Проектирование и методы расчета нагружения вертолета с полозковым типом шасси по условиям обеспечения безопасности посадки и вынужденного приводнения

Актуальность темы

исследования.

В настоящее время, характерное ускорением технических и социальных процессов, все большую актуальность приобретает оперативное использование вертолетной техники во всех сферах обеспечения жизнедеятельности человека. Наиболее перспективными областями ее применения являются работы, связанные с мониторингом экологических и технических объектов, ликвидацией чрезвычайных ситуаций, развитием системы оказания экстренной медицинской помощи на удаленных расстояниях, обслуживание буровых платформ прибрежного шельфа. Наиболее подходящим типом летательных аппаратов для решения задач указанного класса являются многоцелевые вертолеты нормальной или транспортной категории с максимальным взлетным весом 1,5.5 тонн, проектированием которых в последнее время начинают интенсивно заниматься отечественные конструкторские бюро.

Перспектива широкого применения и массовой эксплуатации вертолетов указанных классов возводит в ранг особой значимости задачу повышения уровня безопасности разрабатываемой вертолетной техники. В настоящее время наиболее перспективны два основных направления повышения уровня безопасности: 1) сведение к предельно минимальному значению вероятности отказа техники в полете путем использования необходимых конструктивных мероприятий- 2) применение всесторонних мер к обеспечению безопасной посадки вертолета на режиме авторотации как на сушу, так и на водную поверхность, в случае непредвиденного отказа какой-либо функциональной системы вертолета в полете. Очевидно, что все перечисленные направления повышения безопасности эксплуатации должны быть полностью отработаны на этапе сертификации вертолета на предмет его соответствия требованиям авиационных правил АП-29 [1] или АП-27.

По традиционной практике отечественного проектирования любой летательный аппарат, в том числе многоцелевой вертолет, создается по заранее принятой условной повторяемости режимов его эксплуатации. При этом в условиях реальной эксплуатации и широкой практики многоцелевого применения каждый вертолет будет находиться в индивидуальных условиях накопления эксплуатационной усталостной повреждаемости и, соответственно, будет иметь индивидуальную скорость расходования ресурса. Учесть данное обстоятельство на стадии проектирования путем введения дополнительных запасов долговечности не представляется возможным. Примеры отечественных и зарубежных исследований в части разработки таких систем приведены в работах [111, 130]. Для создания таких системы необходима разработка адекватной модели учета фактических условий эксплуатации по регистрируемым траекторным параметрам полета вертолета, на основании которой должны быть разработаны алгоритмы, поддерживаемые указанными выше бортовыми комплексами. Примеры исследований по разработке систем мониторинга с учетом фактического расходования ресурса приведены в работах [21, 74]. Создание систем мониторинга представляет собой достаточно наукоемкую задачу и представляет отдельное направление исследований. Упоминание о данных системах приведено в качестве иллюстрации пути повышения безопасности, состоящего в сведении к предельно минимальному значению вероятности отказа техники в полете. При этом необходимо отметить, что учет фактического расходования ресурса вертолета в эксплуатации, является неотъемлемой частью общей современной стратегии обеспечения безопасной эксплуатации вертолетной техники.

Если применение систем мониторинга и контроля фактического расходования ресурсов сводит к практической невероятности возможность отказа механических систем планера, управления и несущей системы вертолета, то отказ его функциональных систем, и в первую очередь двигателя, должен приниматься во внимание и должен быть учтен при прогнозировании условий эксплуатации. Под отказом функциональной системы понимается ситуация, при которой произошел отказ одной из основных систем вертолёта, обеспечивающих его поддержание в воздухе (топливная система, электрооборудование, одна из гидросистем).

