событий // Вопросы экономики. — 1992. — №1. — С.59-63.

19. Богданов А.Д., Калинин Н.П., Кривко А.И. Турбовальный двигатель ТВЗ-117ВМ (конструкция и техническое обслуживание): Учебное пособие, М.: Воздушный транспорт, 2000. — 392 с.

20. Боумен К. Основы стратегического менеджмента // Пер. с англ. / Под ред. Л. Г. Зайцева, М. И.Соколовой. М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997. 174 стр.

21. Бугай В.И., Ципенко В.Г. Анализ авиационных происшествий и методов исследования безопасности полетов вертолетного парка граждансой авиации России // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. 2006. №97. С.83 87.

22. Бутылкин И.П., Купцов В.Д., Морозов Е.П. Монтаж стальных высотных опор с помощью грузоподъемных кранов и вертолетов //

23. Монтажные и специальные работы в строительстве. М., 2001. - № 6 — С.2 - 5.

24. Бутылкин И.П., Морозов Е.П., Данкж В.М. Монтаж новых опор радиорелейных линий // Монтажные и специальные работы в строительстве. -М., 2001. № Ю-С.10 - 13.

25. Вараксин А.Ю. Турбулентные течения газа с твердыми частицами. -М.: Физматлит, 2003. -192 с.

26. Виривский А. Вертолеты: средства и способы пожаротушения // «Вертолет». 2008. - № 3 - С. 14 - 19.

27. Гордон Дж. Конструкции, или почему не ломаются вещи. — М.: Мир, 1980.

28. Горяченко В.Д. Элементы теории колебаний: Учеб. Пособие для вузов. -2-е изд., перераб. доп. — М.: Высш. шк.; 2001. — 395 с.

29. Готман А.Ш. Определение волнового сопротивления и оптимизация обводов судов. 4.1. Волновое сопротивление судов. Новосибирск: Новосиб. гос. академия водн. трансп., 1995. 162с.

30. Далин В.Н., Михеев C.B. Конструкция вертолетов: Учебник. М.: Изд-во МАИ, 2001. - 352 е.: ил.

31. Девятисильный A.C., Дорожко В.М., Гриняк В.М. Определение гидродинамического сопротивления по траекторным данным инерционного движения объекта // Журнал технической физики. 2003. Т.73. Вып.2. С.38-42.

32. Джонсон У. Теория вертолета: В 2-х книгах. Пер. с англ. М.: Мир, 1983.-Кн.2. 1024 с.

33. Джонсон У. Теория вертолета: В 2-х книгах. Пер. с англ. М.: Мир, 1983.-Кн.1. 505 с.

34. Есаулов С.Ю., Бахов О.П., Дмитриев И.С. Вертолет как объект управления. -М.: Машиностроение, 1977. 191 с.

35. Ефимов В.В. Математическое описание движения груза на внешней подвеске вертолета. Научный вестник МГТУ ГА № 111. Серия "Аэромеханика и прочность". - М.: МГТУ ГА, 2007. - С. 121 - 128.

36. Иванов Ф., Козлов В., Смолянинов В. Человеческий фактор: иллюзия или реальность? // Аэрокосмический курьер. 2005.- №6. - С.79.

37. Исследование поведения водосливного устройства ВСУ-15 на тросовой подвеске под воздействием ветровых нагрузок: Отчет о НИР / Институт механики МГУ им. М.В. Ломоносова; Руководитель C.B. Гувернюк. — №4648. — М., 2003. — 42 с.

38. Исследование условий повышения стабилизации характерных грузов, транспортируемых вертолетами на внешней подвеске: Отчет о НИР / РКИИ ГА; Руководитель Логачев Ю.Г. — Рига, 1983. — 62 с.

39. Калугин В.Т., Занегин И.Н. Исследование процесса образования и отрыва вихрей при обтекании цилиндра квадратного сечения потокоммалых дозвуковых скоростей- Научный вестник МГТУ ГА № 59. Серия "Аэромеханика и прочность". М.: МГТУ ГА, 2003. - С. 14-19.

