Ремонт воздушных винтов самолетов

Выбор, эксплуатация и ремонт воздушных винтов

Несмотря на прогресс в области создания воздушных винтов, деревянный моноблочный винт не сдает своих позиций. Такой винт можно считать классическим. Деревянные моноблочные винты хорошо себя зарекомендовали, в частности, при эксплуатации на неподготовленных грунтовых площадках и на воде.
В процессе работы винты изнашиваются и периодически требуют ремонта. Дерево как конструкционный материал имеет свои особенности, что проявляется в обслуживании, ремонте и хранении деревянного винта. В статье рассматриваются некоторые из вопросов выбора, эксплуатации и ремонта таких винтов.

ВЫБОР ДЕРЕВЯННОГО ВОЗДУШНОГО ВИНТА

Первое, на что обращают внимание при выборе винта — это внешний вид. Предпочтение лучше отдавать винтам с гладкой полированной поверхностью. Лучше винты не окрашенные, а покрытые только лаком. Сквозь лак хорошо видна древесина и можно оценить породу дерева, качество склейки, определить наличие дефектов в дереве. Лучшие винты получаются из более твердых пород: бука, клена, березы. Хвойные породы дерева менее долговечны. Кроме того, полированный винт из натурального дерева доставляет и эстетическое удовольствие. Желательно, чтобы винт был оклеен стеклянной или синтетической тканью для предохранения от абразивного износа. Передняя кромка должна быть защищена металлической оковкой. Наиболее подходящими материалами для нее являются нержавеющая сталь или титановые сплавы. Толщина оковки в пределах 0,2. 0,3 мм. Самое лучшее крепление оковки к винту — клееме-ханическое. Длина оковки должна быть в пределах 32. 45% радиуса винта, минимальная ширина — 15 мм. Задняя кромка должна иметь плавные изгибы и плавное изменение толщины от комля к концу лопасти. Винт должен быть статически уравновешен. Необходимо также обратить внимание на направление вращения винта, на какие скорости полета, мощность и редуктор рассчитан винт, нет ли у летательного аппарата, на который планируется устанавливать винт, ограничений по диаметру, толщине винта, месту крепления. Следует изучить и гарантийные обязательства про-изводителя по замене винта и его ремонту.
Конечно, следует обратить внимание на стоимость винта. Бытует мнение, что деревянные винты должны быть дешевыми, а цена их должна быть пропорциональна диаметру. Однако реальная стоимость обязательно должна отражать затраты на производство, качество и потребительские свойства изделия. Чтобы правильно решить задачу выбора воздушного винта, лучше обращаться к серьезным, уже известным производителям и приобретать качествен-ный товар.

УСТАНОВКА ВИНТА НА ДВИГАТЕЛЬ

Перед установкой винта необходимо проверить чистоту контактируемых поверхностей винта и фланца двигателя или редуктора. При необходимости надо очистить их. Установить винт на фланец и динамометрическим ключом затянуть крепежные болты с усилием 1 кг*м. При этом необходимо следить за тем, чтобы не сминался материал винта. После этого следует проверить осевое биение относительно двух осей (рис.1).
Биение относительно оси ОХ проверяют путем измерения отклонения каждой лопасти от базовой плоскости (рис.2). Допустимое отклонение контролируется щупом и составляет 0,5. 0,8 мм. Регулировка биения относительно оси ОХ осуществляется болтами 1 и 4 (рис.З).
Аналогичным способом проверяется и регулируется биение относительно оси ОУ (рис.4). Регулировка осуществляется болтами 2,3 и 5,6. Если биение невозможно отрегулировать болтами, то между фланцем и винтом можно установить прокладку из тонкого металла и отрегулировать биение такими прокладками. Образец формы прокладки показан на рис.5. Толщина прокладки может быть в пределах 0,2. 0,8 мм. Ширина паза соответствует диаметру болта плюс 0,5 мм.
После регулировки болты следует затянуть с усилием 1. 1.5 кг*м и законтрить. Целью проведения регулировки является снижение вибраций от вращающегося винта.

ОПРОБОВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ВИНТА

Опробование винта включает замеры статической тяги и проведение облета. Предварительно следует убедиться в полной исправности и правильности регулировки всех систем двигателя, а также в исправности и правильной тари-ровке приборов контроля параметров. Замеры должны проводиться не менее 5 раз для более объективной оценки. Полученные результаты надо сравнить с заявленными в технических данных винта. Следует учитывать, что при колебаниях температуры воздуха и атмосферного давления меняется мощность двигателя и тяга винта. В жаркую и холодную погоду разница в тяге может составлять 10. 15%. При проведении облета за счет улучшения условий работы винта максимальная частота вращения пала двигателя может увеличиваться на 2-. 5%.
Измерять тягу винта лучше всего на стенде. Тяга, измеренная непосредственно на летательном аппарате, может быть несколько меньше за счет взаимного влияния винта и аппарата. Замеры тяги следует проводить на горизонтальной площадке. Ось вектора тяги не должна иметь отклонений от горизонтали (в идеальном случае). Если замеры осуществляются в ветреную погоду, направление ветра должно совпадать с плоскостью вращения винта. Выполнение этих условий позволит уменьшить погрешности при измерении тяги.

ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕГЛАМЕНТНЫЕ РАБОТЫ

Перед началом работы необходимо проверить контровку болтов или гаек. Если был длительный перерыв в ра-боте (месяц и более), то необходимо проверить установку винта и тщательно осмотреть его поверхность в целях обнаружения дефектов.
Воздушный винт следует осматривать после каждого летного дня или в случае увеличения уровня вибраций и шума. При запуске и работе винта необходимо соблюдать меры предосторожности. При эксплуатации следует бережноотноситься к поверхности винта, так как от этого во многом зависят его аэродинамические свойства. А ухудшение аэродинамики винта ведет к снижению топливной экономичности двигателя и снижению его ресурса. Следует контролировать все мелкие повреждения винта. Как только они превысят допустимые пределы, винт необходимо заменить.
Через каждые 25 часов работы винта следует проверять правильность его установки. После окончания летного дня винт необходимо отмыть от загрязнения теплой водой с мылом или уайт-спиритом. На стоянке рекомендуется зачехлять винт для уменьшения воздействия влаги, солнечных лучей и снижения скорости старения лакокрасочного покрытия. После дождя или обильной росы винт необходимо расчехлить, протереть сухой ветошью и высушить.

ПОВРЕЖДЕНИЯ ВИНТА

Допускается эксплуатация воздушного винта со следующими повреждениями: — до лоу\ омятин по поверхности винта шириной до 5 мм, глубиной до 3 мм и длиной до 25 мм;
— вмятины на торис лопасти шириной до 3 мм и глубиной до 1 мм;
— сколы по задней кромке шириной ДО 1 MM И ДЛИНОЙ АО 20 MM;
— не более двух вмятин по передней или задней кромкам глубиной до 2 мм и длиной до 25 мм.
Винт следует снять с эксплуатации при повреждениях, превышающих допускаемые. Нельзя эксплуатировать винт и при следующих повреждениях:
— любых повреждениях на расстоянии менее 0,2 RB от оси вращения;
— трешинах в дереве или оковке;
— при повышении вибраций и дисбалансе от потери элементов лопасти.
Чтобы уменьшить вероятность повреждения винта, желательно не эксплуатировать винт на песчаных почвах, на гравии, а также во время выпадения атмосферных осадков: при дожде, граде, снегопаде. Для толкающего винта очень желательно использование щитков колес или обтекателей на основных стойках шасси, что снизит вероягность попадания в винт грязи из-под колес.