В данном рассматриваемом случае отказа функциональной системы вертолета единственным средством обеспечения эксплуатационной безопасности является возможность выполнения безопасной авторотационной посадки вертолета на сушу или на водную поверхность. Отметим, что в последнем случае вертолет должен быть снабжен системой аварийного приводнения (AHB). Уровень безопасности при этом должен быть обеспечен как соответствующими конструктивными решениями в части энергопоглощающих характеристик посадочного устройства, так и достоверно обоснованной методикой выполнения авторотации. Кроме этого должны быть досконально проработаны вопросы безопасности при возможных резонансных колебаниях вертолета во всех режимах эксплуатации, в том числе в процессе посадочного удара и последующего пробега вертолета.

С общей точки зрения безопасности вертолета, как правило, рассматриваются следующие критичные виды посадок: грубая посадка при наличии подвода мощности к несущему винту (возникающая по причине нарушения руководства по летной эксплуатации) — посадка при одном неработающем двигателепосадка на режиме авторотации при отсутствии подвода мощности к несущему винтуаварийная посадка (в случае отсутствия возможности гашения вертикальной скорости снижения вертолета и отсутствия возможности управления несущим винтом). Безопасность находящихся на борту вертолета людей при аварийной посадке в современной практике вертолете строения обеспечивается специальными средствами, в том числе конструктивными средствами пассивной безопасности, что также представляет собой отдельное направление исследований. Тогда из рассмотренного числа вариантов управляемых посадок наиболее критичной является посадка на режиме авторотации, которая и является основным предметом рассмотрения в настоящей диссертационной работе. При этом полученные в настоящей диссертационной работе результаты исследования для авторотационной посадки также могут быть применены и к любой моторной посадке, например посадке с одним неработающим двигателем.

Напомним, что под авторотацией понимается режим полета со снижением, в процессе которого несущий винт выходит на самовращение под действием набегающего потока воздуха (без подвода мощности от двигателя). Касание вертолета посадочной поверхности всегда происходит при сочетании определенных величин поступательной скорости и вертикальной скорости снижения. Согласно [16], в практике эксплуатации отечественных вертолетов сложилась следующая методика выполнения предпосадочного маневра на режиме авторотации перед касанием посадочной поверхности. На некоторой высоте при подходе к земле (или к воде) увеличивается угол тангажа вертолета (примерно до 15° за 3.5 с). В этом состоит первый этап торможения вертолета перед посадкой. Затем на меньшей высоте выполняется «подрыв несущего винта» путем увеличения общего шага лопастей несущего винта с таким расчетом, чтобы перед касанием посадочной поверхности довести значение общего шага до максимального значения. На высоте 5.10 м производится уменьшение угла тангажа вертолета до приемлемого посадочного значения, чтобы удар при приземлении был воспринят всеми опорами шасси и чтобы не повредить при посадке рулевой винт или другие агрегаты вертолета. Как видно из приведенного описания, выполнение режима посадки на авторотации требует достаточно высокого мастерства пилотирования, а также способности вертолета и его посадочного устройства воспринять энергию посадочного удара без опасных разрушений.

Для предотвращения разрушения конструкции вертолета при посадке необходимо разработать конструкцию посадочного устройства, обеспечивающего безопасное поглощение энергии посадочного удара, а также проработать вопрос о рекомендациях пилоту по методике выполнения процесса безопасной посадки на режиме самовращения несущего винта. Необходимо заметить, что для подавляющего большинства вертолетов нормальной и транспортной категорий в общемировой практике вертолетостроения применяется шасси полозкового типа [60].

Проектирование конструкции посадочного устройства вертолета заключается в определении оптимальных (или близких к ним) конструктивных параметров этого устройства, обеспечивающих необходимую энергоемкость, статическую и усталостную прочность и безопасность от резонансных колебаний. Весь комплекс перечисленных характеристик должен быть обеспечен с учетом требований норм проектирования.

В современные нормы проектирования вертолетов заложен в целом формализованный подход к обеспечению безопасности при авторотационной посадке, который является универсальным и не учитывает индивидуальные конструктивные особенности вертолета. По рассмотренной в настоящей работе схеме должен быть выполнен учет влияния всех факторов, в том числе влияния вращающегося несущего винта, типа его втулки и маховых движений лопастей на динамический процесс посадки вертолета.

