Вертолет, 2004 № 3 - Журнал Вертолет - Страница 22

По заключению комиссии, проводившей расследование, вероятной причиной катастрофы явилось разрушение рулевого винта вертолета вследствие попадания в него стропы ЛС-1Б из-за воздействия на порожнюю емкость ВСУ сильного вертикального потока воздуха и внезапно возникшего в месте выполнения работ сдвига ветра по вертикали.

Анализу причин этого авиационного происшествия был посвящен ряд экспериментальных и теоретических исследований специалистов Института механики МГУ им. М.В. Ломоносова, ОАО НПК «ПАНХ» (г. Краснодар) и МГТУ ГА, которые дали весьма интересные и важные результаты в отношении влияния воздействия восходящих потоков воздуха на поведение ВСУ и ЛС-15 на внешней подвеске вертолета Ми-26Т.

Общий вид ВСУ-5 (аналог АСУ-15А)

О конструкции ВСУ-15А мы недавно рассказывали на страницах журнала в публикации «Лес, огонь и водосливное устройство» («Вертолет» № 2, 2003 г). ВСУ-15А представляет собой емкость с регулируемым объемом набираемой воды от 10 до 15 м?, силовой оболочкой которой является мягкий тканевый контейнер, усиленный радиальными и кольцевыми лентами. Высокая эффективность и надежность таких устройств подтверждена мировой практикой, а также результатами тушения крупных лесных и городских пожаров подразделениями МЧС и лесоохраны России. Опираясь на опыт мирового лидера в производстве мобильных пожарных технических средств — канадской фирмы Sei Industries Ltd, НИИ аэроупругих систем (г. Феодосия) совместно с фирмой «Техноэкос» (г. Санкт-Петербург) и ОАО НПК «ПАНХ» разработал три типа таких водосливных устройств, которые по техническим показателям не только не уступают лучшим зарубежным, образцам, но и по некоторым, характеристикам их превосходят. Следует отметить, что ВСУ-15А объемом 15 м? является уникальны/ изделием. На всемирных выставках пожарного оборудования в Турции (1997 г.) и Греции (1998 г.) это оборудование получило высокую оценку специалистов.

Общий вес конструкции ВСУ-15А с ЛС-15 длиной 30 у составляет 255–300 кг, в зависимости от комплектации. Стендовые испытания ЛС-15 на прочность, проведенные в ЗАО «Техноэкос» для контроля качества серийно выпускаемой продукции, с приложением к стропам предельных статических и динамических нагрузок подтвердили высокую прочность ЛС-15, имеющую шестикратный запас и выдерживающую нагрузку на разрыв более 100 т.

Для анализа причин вероятного попадания ЛС-15 в РВ вертолета Институтом, механики МГУ им М.В. Ломоносова были проведены теоретические и экспериментальные исследования (в аэродинамической трубе) поведения ВСУ-15А на внешней подвеске Ми-26Т при полете в различных условиях возмущенной атмосферы. Впервые были определены статические аэродинамические характеристики Сx, Сy, mz. масштабной модели (1:4) ВСУ-15А обычном 10 м? и 12,5 м? (с различным вариантом рифления), а также емкости объемом 15 м? (без рифления) з диапазоне углов атаки 0-50°. Выполнен расчет углов балансировки натурного ВСУ на внешней подвеске вертолета при различных скоростях и направлениях ветрового потока. Результаты исследований позволили установить, что при всех типах рифления емкости и состояния сливного клапана (положение открыт/закрыт) модель ВСУ-15А со стропами имеет устойчивый угол балансировки ? = ? = (40–45°).

Ми-26Т с ВСУ-15А на внешней подвеске

Рис. 1. Угол отклонения троса внешней подвески из СВМ от вертикали в условиях вертикального порыва ветра

Это значит, что при выполнении полетов с ВСУ на тросовой внешней подвеске с постоянной скоростью в спокойной атмосфере (или при наличии любого постоянного горизонтального ветрового обтекания емкости) угол ? между тросом внешней подвески и вертикальной осью не может превышать величину 90° — ? < 50° во всем диапазоне скоростей горизонтального полета вертолета.

Полет вертолета в таких условиях не требует от экипажа выдерживания режимов, выходящих за ограничения «Руководства по летной эксплуатации», и характеризуется устойчивым. поведение у ВСУ на всех этапах полета во всем разрешенном диапазоне скоростей, включая и максимально допустимую — 180 км/ч. Незначительные поперечные маятниковые колебания емкости в полете, как показали летные исследования, проведенные ранее в ОАО НПК «ПАНХ», могут возникнуть только при некоординированных разворотах, а продольные — при резком гашении скорости. Такое поведение ВСУ обусловлено наличием большой по величине отрицательной подъемной силы (сравнимой с силой сопротивления), что принципиально отличает его, например, от сферических тел. Оба вида колебаний легко парируются летчиком и затухают в процессе разгона.

Полученные результаты хорошо согласуются с результатами, достигнутыми в ходе выполненных вычислительных экспериментов, исключающих возможность попадания ЛС-15 з рулевой винт вертолета при порывах ветра 30 у/с и менее. Однако порывы ветра большей силы (более 40 м/с) могут приводить к попаданию ЛС-15 в опасную зону РВ не только в случаях вертикального направления вектора порыва, но и при наклонном его направлении в диапазоне от 45 до 135°. При этом, как следует из рис. 1, характерный интервал. времени At с момента начала порыва ветра до момента катастрофического отклонения троса от равновесного положения составляет не более 3 секунд.

Согласно заключению группы экспертов МАК, участвующих в расследовании этой катастрофы, в момент происшествия в районе выполнения работ вертолета Ми-26 турбулентность и скорость ветра предположительно составляли более 15 м/с, что указывает на возможность возникновения вертикального сдвига ветра и создания участка резкого перепада его скорости (роторного вихря) в нижнем 100-метровом слое. В зоне действия роторных вихре и, возникающих, как правило, на подветренной части орографических препятствий, отмечается сильная турбулентность и наиболее вероятны сдвиги ветра, обусловленные динамическими и термогигрометрическими причинами. Не ставя задачу подробного рассмотрения влияния сдвигов ветра на полеты воздушного судна, поскольку эго отдельный вопрос, хочу особо подчеркнуть, что они могли привести к неожиданной разбалансировке вертолета и самопроизвольному его снижению. В таких условиях не исключена возможность столкновения з полете порожнего ВСУ с искусственными, например, проводами ЛЭП, или естественными препятствиями — кронами деревьев. По данным обработки средств регистрации параметров полетной информации (ППИ), вертолет, выполнив очередной слив воды с высоты 80 м, перешел в режим разгона вниз. Заход на пожар в холмистой или горной местности требует от экипажа очень четкого выдерживания высоты прохода водосливного устройства над препятствиями в зоне пожара. Особенно трудно удается определить ее при полете вертолета вниз по склону горы. Вероятность того, что ошибка в определении высоты прохода ВСУ над препятствиями стала результатом трагедии, высока. Касание водосливного устройства или его каната крон деревьев или провода ЛЭП при разгоне вертолета могло привести к недопустимому сближению ЛС-15 с рулевым винтом, рассечению и последующей намотке стропы на втулку РВ. Фрагмент каната, оставшийся в замке внешней подвески вертолета после его крушения, и результаты обработки записи звуковой полетной информации (рис. 2) могут служить доказательством такой версии. В любом случае, нестандартное поведение ВСУ на внешней подвеске вертолета могло быть вызвано либо воздействием на него редкого атмосферного явления, связанного с образованием интенсивного порыва ветра (на уровне 40 у/с), либо человеческим фактором.