РЕМОНТ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

Для ремонта винта надо снять его с двигателя и выполнить следующие работы:
— зачистить места повреждений наждачной бумагой;
обезжирить уайт-спиритом (другие растворители не рекомендуются, так как неблагоприятно воздействуют на лакокрасочное покрытие).
Мелкие повреждения, размеры которых не превышают тех, о которых говорилось выше, можно заделать эпо-скидной смолой или полиэфирной шпатлевкой. Более крупные повреждения устраняются путем вклеивания «на ус» деревянных вставок в места повреждений. Вставки должны изготавливаться из твердых пород дерева (бук, клеи, бере-за), тщательно подогнанных по месту. Склейка должна производиться эпоксидным клеем К-153 или КДА при сжатии с усилием не менее 2 кГ/кв. см.
После любого ремонта места повреждений обрабатываются по контуру напильником или наждачной бумагой. Затем наносится лакокрасочное покрытие и окончатслыю шлифуется. После ремонта необходимо проверить винт на статическую балансировку. Определив более легкую лопасть, па нее наносят дополнительное лакокрасочное покрытие до уравновешивания. Допустимый дисбаланс для винта, бывшего в эксплуатации, -2,5 г/м.
Допускается:
— уменьшение радиус а лопасти не более чем на 2. 3 мм;
— уменьшение толщины не более, чем на 0,5 мм;
— местное уменьшение ширины лопасти не более, чем на 2 мм.
Все изменения геометрических размеров должны быть произведены на обеих лопастях.
Надо учитывать, что после ремонта аэродинамические характеристики винта ухудшаются.
Ремонт оковки, заделку трещин в дереве, восстановление фрагментов лопасти лучше предоставить квалифицированным специалистам, которые занимаются производством и ремонтом воздушных винтов.

ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ

Перевозку винта лучше осуществлять в чехле. Не следует допускать удары и давление на поверх ность винта, особенно на заднюю кромку и торец лопасти. Хранить винт следует при температуре +10. 30° С и относительной влажности 45. .70%. В таких условиях винт не набухает, не коробится и не рассыхается. Хранить винт лучше в чехле.

УЧЕТ ИНФОРМАЦИИ О НАРАБОТКЕ ВИНТА, РЕМОНТАХ, РЕЗУЛЬТАТАХ ИСПЫТАНИЙ

Рекомендуется вести записи, отражающие наработку винта, чтобы иметь объективную информацию о его ре-альном ресурсе. В случае не соответствия его с заявленным в технических данных, можно прель явить претензии производителю. Также желательно вести записи о проведенных ремонтах, чтобы иметь объективную информацию о безопасности эксплуатации винта
После приобретения винта, а также после его ремонтов необходимо проводить замеры статической тяги, виб-рации, оценку работы винта в полете для выявления его реальных характеристик.
Примерные образцы документов приведены ниже.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ РЕМОНТА

Практика ремонта деревянных винтов показала, что стоимость ремонтных работ находится в пределах 5. 25% стоимости нового винта. Затраты времени — 1 . 8 дней. Качественный ремонт, осуществляемый специалистами, как правило, не снижает ресурс винта и не сказывается на безопасности его дальнейшей эксплуатации.
Вопрос целесообразности ремонта должен решаться, исходя из конкретных условий. Можно просто менять винты, а можно бесконечно их ремонтировать. Но в любом случае необходимо иметь несколько запасных винтов. Нет иного выхода из ситуации, когда эксплуатанты, сломав единственный рабочий винт, теряют время, деньги, упускают погоду, а взамен остаются отрицательные эмоции.
Запасные винты должны быть таким же необходимым атрибутом, как запасное колесо в автомобиле. Конечно, покупка нескольких винтов требует денежных затрат. Сегодня различные производители винтов предлагают довольно большой ассортимент своих изделий.
Чтобы сделать правильный выбор и экономнее расходовать средства, необходимо принять во внимание ряд критериев. Стоимость винта, его технические характеристики, назначенный ресурс, ремонтопригодность, стоимость ремонта. Если Вы сделаете правильный выбор, будете аккуратно эксплуатировать винт, если удача не отвернется от Вас, возможно, мои рекомендации и не понадобятся.

С.Г.Пархоменко (Харьков)
Журнал АОН январь 1999

Источник