Анализ требований безопасности, предъявляемых к современному сертифицированному вертолету и относящихся ко всем видам его посадки, свидетельствует об однозначной взаимосвязи вопросов проектирования и прочности, как вертолета в целом, так и его отдельных агрегатов. Причем только комплексным подходом к процессу обеспечения прочности и к процессу проектирования вертолета может быть обеспечен соответствующий уровень безопасности авторотационной посадки. Примером взаимосвязи вопросов прочности и проектирования может служить работа [31]. По данной причине все исследования в рамках настоящей диссертационной работы также выполнены исходя из комплексного рассмотрения вопросов прочности и проектирования вертолета и его агрегатов (полозкового шасси, фюзеляжа, элементов системы аварийного приводнения и элементов несущей системы).

На основе разработанных в диссертации моделей и методов определены методики выбора конструктивных параметров агрегатов вертолета с учетом требований обеспечения прочности и безопасности его последующей эксплуатации. По результатам выполненных исследований также выполнено обобщение наиболее значимых факторов, влияющих на безопасность выполнения вертолетом авторотационной посадки с целью дальнейшего совершенствования нормативно-методической базы для последующего проектирования современной вертолетной техники. В качестве нормативно-методической базы в данном случае рассматриваются рекомендательные циркуляры (РЦ) и методы определения соответствия (МОС) к соответствующим параграфам Авиационных правил [1]. Обозначенный круг вопросов представляет собой комплексную научно-техническую проблему обеспечения проектирования вертолета с полозковым типом шасси по условию прочности и безопасности при выполнении различных режимов посадки и приводнения, решению которой посвящена настоящая диссертационная работа.

Степень разработанности темы исследования.

Для проектирования безопасной конструкции посадочного устройства полозкового типа необходима разработка математических моделей, адекватно воспроизводящих реальную конструкцию. Для подтверждения их адекватности в общепринятой практике выполняются копровые испытания полозкового шасси, а затем выполняются расчеты по моделированию данных испытаний. Примерами зарубежных исследований по данному направлению могут служить работы [105, 123, 127, 129]. Необходимо заметить, что при этом ни в одной из зарубежных работ не обсуждаются вопросы моделирования различных видов посадки вертолета с учетом влияния вращающегося несущего винта, тем более с учетом маховых движений лопастей.

Известны исследования отечественных авторов (Александрина Ю.С., Бирюка В. И., Тимохина В. П., и др.) в части расчетного и экспериментального определения характеристик энергоемкости конструкции полозкового шасси [3, 4, 9]. В исследованиях Александрина Ю. С. и Тимохина В. П. впервые для отечественного вертолетостроения был поднят вопрос о влиянии тяги несущего винта на процесс посадки вертолета с полозковым типом шасси и была обозначена проблема устойчивости вертолета в процессе посадки.

По анализу перечисленных выше источников было выявлено, что в большинстве случаев подход к созданию адекватной расчетной модели полозкового шасси аналогичен принятому в рамках разрабатываемой тематики настоящего исследования. Но в качестве расчетной среды для моделирования полозкового шасси применяется ЬБ ВУЫА и МБС. Цуи'ап, позволяющие выполнить расчет, моделирующий копровые испытания. Однако общим недостатком универсальных программных комплексов ЬЗИША и М8С. Г>уШп является то, что они не позволяют смоделировать несущую систему вертолета с учетом всех действующих на несущем винте сил и моментов при управляющем воздействии органов управления.

