¿Qué estándares se requieren para la producción de helicópteros?
Zhishu
A principios de la década de 1970, el gobierno central comenzó a implementar el proyecto de investigación y desarrollo de helicópteros de carga pesada de China. El mariscal Ye Jianying, entonces subcomandante, indicó que este helicóptero podía transportar un pelotón de tropas, y más tarde este helicóptero se llamó Zhi-7. El Z-7 utiliza un sistema de rotor de seis palas y está equipado con dos motores turboeje 792. Los indicadores de diseño son: peso máximo de despegue 14.400 kg, carga comercial efectiva 3.500 kg, velocidad máxima 240 km/h, alcance 350 km y techo de servicio 5.000 m.
◆Sistema de control: cuidadosamente diseñado
Según el establecimiento en ese momento, nuestro desarrollador Z-7 se llamaba Compañía Z-7. Debido a que fue durante la Revolución Cultural, varias condiciones eran relativamente malas. Alrededor de 70 hombres homosexuales de la empresa viven en una casa grande y una tienda en Datong, donde las personas están una al lado de la otra. El estudio de diseño está ubicado en el auditorio del instituto de pruebas de vuelo.
Soy responsable del diseño del sistema de control de rumbo Z-7. El control de rumbo, en la jerga, es control de pie. Empuja con el pie izquierdo y gira el cuerpo hacia la izquierda. Empuja con el pie derecho y gira el cuerpo hacia la derecha. Debido a que la dirección prolongada cansa al piloto, utilizamos un mecanismo de asistencia eléctrica para reemplazar la operación del pedal del piloto. Posteriormente elegimos el mecanismo eléctrico DG-25F, que tiene bajo consumo de energía, tamaño pequeño y peso ligero.
Ya sea un avión de ala fija o un helicóptero, el par de control requerido en la superficie de control es muy grande y es difícil lograrlo solo con mano de obra. Aquí es cuando se necesita un refuerzo hidráulico. La línea de dirección comienza en los pedales, se conecta a múltiples soportes, balancines y tirantes, y finalmente al refuerzo. Siempre que presione suavemente el joystick o pise el pedal, el propulsor generará aproximadamente 1000 kg de fuerza, lo que puede controlar de manera flexible el vuelo de todo el helicóptero. Al operar un helicóptero, todos los tirantes y balancines se mueven en el espacio. Por supuesto, este tipo de movimiento regular se puede calcular con precisión usando una computadora, pero los resultados no son intuitivos y, en general, es difícil de coordinar. Si se descuida un poco, la palanca o el balancín golpearán otras partes del cuerpo o incluso se atascarán, con consecuencias desastrosas. Por lo tanto, la principal cuestión técnica en el diseño es medir con precisión la trayectoria de movimiento de cada tirante y balancín. Entre los métodos para medir con precisión las trayectorias de movimiento de cada palanca y balancín, el método popular en el extranjero en ese momento era el método de dibujar líneas de molde, es decir, dibujar cuidadosamente las posiciones de movimiento de cada balancín y palanca en diversas condiciones de trabajo en Una sala de línea de molde con una temperatura constante durante todo el año. De esta forma, los ingenieros de diseño de cada sistema pueden saber de un vistazo si las acciones del sistema de control afectarán el trabajo de otros sistemas. Debido a las limitaciones de las condiciones del momento, completamos el mapeo del diagrama del modelo de movimiento en madera contrachapada. Dado que hubo muchos fenómenos de descoordinación en el diseño, finalmente dibujamos las líneas del modelo de movimiento de cada sistema de línea de control en la placa de acero para garantizar el diseño seguro del sistema de control.
◆El cálculo del tirante es cuidadoso y cuidadoso.
Hay muchas partes móviles en un helicóptero, como motores, rotores, rotores de cola, inclinómetros automáticos, etc., lo que hace que el problema de las vibraciones de los helicópteros sea particularmente prominente. Por lo tanto, la frecuencia de vibración natural de cada tirante en el sistema de control debe evitar múltiplos enteros de la velocidad de rotación de estas partes móviles para evitar * * * vibraciones. Porque * * * una vez que ocurre la vibración, afectará directamente la función del sistema de control y su eficiencia de control. Por lo tanto, las docenas de tirantes del sistema de control Zhi7 tienen sus frecuencias naturales calculadas.