40. Калугин В.Т., Киндяков Е. Б., Луценко А.Ю., Столярова Е.Г. Аэродинамическая стабилизация грузов на внешней подвеске летательных аппаратов. Научный вестник МГТУ ГА № 111. Серия «Аэромеханика и прочность». - М.: МГТУ ГА, 2007. - С. 100 - 104.

41. Калугин В.Т., Киндяков Е. Б., Столярова Е.Г. Обтекание и стабилизация контейнерных устройств на внешней подвеске летательных аппаратов. Научный вестник МГТУ ГА № 111. Серия «Аэромеханика и прочность». - М.: МГТУ ГА, 2007. - С. 105 - 109.

42. Канащенков А.И. Радиолокационный мониторинг Земли с использованием космических и авиационных носителей // «Полет». -2006. № 2. С. 3-7.

43. Ким В.А., Солуянов Ю.М. Монтаж дымовой трубы с применением вертолета // Монтажные и специальные работы в строительстве. — М.,1990. №2-С. 19-21.

44. Козлов В.В. Человеческий фактор: история, теория и практика в авиации. М.: Полиграф, 2002 г. - 280 с.

45. Козловский В.Б. Теоретические и методологические основы эксплуатации летательных аппаратов при выполнении строительномонтажных работ и транспортировке грузов на внешней подвеске. Дисс.на соискание уч. степ. док. техн. наук. — Москва, 2004. 390 с.

46. Козловский В.Б., Кубланов М.С. Математическая модель полета вертолета с грузом на внешней подвеске // Научный вестник МГТУ ГА. Серия аэромеханика и прочность. 2004. - № 72. - С.5 - 9.

47. Козловский В.Б., Паршенцев С.А. Исследование поведения груза на внешней подвеске вертолета и способы его стабилизации в полете // Научный вестник МГТУ ГА. Серия аэромеханика и прочность. М., 2004. -№ 72.-С.97- 101.

48. Козловский В.Б., Паршенцев С.А., Ефимов В.В. Вертолет с грузом на внешней подвеске. Научное издание. М.: Машиностроение / Машиностроение - Полет, 2008. - 304с.: ил.

49. Колоколов С.Н., Коновалов А.П., Куратов В.А. Динамика управляемого движения вертолета: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. - 144 е.: ил. - (Справ, б-ка авиац. Инж.-испытателя «Летные испытания самолетов и вертолетов»).

50. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М., «Наука», 1970, 720 с.

51. Кравченко Е.А., Нудьга В.Н. Грузоведение. Краснодар: Краснодарский ЦНТИ, 2003. - 194 с.

52. Ксандопуло С.Ю., Маринин С.Ю. и др. Автоматизированная система управления безопасностью труда на предприятиях с опасными производственными объектами // Безопасность труда в промышленности. — 2006. №12. - С. 64 - 67.

53. Кубланов М.С. Идентификация математических моделей по данным летных испытаний самолета Ил-96-300 // Сб. научных трудов Решение прикладных задач летной эксплуатации ВС методами математического моделирования. М.: МГТУ ГА, 1993. - С. 3-10.

54. Кубланов М.С. Идентификация математической модели посадки самолета Ту-154Б по данным летных испытаний // Научный вестник МГТУ ГА № 15. Сер. Аэромеханика и прочность. М.: МГТУ ГА, 1999.-С. 27-36.

55. Куклев Е.А., Павлов С.С. Движение груза при маневре вертолета по схеме «горка» // Полет. 2007. - №6. С.29 — 33.

56. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Москва: Атомиздат, 1979,415 с.

57. Лебедев А.Н. Моделирование в научно-технических исследованиях. — М.: Радио и связь, 1989. 224 с.

58. Летные испытания опытного образца мобильной системы постановки боновых заграждений с вертолета Ми-8: Акт предварительных ЛИ/ Нуч.-произв. объед. прим. авиации в народ, хоз. (НПО ПАНХ ГА); руководитель Солуянов А.Н. Краснодар, 2003. - 25с.

59. Макаров М.И. Создание федеральной системы оперативного контроля состояния природных ресурсов и экономически важных и опасных объектов // «Полет». -2004. № 7. С. 11-21.