Аналогичный подход применяется к исследованию посадки на авторотации на водную поверхность. В терминологии АП-29 такой вид посадки назван вынужденным приводнением. Отечественные исследования процессов посадки на водную поверхность сухопутных летательных аппаратов были ограничены, как правило, только моделированием приводнения самолетов. Лишь в небольшой своей части исследования ученых ФГУП «ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского» Шорыгина О. П., Гонцовой Л. Г., Беляевского А. Н. и Осьминина Р. И. касались вертолетной тематики. При этом отдельных научных исследований процесса приводнения вертолета, оснащенного АПВ, до настоящего времени какими-либо другими авторами не проводилось. Исследование процесса вынужденного приводнения вертолета в настоящей работе выполнено с учетом особенностей гидродинамического контакта вертолета и его системы аварийного приводнения с водой. Примером исследования данной проблемы может служить работа [126].

Цели и задачи исследования.

Целями работы являются: 1) Разработка математических моделей и методов исследования нагружения вертолета с полозковым шасси и его основных агрегатов при выполнении посадки на сушу и вынужденном приводнении. 2) Обоснование, на базе данных моделей и методов, необходимости уточнения существующей нормативно-методической базы для проектирования современной вертолетной техники с целью повышения уровня безопасности указанных выше видов посадок.

К числу решаемых задач относятся: 1) анализ существующих методик нормирования внешних нагрузок на вертолет с полозковым типом шасси в посадочных случаях нагружения и формирование рекомендаций по уточнению этих методик- 2) разработка методик принятия обоснованных проектно-конструкторских решений при проектировании конструкции полозкового шасси и элементов АПВ 3) разработка методики контроля предельного состояния полозкового шасси в эксплуатации с целью повышения уровня безопасности и надежности вертолета- 4) комплексный анализ особенностей нагружения вертолета с бесшарнирным несущим винтом в процессе авторотационной посадки.

Научная новизна.

Для решения поставленных задач разработана комплексная математическая модель нагружения вертолета с бесшарнирным несущим винтом при посадке, учитывающая индивидуальные маховые колебания лопастей несущего винта и позволяющая выполнить корректное определение параметров переменного и постоянного нагружения каждой лопасти аэродинамическими и инерционными нагрузками при быстроменяющемся во времени процессе посадки. При этом использовано моделирование упруго-махового движения лопасти и разработана имитационная модель нагружения полозкового шасси на основе искусственной нейронной сети. Также разработан метод решения задач контакта вертолета и его посадочного устройства (шасси или баллонетов АПВ) с произвольной посадочной поверхностью, на базе которого разработана математическая модель вынужденного приводнения вертолета. В основе разработанной модели лежат известный метод плоских сечений и теория глиссирования цилиндрического тела, которые ранее применялись при моделировании процесса приводнения сухопутного самолета и впервые были применены для решения задачи приводнения вертолета. На основе перечисленных математических моделей разработаны методы обеспечения проектирования полозкового шасси вертолета.

Положения, выносимые на защиту:

1) Метод решения задач контакта вертолета с произвольной посадочной поверхностью и разработанная на его основе математическая модель вынужденного приводнения вертолета;

2) Комплексная математическая модель нагружения вертолета на полозковом шасси при посадке, учитывающая индивидуальные маховые колебания лопастей несущего винта и позволяющая выполнить корректное определение параметров переменного и постоянного нагружения каждой лопасти аэродинамическими и инерционными нагрузками при быстроменяющемся во времени процессе посадки;

3) Имитационная модель полозкового шасси вертолета, основанная на применении искусственной нейронной сети;

4) Методы обеспечения проектирования полозкового шасси: методика определения характеристик энергоемкости рессор (на основе показателя энергопошощающей способности рессоры полозкового шасси) и способ определения параметров усталостной долговечности конструкции полозкового шасси в эксплуатации с учетом возможного числа «грубых» посадок, характерных наличием остаточных деформаций рессор;

5) Предложения в части уточнения требований параграфов 29.563, 29.801 АП-29, а также предложения по формированию РЦ и МОС к параграфам 29.501, 29.563,29.571,29.801 АП-29.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическая значимость заключается: 1) в дальнейшем развитии методов расчета нагружения вертолета с бесшарнирным НВ на режиме посадки- 2) в разработке методики расчета процесса вынужденного приводнения вертолета, основанной на теории глиссирования цилиндра- 3) в применении методов имитационного моделирования для численной реализации процесса нагружения полозкового шасси вертолета при посадке.