Los tirantes de cada sistema de control de helicóptero son los componentes principales del sistema. En primer lugar, debe garantizar una resistencia estática constante durante el trabajo. En otras palabras, no debe romperse durante el uso. El estado de fuerza del tirante del sistema de control es tensión o presión, lo que en mecánica se denomina "fuerza de dos componentes". Cuando estamos bajo estrés, puede ocurrir un fenómeno conocido como "inestabilidad". Qué es la "inestabilidad" es fácil de explicar. Busque un palo de madera delgado, coloque un extremo en el suelo y el otro extremo en la palma de su mano, luego presione el palo lenta y firmemente. Cuando se aplica una cierta cantidad de fuerza, el palo se doblará naturalmente, lo que se llama "inestabilidad". El largo tirante del Zhi-7 mide más de un metro y la presión puede alcanzar cientos de kilogramos. Si no se calculan las cargas inestables, los riesgos para la seguridad persistirán. Finalmente, calculamos las cargas de pandeo para todos los tirantes a la vez para garantizar la seguridad.
Una vez, en un viaje de negocios a un taller de reparación de aviones de la Fuerza Aérea, descubrí que había muchas barras de control en el taller. Tras interrogar al director del taller de reparación, resultó que estas varillas fueron reemplazadas durante la revisión del avión. Miré de cerca estos tirantes y encontré grietas muy claras en cada tirante, concentradas alrededor de los orificios de los remaches de los tirantes. Evidentemente, estos tirantes estaban sometidos a grandes cargas alternas durante el vuelo de la aeronave, y las grietas que aparecían eran grietas de fatiga.
Si no se les da un mantenimiento exhaustivo, las consecuencias de estas grietas pueden ser catastróficas. Esta experiencia me conmovió profundamente. Después de regresar a Yanliang, revisé repetidamente los dibujos de diseño e hice sugerencias a los líderes. El granallado se realiza en ambos extremos de cada tirante en el sistema de control, es decir, se rocían pequeñas bolas de acero sobre los tirantes a través de un conjunto de equipos. Aunque el proceso es relativamente complicado, puede retrasar la falla por fatiga del tirante, extender la vida útil por fatiga del tirante y garantizar la seguridad del vuelo.
◆Estricta organización de pruebas dinámicas.
En el verano de 1971, el gobierno central emitió el proyecto "718", lo que significa que China se está preparando para desarrollar misiles balísticos intercontinentales. Esta es una decisión importante relacionada con el prestigio del país y el ejército. . Pero las escoltas, los barcos de salvamento y los helicópteros requieren que China los fabrique ella misma. La situación en ese momento era "el misil espera al barco y el barco espera al avión". Es decir, si el progreso del desarrollo del misil está garantizado, entonces espera al barco. Si el barco no tiene ningún problema, entonces. espera el helicóptero. Y este helicóptero era el Z-7, que estábamos desarrollando intensamente en ese momento. En ese contexto, en ese momento estábamos entusiasmados y orgullosos de que el Z-7 estuviera a punto de abordar el barco, pero también sentíamos una profunda presión. Debido a que el Zhi-7 fue desarrollado conjuntamente por dos unidades, considerando la conveniencia del trabajo, los superiores decidieron establecer la Oficina de Comando de Desarrollo del Zhi-7, conocida como la Oficina del Zhi-7. Trabaja en el grupo técnico, responsable del Zhi-7 Sesenta y seis ensayos de 7.
Cualquiera que sepa andar en bicicleta sabe que el manillar de una bicicleta no puede estar ni demasiado vivo ni demasiado muerto. Demasiado vivaz y la bicicleta es difícil de dominar; demasiado muerta y los giros son incómodos, lo que la convierte en el ejemplo más vívido de la coordinación entre maniobrabilidad y estabilidad. Para un helicóptero, si las características dinámicas de un sistema de control no son buenas, por ejemplo, cuando el piloto necesita levantar el helicóptero, todo el cuerpo no se mueve cuando tira ligeramente de la palanca, entonces el piloto tendrá que realizar una segunda operación, y los trabajos aún no han concluido. Tras realizarla el helicóptero empezó a reaccionar ante la primera operación. Así, el piloto sintió que se había estirado demasiado y tuvo que presionar la palanca. La varilla no funciona la primera vez y debe ser operada nuevamente. Un círculo vicioso de este tipo no sólo hará que a los pilotos les resulte difícil pilotar helicópteros, sino que, en casos graves, también puede provocar accidentes de vuelo. Existe un problema espinoso en el desarrollo de aviones: "flotar" o "oscilar" en el aire. El principio es el mismo. Por tanto, la prueba dinámica de todo el sistema de control es un eslabón indispensable e importante en el desarrollo de helicópteros.