60. Марищук В.Л. К вопросу об экстремальных факторах и стрессе // Материалы научной конференции. Л., 1998г.

61. Марков М.Н., Мерсон Я.И, Шамилев М.Р. Исследование поля теплового излучения стратосферы и тропосферы в ИК области спектра с геофизических аэростатов. — Космические исследования, 1963, т.1, №2.

62. Материалы государственного доклада «О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2006 году» // Информационное письмо ФСНСТ МТ РФ. 2007,- №64-12/258.- 9с.

63. Мелехин В.Б. Информатизация как фактор повышения эффективности управления авиационными пассажирскими перевозками // Транспортное дело России. М., 2006. — Спецвыпуск № 6. — С. 15 -18.

64. Микинелов АЛ., Чепига В.Е., Шахвердов В.Г. Летная эксплуатация воздушных судов. М.: Машиностроение, 1986. 216 с.

65. Миль М.Л. и др. Вертолеты. Расчет и проектирование. Т.1. Аэродинамика. М.: Машиностроение, 1966.

66. Михеев В.Р., Катышев Г.И. Сикорский. СПб.: Политехника, 2003. -618 е.: ил.

67. Модель турбулентного течения жидкости FlowVision. http://www.flowvision.ru/index.php?id=41

68. Морозова И.В., Грешникова JI.E. Альбедо подстилающей поверхности территории СССР. Труды ГГО, 1987, вып. 520, с. 69 - 81.

69. Мостафа A.A., Монджиа Х.Ц., Макдонелл В.Г., Самуэлсен Г.С. Распространение запыленных струйных течений. Теоретическое и экспериментальное исследование. Аэрокосмическая техника, №3, 1990г.

70. Натальин В.М. Физические условия возникновения полетного резонанса вертолета Ми-8 и способы его устранения: Дисс.на соискание уч. степ. канд. техн. наук. — СПб., 1998. — 268 с.

71. Нормы летной годности транспортной категории винтокрылых аппаратов. Авиационные правила. 4.29. Межгосударственный авиационный комитет, 1995.

72. Носарев И.М. Исследование в аэродинамических трубах процесса раскрытия круглого парашюта. — М.: ЦАГИ, 1963. 32 с.

73. Овчаров В.Е. Человеческий фактор в авиационных происшествиях. -М.: Полиграф, 2005. 80 с.

74. Отработка технологии монтажа конструкций через проемы в крышах промышленных зданий. Акт по результатам летных испытаний №543-90 / НПК «ПАНХ»; Руководитель Козловский В.Б. — №73.37.63.— Краснодар, 1988. — 22 с.

75. Отработка технологии сбора (нейтрализации) нефтепродуктов с акваторий с применением ВОП-3 на внешней подвеске вертолета Ми-8МТВ: Отчет о НИР №25/3.5.17 / НПК "ПАНХ". Краснодар, 2000.

76. Отработка технологии сбора (нейтрализации) нефтепродуктов с акваторий с применением ВОП-3 на внешней подвеске вертолета Ми-8МТВ: Отчет о НИР №25/3.5.17 / НПК "ПАНХ". Краснодар, 2000.

77. Павлов С.С. Движение груза на внешней подвеске вертолета при горизонтальном маневре //Полет.- 2008. №7. С.51-57.

78. Паршенцев С.А. Авиационный метод скоростного возведения промышленных дымовых труб в условиях действующего производства // Монтажные и специальные работы в строительстве — М., 2006. № 12 - С.9 - 15.

79. Паршенцев С.А. Анализ причин катастрофы вертолета Ми-26Т в Читинской области 03.05.2003 г. при выполнении работ по тушению лесных пожаров с воздуха // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. М., 2004. - № 72. - С. 91 - 96.

80. Паршенцев С.А. Метод расчета силы натяжения троса внешней подвески вертолета при установке мобильной системы боновых заграждений на водной поверхности // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. М., 2006. - № 97. - С. 129-133.

81. Паршенцев С.А. Воздушный монтажник. Риск можно исключить // Вертолет. 2003. - № 3 - С. 16 - 19.