Практическая значимость заключается: 1) в адаптации разработанных методик и математических моделей к задаче выбора конструктивных параметров вертолета и его агрегатов на этапе проектирования по условию безопасности посадки и вынужденного приводнения- 2) в формировании научно обоснованных предложений для разработки и уточнения нормативно-методической базы, гармонизированной с современной редакцией Авиационных правил АП-29 (АП-27).

Особое внимание в исследовании уделено вопросам моделирования условий нагружения элементов несущей системы вертолета в процессе выполнения авторотационной посадки. Как показано в материалах диссертационной работы, необходимость такого специального исследования связана с особенностями выполнения авторотационной посадки, характерной энергичным темпом подрыва несущего винта перед касанием посадочной площадки и быстрым изменением угловой скорости вращения вертолета. На основании выполненного математического моделирования условий реальной посадки показан значительный общий уровень нагружения элементов несущей системы, значимый для характеристик статической и усталостной прочности конструкции. На основании полученных результатов показана возможность применения разработанной методики расчета условий нагружения элементов несущего винта бесшарнирного типа:

— на этапе подготовки и допуска вертолета к сертификационным летным испытаниям с целью получения достоверных сведений о безопасности выполнения натурных авторотационных посадок;

— на этапе проектирования вертолета с целью оценки достаточности характеристик усталостной долговечности конструкции вертолета при многократном выполнении режимов посадки на режиме авторотации (например, при учебном варианте применения вертолета).

Таким образом, в рамках настоящей научно-исследовательской работы определена схема повышения эксплуатационной безопасности многоцелевого вертолета нормальной или транспортной категорий при выполнении им посадки или вынужденного приводнения на режиме авторотации (а также с одним отказавшим двигателем).

Материалы проведенного автором научного исследования в перспективе служат основой для формирования новой редакции параграфов авиационных правил АП-29, АП-27. При этом необходимо отметить, что данное утверждение в целом укладывается в общий подход к формированию адекватных требований норм проектирования вертолетной техники. Основной принцип формирования норм РАЯ-29 заключается уточнении требований в части безопасности вертолетной техники по мере накопления данных о результатах испытаний и эксплуатации вертолетов, а также данных о расследовании летных происшествий и катастроф. В качестве примера можно привести две редакции требований БАК-29 соответственно 1987 и 1995 г. г. в части проектирования конструкции с учетом безопасности при аварийной посадке (п. 29.561). Если редакция п. 29.561 до 1987 г. предполагала учет при проектировании следующих расчетных перегрузок в центре масс любого закрепленного в кабине предмета:

— лх = 4,0 — по направлению вперед по полету;

— пу = 4,0 — по направлению вниз;

— пг — 2,0 — по направлению вбок, то редакция требований п. 29.561 1995 г. предполагала уже учет перегрузок:

— пх = 16,0 — по направлению вперед по полету;

— пу = 20,0 — по направлению вниз;

— пх = 8,0 — по направлению вбок.

Таким образом, на приведенном примере показана необходимость уточнения норм проектирования с целью повышения общего уровня безопасности новой вертолетной техники. В этом смысле проведенное автором настоящей диссертационной работы исследование также может служить основой для уточнения норм проектирования, и тем самым позволяет утверждать о значимости этого исследования для всей отрасли отечественного вертолетостроения.

Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждается строгой постановкой задач исследования с использованием апробированного математического аппарата, тестированием алгоритмов и сравнением результатов полученных решений с результатами модельных, натурных стендовых и летных испытаний.

Апробация и практическая реализация работы.