Todo el sistema de línea de control del sistema de control Z-7 está compuesto por rodamientos y muchos otros componentes. Es imposible sellar todas las piezas, por lo que hay espacios. Todas las piezas tienen que moverse entre sí, por lo que hay fricción entre todas las piezas. Estas holguras y fricciones se denominan colectivamente "factores no lineales" y su impacto en el sistema de control y el rendimiento general del helicóptero simplemente no puede subestimarse.
Las pruebas dinámicas del sistema de control Zhi7 incluyen pruebas de seguimiento y pruebas de pasos. En pruebas posteriores, primero se aplica una señal de fuerza sinusoidal a la columna de dirección para medir el movimiento de la superficie de control y se registra la diferencia de tiempo entre la señal dada y la respuesta de la superficie de control. Al comparar las dos señales se determina el siguiente desempeño del sistema de control, pero debe cumplir con los estándares establecidos, es decir, la respuesta de la superficie de control no puede ser demasiado rápida ni demasiado retrasada.
En la prueba de paso, se envía una señal de fuerza repentina a la columna de dirección para medir la respuesta de la superficie de control. En circunstancias normales, si se aplica repentinamente una fuerza, la superficie de control se moverá repentinamente. Pero, de hecho, después de un gran movimiento, gradualmente se estabiliza. El diseño del sistema de control requiere que todo el proceso de movimiento de la superficie de control no pueda retrasarse demasiado después de que se elimine la fuerza repentina, y se deben cumplir ciertos estándares.
Cuando el seguimiento y las etapas no cumplen con los estándares, para garantizar que todo el helicóptero tenga una buena maniobrabilidad y estabilidad, es necesario analizar las razones. El experimento de modificación de información fue el primero realizado en China en ese momento. Debido a que el Z-7 aún está en etapa de desarrollo, utilizamos el Z-5 (el helicóptero Mi-4 de fabricación soviética) como prototipo para realizar pruebas primero y acumular datos y experiencia. Posteriormente, basándose en la prueba de potencia del Z-5, la prueba de potencia del Z-7 también fue bastante exitosa.
◆Al realizar pruebas estáticas con cuidado.
El soporte reforzador de control de rumbo Z-7 está hecho de aleación de magnesio y aluminio. Debido a varias modificaciones en el sistema de cableado, el soporte adquirió una forma muy extraña y fue imposible determinar si funcionaría correctamente en el futuro sin realizar pruebas. Entonces, le pedimos a la fábrica que produjera una pieza de prueba de acuerdo con los dibujos. Después de procesarla según lo requerido, llevamos la pieza de prueba al Instituto de Investigación de Fuerza de Aeronaves de China para realizar pruebas estáticas.
Aunque esta prueba es pequeña, aún se ejecuta estrictamente de acuerdo con los requisitos y procedimientos. La fuerza primero se carga hasta el 67% de la carga de diseño y luego la carga se descarga hasta cero. Cuando la pieza de prueba se inspecciona con un instrumento, los resultados están completos. Cargue al 100% de la carga de diseño una segunda vez y luego descargue a cero.
Después de volver a comprobarlo, todavía estaba intacto, lo que indica que podía funcionar con normalidad. En la tercera prueba de destrucción, cuando el comandante acababa de completar la "carga al 105%", se quitó el soporte del refuerzo, exactamente como se esperaba. Las pruebas demostraron que el diseño fue exitoso a pesar de numerosas revisiones.
Existe otra prueba estática que vale la pena mencionar, que es la prueba estática de la máquina completa Z-7. Una cuestión muy importante en el diseño de diversos componentes portantes de una aeronave es el valor del factor de seguridad. En general, el factor de seguridad es 1,5, es decir, si queremos que el producto que diseñamos sea resistente y cumpla una determinada función, la capacidad de carga del producto debe ser mayor que la carga de uso normal. factor de seguridad. En agosto de 1978, uno de los prototipos del Z-7 estaba siendo sometido a pruebas estáticas en el taller estático de cierto instituto de investigación. Cuando la carga de diseño original era de aproximadamente el 130%, la carrocería quedó destruida. Para usar un término de jerga, el avión fue diseñado para ser demasiado fuerte y demasiado fuerte.
◆Desmontar de repente.
Al principio, el gobierno central concedió gran importancia al desarrollo del Z-7 y tenía grandes esperanzas. Sin embargo, por diversas razones, el 28 de junio de 1979 el país decidió detener el desarrollo del helicóptero pesado Z-7. El Z-7 sólo produjo dos prototipos y fue descontinuado. Aunque el proyecto Zhi-7 fue abandonado, muchos logros en el desarrollo del Zhi-7 sentaron las bases para el desarrollo exitoso del helicóptero pesado Zhi-8 y también llenaron el vacío en el desarrollo de los helicópteros de servicio pesado de mi país ( 10 toneladas).