82. Паршенцев С.А. Гуманитарная миссия // «Вертолет». — 2007. — № 1 — С.16 18.

83. Паршенцев С.А. Лес, огонь и водосливное устройство // «Вертолет». — 2003. № 2 - С.ЗО - 33

84. Паршенцев С.А. Модель возможных действий экипажа вертолета в условиях развития неблагоприятного фактора в полете с грузом навнешней подвеске // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. М., 2005. -№ 81 (1, 1). — С.115 - 120.

85. Паршенцев С.А. На службе экологического мониторинга // «Вертолет». 2005. - № 1 - С. 26 - 29.

86. Паршенцев С.А. Надежность функционирования системы «экипаж-вертолет-груз на внешней подвеске» в условиях развития неблагоприятного фактора // Полет. -2005. № 4. С. 34-41.

87. Паршенцев С.А. Новые авиационные технологии строительства высотных сооружений // Монтажные и специальные работы в строительстве. М., 2005. - № 8 - С. 11 - 17.

88. Паршенцев С.А. Новые технологии монтажа // «Вертолет». 2004. -№ 1 - С. 30-33.

89. Паршенцев С.А. О математическом моделировании влияния внешних воздействий среды на эффективность и безопасность выполнения авиационных строительно-монтажных работ // Монтажные и спец. работы в стр-ве. М., 2006. - №9 - С. 7 - 13.

90. Паршенцев С.А. Приоритетные задачи научно-технического обеспечения авиационных строительно-монтажных работ // Монтажные и спец. работы в стр-ве. 2006. - №1. — С.2 - 9.

91. Паршенцев С.А. Разработка комплексных методов исследования летной эксплуатации вертолетов на строительно-монтажных и транспортных работах с использованием внешней подвески: Дисс.на соискание уч. степ. канд. техн. наук. Москва, 2005. - 297 с.

92. Паршенцев С.А. Системы стабилизации и азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолетов для выполнения АСМР // «Полет». -2004. № 12. С. 51-58.

93. Паршенцев С.А. Трагедия под Читой // «Вертолет». 2003. — № 2 — С. 34-35.

94. Паршенцев С.А., Худоленко О.В. Пути расширения эксплуатационного диапазона применения вертолетов на АСМР // Транспортное дело России. М., 2006. - № 9. - С. 18 -22.

95. Паршенцев С.А., Асовский В.П., Худоленко О.В. Проблемы и особенности использования вертолетов для спасения людей // Сб. науч. тр. VI Форум «Российского вертолетного общества». М.: МАИ, 2004. -Разд. VII-C.81 -85.

96. Паршенцев С. А., Козловский В.Б., Солуянов Ю.М. Система стабилизации и азимутальной ориентации груза на внешней подвеске вертолета Ми-26 // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. М., 2004. - №72. - С. 102-107.

97. Паршенцев С.А., Ципенко A.B. Моделирование разброса крупных гранул с летательного аппарата // Научный вестник МГТУ ГА. Сер. Аэромеханика и прочность. М., 2007. - № 111. - С. 187 - 189 .

98. Пат. 2196709 РФ, С2 7 В 64 D 9/00. Устройство для монтажа конструкций летательным аппаратом / Солуянов Ю.М., Мойсов Л.П.; ОАО НИИМОНТАЖ. Приоритет 24.05.00, №2000113026/28. - 14 с.

99. Пат. 2209745 РФ, С2 7 В 64 D 1/22, 9/00. Устройство для азимутальной ориентации и фиксации груза на внешней подвеске летательного аппарата / Солуянов Ю.М.; ОАО НПК «ПАНХ» -Приоритет 30.11.00, №2000130097/28. 16 с.

100. Пат. №2307049 РФ, CI, B64D 1/22. Устройство для азимутальной ориентации и стабилизации груза на внешней подвеске летательногоаппарата / Паршенцев С.А.; ОАО НПК «ПАНХ». — Приоритет 12.12.05, №2005138620, — 11 с.