Основные результаты выполненных автором исследований по обозначенной тематике опубликованы в реферируемых ВАК отечественных научных печатных изданиях [7, 21, 26, 53, 54, 55, 57, 58, 59, 60, 61, 63, 64, 65, 72, 73, 77, 101], в трудах ФГУП «ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского» [23] а также в зарубежных электронных и печатных изданиях [104, 120, 121, 126 и др.]. Кроме того, результаты диссертационной работы доложены в материалах международных и отечественных конференций: «Гидоравиасалон-2008» и «Гидроавиасалон-2012» (г. Геленджик), «РосВО-2006», «РосВО-2008», «РосВО-2010», «РосВО-2012» (г. Москва), «АКТО-2010», «XVI Туполевские чтения 2008», «АНТЭ-07» (г. Казань) [5, 6, 8, 13, 25, 27, 28, 51, 52, 56, 66, 67, 68, 74, 78, 79, 80, 82,102].

Основные результаты и материалы настоящей диссертационной работы опубликованы в рецензируемой монографии Неделько Д. В., Алимов С. А., Короткое Л. В. «Безопасность посадки и приводнения вертолета на режиме авторотации» [76]. В комплексе научных работ, проведенных при подготовке настоящей диссертации, выполнены защиты кандидатских диссертаций:

— Короткова Л. В. на тему «Расчетно-экспернментальное обеспечение проектирования и проведения копровых испытаний полозкового шасси вертолета» [40];

— Алимова С. А. на тему «Численное моделирование процесса посадки и нагружения вертолета с полозковым шасси с учетом аэродинамических сил и моментов на втулке несущего винта» [11].

В диссертациях [11, 40] решены практические научные задачи по методическому обеспечению стендовых копровых и натурных летных испытаний вертолета с полозковым типом шасси. При этом настоящая диссертационная работа является дальнейшим продолжением тематики проведенных научных исследований, рассматривает более широкий круг задач и направлена на решение комплексной научно-технической проблемы обеспечения проектирования вертолета с полозковым типом шасси по условию прочности и безопасности при выполнении различных режимов посадки и приводнения.

В рамках исследования по настоящей диссертационной работы оформлен патент РФ № 120 225 на полезную модель «Стенд для копровых испытаний трубчатых полозковых шасси вертолетов» от 04.05.2012 г.

Результаты настоящей диссертационной работы также использованы при выполнении государственного контракта № П665 от 19 мая 2010 г. в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной Россию) на 2009;2013 гг. (Регистрационный номер работы в ЦИТиС: 1 201 059 752 от 21.07.2010 г.). Название работы по государственному контракту: «Повышение уровня безопасности эксплуатации летательных аппаратов». По итогам выполнения работы оформлено шесть научно-технических отчетов, зарегистрированных в ЦИТиС Мин.обр.науки РФ под номерами: № ГР 1 201 059 752, Инв. № № 2 201 262 468, 2 201 262 469, ., 2 201 262 473.

Результаты настоящей диссертационной работы также нашли практическое применение и были внедрены в ведущих отечественных научных и промышленных предприятиях. Соответствующими актами подтверждено, что результаты настоящей диссертационной работы внедрены:

1) в ОКБ ОАО «Казанский вертолетный завод» при проектировании и разработке вариантов модификаций вертолета АНСАТ;

2) в ФГУП «ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского» при выполнении научно-исследовательских работ и разработке проектов сертификационной документации в части:

— методики расчета условий гидродинамического контакта вертолета с водной поверхностью при выполнении им вынужденного приводнения;

— методов расчета внешних нагрузок на вертолет с полозковым типом шасси при выполнении посадки на режиме авторотации несущего винта.

Также соответствующим актом внедрения подтверждено, что результаты данной диссертационной работы могут быть использованы в опытно-конструкторских бюро ОАО «Вертолеты России» при проектировании перспективных образцов вертолетной техники.