Z 8 o Changhe z 8
Diámetro del rotor: 18,90m Longitud: 23,05m Longitud del fuselaje: 20,27m Altura: 6,66m
Motor: 3 motores turboeje , 1550 caballos de fuerza.
Velocidad máxima de vuelo horizontal: 315km/h
Velocidad máxima de crucero: 266km/h
Peso en vacío: 7095kg Peso en vacío (equipo): 7550kg
Peso al despegue: 9000 kg
Límite de servicio: 6000 metros.
Autonomía máxima: 830 kilómetros
Tiempo de autonomía: (combustible estándar máximo, apagado de un solo motor, sin combustible restante) 2 horas y 31 minutos.
El Z-8 es un helicóptero multiusos de tamaño mediano desarrollado y producido conjuntamente por el Instituto de Investigación y Desarrollo de Helicópteros de China y Changhe Aircraft Industry Company. El avión fue desarrollado en 1976. El primer prototipo voló por primera vez en febrero de 1985. La primera producción del Z-8 se entregó a la Fuerza de Aviación Naval de China en 1989. El Zhi-8 se puede utilizar no sólo en tierra, sino también en barcos. En operaciones antisubmarinas y antibuque, el avión puede equiparse con un sonar suspendido, un radar de búsqueda y lanzar torpedos o misiles.
Nau 9
El helicóptero Z-9 es un helicóptero polivalente ligero bimotor desarrollado y producido por China Harbin Aircraft Manufacturing Company que ha presentado el francés SA-365N Dauphin. )2 patente. La producción patentada se introdujo oficialmente en junio de 1980 y el primer helicóptero Z-9 salió de la línea de montaje en junio de 1982.
El sistema de rotor del Z-9 consta de cuatro palas compuestas y un cubo de rotor flexible en forma de estrella. Su rotor de cola es un rotor de cola de ventilador con conductos, que consta de un cubo de hélice y 13 hélices de aleación ligera forjadas. Composición de hojas. Otra característica importante del Z-9 es que tiene colas planas a ambos lados del brazo de cola y placas terminales verticales en ambos extremos de la cola plana, lo que puede cambiar el rendimiento de vuelo del avión. El tren de aterrizaje del Z-9 es el primer tren de aterrizaje retráctil de ruedas con amortiguación de aceite y gas, de tres puntos y doble cámara. Su central eléctrica son dos motores turboeje Toubomeca Aagje 1C, cada uno con una potencia de 522 vatios secos. El Z-9 tiene una amplia gama de usos y puede usarse para transporte de personal, apoyo en alta mar, rescate marítimo, patrullaje, fotografía aérea, observación de peces, protección forestal y prevención de incendios, y también puede usarse como avión con base en portaaviones. Además, el Z-9 también se puede modificar en tipos antitanque, búsqueda y rescate marítimo, antisubmarino, artillería de reconocimiento y comunicaciones.
Desde 1988, China ha comenzado a implementar la localización del Z-9. 1992 65438 + 16 de octubre, el primer Z-9 nacional (Z-9A-100) voló hacia el cielo y luego completó con éxito varios sujetos de vuelo de prueba. A finales de 1992, la reunión de evaluación técnica de la máquina completa nacional Z-9 mostró que la tasa de localización del Z-9 había alcanzado el 72% y podía ponerse en producción en masa. Actualmente existen tres modelos de Z-9: Z-9, el modelo de producción original patentado, se han producido los 50 pedidos a finales de 1990, el Z-9A, el modelo que se sigue produciendo después del Z-9, equivalente; al SA-365n 1; al Z-9A -100, el Z-9 doméstico, que también es el modelo actual producido en masa. Los siguientes datos se aplican al prototipo Z-9.
Datos dimensionales: Diámetro del rotor 11,93 m, diámetro del rotor de cola 0,90 m, longitud del avión 13,46 m, altura del avión (rotor y rotor de cola plegados) 3,21 m, distancia entre ejes principal 2,03 m, distancia entre ejes delantera y trasera 3,61 m.
Datos de peso: peso en vacío 1975 kg, carga útil 1863 g, peso máximo al despegue 4000 g, peso máximo en suspensión 1600 g.
Datos de rendimiento: Velocidad máxima de vuelo horizontal 324 km/h, velocidad de crucero 250-260 km/h, velocidad máxima de ascenso (nivel del mar) 4,2 m/s, techo de servicio 6000 m, con efecto suelo El vuelo estacionario La altitud es de 1950 m, 1020 m sin efecto suelo y el alcance máximo es 100.