101. Пат. №2307064 РФ, С2, B66F 11/00, Е04Н 12/34. Устройство для монтажа груза с помощью летательного аппарата / Паршенцев С.А., Солуянов Ю.М.; ОАО НПК «ПАНХ». — Приоритет 11.07.05, №2005121794. —9 с.

102. Перевозка грузов воздушным транспортом. Учебное пособие, составитель Кольцов О.С. М.: «НОУ ВКШ «Авиабизнес», 2000. -126с.

103. Петросян Э.А. Аэродинамика соосного вертолета. Полигон-прогресс, Казань, 2004 .-816с.

104. Полякова Е.В., Дятлова П.А. Уравнения для расчета плоского напряженно-деформированного состояния малорастяжимого полотна сетчатой структуры // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности № 2, 2007. С. 133-135.

105. Пономаренко В.А., Завалова Н.Д. Авиационная психология. М.: Институт авиационной и космической медицины, 1992.- 220 с.

106. Применение авиации в отраслях экономики / Автор сост. B.C. Деревянко. - Краснодар: «Сов. Кубань», 2002. - 488 е.: ил.

107. Прогноз чрезвычайных ситуаций на территории Российской Федерации на 2008 год. http://www.mchs.gov.ru/article.html?id=31942

108. Программа и методика специальных летных испытаний вертолета Ми-26Т с водосливным устройством ВСУ-15 и ленточной стропой JIC-15 на внешней подвеске Утв. Ген.директором ОАО НПК «ПАНХ» В.Б. Козловским, 17.06.2005 г.

109. Проектирование самолетов: Учебник для вузов // С.М. Егер, В.Ф. Мишин, Н.К. Лисейцев и др. Под ред. С.М. Егера. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 616 с.

110. Пухватов. В. В поисках золотой середины // Вертолет. 2005. - № 1 -С. 42-43.

111. Разработка, расчетно-теоретическое и экспериментальное обоснование прогрессивных способов транспортировки грузов навнешней подвеске вертолета: Отчет о НИР (заключительный) / Орд.

112. Ленина академия гражд. авиации (ОЛАГА); Руководитель Широков Н.А.№72.2.24.90. — Л., 1991. — 68 с.

113. Ромасевич В.Ф. Аэродинамика и динамика полета вертолетов. — М.: Воениздат, 1982.-С. 116-119.

114. Руководство «Технологии выполнения авиационных строительно-монтажных и транспортных работ. Методы оценки соответствия», утв. ФАС РФ, 1999 г.

115. Руководство по авиационным работам ИКАО. 1-е издание 1984г. ВОС-9408 АМ/922. 179 с.

116. Руководство по летной эксплуатации вертолета Ми-10 (с изменениями и дополнениями) — М.: Воздушный транспорт, 1980.

117. Руководство по летной эксплуатации вертолета Ми-26Т (с изменениями и дополнениями) М.:1988.

118. Руководство по летной эксплуатации вертолета Ми-8МТВ. Введено в действие отд. ЛЭ ДВТ МТ РФ 14 мая 1994 г.

119. Руководство по летной эксплуатации вертолета Ми-8Т (с изменениями и дополнениями) — М.: Воздушный транспорт 1982.

120. САО груза на внешней подвеске вертолета Ка-32 // Техническое задание. ОАО НПК «ПАНХ». Руководитель Паршенцев С. А — Краснодар, 2007.

121. САФ груза на внешней подвеске вертолета // Исходные технические требования на модернизацию второго экспериментального образца. ОАО НПК «ПАНХ». Руководитель Паршенцев С.А Краснодар, 2007.

122. Серебряков П.Н. Исследование возможностей повышения стабилизации характерных грузов, транспортируемых вертолетами на внешней подвеске: Дисс. на соискание уч. степ. канд. техн. наук — Рига, 1985. — 163 е.

123. Синицкий А. Смена парадигмы. — Авиатранспортное обозрение. Январь/февраль 2007. С. 24 -27.

124. Система азимутальной ориентации и стабилизации грузов на внешней подвеске вертолета Ка-32 при выполнении строительно-монтажных работ // Исходные требования. НПО ПАНХ ГА Краснодар, 1990. -39с.