Автор выражает свою благодарность профессору, д.т.н. Михайлову С. А., осуществлявшему общее научное руководство проведенными исследованиями и принявшему участие в научном редактировании настоящей диссертационной работы.

Также автор выражает свою благодарность ведущим специалистам ФГУП «ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского» д.т.н Шорыгину О. П., к.т.н. Гонцовой Л. Г., Беляевскому А. Н., Салтыкову C.B., к.т.н. Лимончикову В. Д., старшему преподавателю КНИТУ-КАИ им. А. Н. Туполева к.т.н. Гирфанову A.M. и ведущему конструктору ОКБ ОАО «КВЗ» Дворянкину A.B. за их ценные советы и консультационную помощь в процессе проведения исследований.

Заключение

.

1. Разработан метод решения задач контакта вертолета с посадочной поверхностью, учитывающий фактическое распределение скоростей и ускорений в каждой точке контакта при произвольном движении вертолета в пространстве. Показана возможность применения данного метода как для моделирования условий вынужденного приводнения, так и для посадки вертолета на сушу.

2. С учетом требований Авиационных правил АП-29 разработана математическая модель вынужденного приводнения вертолета, оснащенного баллонетами системы аварийного приводнения (АПВ), форма которых близка к форме цилиндра. Она учитывает все основные физические явления, связанные с быстрым входом в воду тела цилиндрической формы и основана на экспериментально подтвержденной теории глиссирования цилиндра (разработанной в ФГУП «ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского»).

3. Выполнен параметрический анализ условий авторотационной посадки вертолета на воду и на сушу с учетом фактического изменения тяги несущего винта, соответствующего условиям реальной посадки. На основании выполненного анализа сформулированы предложения по уточнению требований параграфов 29.563, 29.801 АП-29, направленных на усовершенствование системы безопасности выполнения вынужденного приводнения для вновь разрабатываемой вертолетной техники. Сформулированы предложения по условиям корректного нормирования внешних нагрузок на вертолет с полозковым шасси. На основании этих предложений могут быть разработаны отдельные рекомендательные циркуляры и методы определения соответствия, конкретизирующие требования существующих норм АП-29 в части параграфов 29.501, 29.563, 29.571,29.801.

4. Разработана комплексная математическая модель нагружения вертолета на полозковом шасси в процессе посадки, учитывающая индивидуальные маховые движения каждой лопасти и позволяющей выполнить корректное определение параметров переменного и постоянного нагружения каждой лопасти аэродинамическими и инерционными нагрузками при быстроменяющемся во времени процессе авторотационной посадки. С помощью модели нагружения элементов несущей системы выполнено численное моделирование условий натурных посадок вертолета АНСАТ на режиме авторотации.

5. Разработана имитационная модель полозкового шасси вертолета, основанная на применении искусственной нейронной сети. Применение алгоритмов нейронных сетей позволило значительно сократить время, требуемое для выполнения расчетов на ПЭВМ. Применение алгоритмов нейронных сетей также позволяет выполнять расчеты в режиме реального времени, что может быть актуально при решении задач разработки соответствующий тренажеров.

6. На основе комплекса расчетных и экспериментальных данных введено и обосновано понятие показателя энергопоглощающей способности рессоры полозкового шасси вертолета в виде простой формулы, учитывающей энергетические параметры поглощения нормированной энергии посадочного удара.

Введение

данного показателя позволяет на стадии проектирования полозкового шасси выполнить определение эффективности рессор и произвести подбор их оптимальных конструктивных параметров по условию энергоемкости.

7. Предложен способ определения параметров усталостной долговечности конструкции полозкового шасси в эксплуатации с учетом возможного числа «грубых» посадок, характерных накоплением остаточных деформаций материала рессор полозкового шасси и соответствующим необратимым изменением их геометрии. Это позволяет выполнить прогнозирование изменения параметров долговечности конструкции полозкового шасси с учетом ожидаемых условий эксплуатации.