125. Система моделирования движения жидкости и газа Flow Vision. http://www.tesis.com.ru/software/flowvision/

126. Смелов В.Ф., Холявин О.Б. К вопросу автоматического управления полетом вертолета // Реф. сб. Авиация в народном хозяйстве. Серия: Авиация в промышленности и строительстве. М., 1973. №5 - с. 3- 6.

127. Смехов A.A., Ерофеев Н.И. Оптимальное управление подъемно-транспортными машинами. М., «Машиностроение», 1975. 239 с.

128. Срагович В.Г. Адаптивное управление. — М.: Наука, 1981. 384 е.; А. А. Жданов. "Метод автономного адаптивного управления". Известия Академии наук. Теория и системы управления, 1999, № 5, стр. 127-134.

129. Сулеманов Ш. А. Трелевка работа непростая. // Вертолет. - 2002. -№ 1-С. 10-19.

130. Технология работ в электросетевом строительстве с применением вертолетов. М., 1982 - 103 с.

131. Транспортная тара: Справочник/ А.И. Телегин, Ю.А. Балберов, Н.И. Денисов, В.Н. Брянцев. М.: Транспорт, 1989. - 216 с.

132. Требин Ф.А., Макогон Ю.Ф., Басниев К.С. Добыча природного газа. М., «Недра», 1976, 368 с.

133. ТУ 36.08.22-03-02 «Грузовые стропы и тара из синтетических тканых материалов. Изготовление и проектирование»

134. Федеральные авиационные правила "Технические средства для выполнения авиационных работ. Требования и процедурысертификации", утв. приказом Минтранса России № 202 от 29.10. 03 г. и зарегистрированы Минюстом 02.02. 04 г., регистрационный № 5518.

135. Федеральный закон "О государственном регулировании" от 10 декабря 1997г.

136. Чунтул А. Вертолеты новых поколений: особенности эргономического обеспечения // Вертолет. — 2005. — № 4 С. 26 - 27.

137. Шимановский А.В., Цыхановский В.К. Теория и расчет сильнонелинейных конструкций. — К.: Изд-во «Сталь», 2005. 432 с.

138. Шрайбер А.А., Гавин Л.Б. и др. Турбулентные течения газовзвеси. К:"Наукова думка", 1987.

139. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики: Учебник. 9-е изд., стер. СПб.: Издательство «Лань», 2002. — 768 с.

140. Якимец О.П. Выбор технологии монтажа башенных сооружений связи с применением математического моделирования // Монтажные и специальные работы в строительстве. — М., 2005. № 2 - С. 6 — 8.

141. Asseo S.J., Whitbeck R.F. Control Requirements for Sling-Load Stabilization in Heavy Lift Helicopters, "American Helicopter Society", 1973, vol. 18, No. 3, p. 23-31.

142. Die Umwelt in Europa: Der zweite Lagebericht // European Environment Agency. -1998.

143. Father and Son Design Capsule for External Loads, «Rotor & Wing International», 1982, vol. 16, No. 8, p. 52.

144. Federal Aviation Regulation. 14 CFR Part 29 (FAR 29). Published January 1991. Department of Transportation, Federal Aviation Administration.

145. Gareth D.Padfild. Dynamics: The Theory and Application Helicopters Flight of Flying Qualities and Simulation Modeling, 1995; McRuer D., Graham D., Pilot-Vehical Control System Analysis, AIAA Paper No, p.63 — 310, 1963.

146. Helicopter Pilots to Participate in Aviation Safety Management Course // HAI Convention News. March 2, 2007 - P. 10.

147. Rashid Ch Usman Naeem, Paradise Lost, Lahore: Good News PR Network, 2005.-P.59.

148. Safety report questions pilot skill // HAI Convention News. February 6, 2005-P. 18.

149. Stockhausen E., A Safety Management System: One Step to Better Managing Risk, «Rotor», Spring, 2008. P. 40-42.

150. Colucci F. K-MAX At Work // Vertiflite. Vol.41, No.5 - Sept./Oct -1995. - P.32 - 36.