Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

СОВРЕМЕННЫЕ БУКСИРОВОЧНЫЕ СИСТЕМЫ АВИАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА

Великанов А.В. 1 Лиховидов Д.В. 1 Дьяков Д.Е. 2
1 ФГКВОУ ВПО «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А.Гагарина»
2 Учебный центр подготовки младших специалистов Военно-воздушных сил (в/ч 20925)
Проведен анализ современной наземной специальной авиационной техники, выявлены ее основные недостатки. Определена цель развития системы средств наземного обслуживания воздушных судов, и их влияние на повышение боевой готовности авиационных частей. Рассмотрена роль буксировщиков воздушных судов в общей системе подготовительных средств авиационного комплекса с учетом особенностей эксплуатации аэродромных тягачей в различных погодных условиях. Проведен анализ результатов исследований отечественных и зарубежных ученых и сформулированы основные направления повышения эффективности использования буксировщиков воздушных судов. Предложены конструкции аэродромных буксировочных систем. Обоснована экономическая эффективность использования устройств. Описаны методики осуществления процесса буксировки воздушных судов, с использованием буксировщиков оборудованных различными вспомогательными устройствами. Разработаны методики оценки эффективности использования буксировочных систем с целью улучшения тяговых возможностей аэродромных колесных тягачей.
аэродромный тягач
воздушное судно
стартовое буксировочное устройство
1. Барбашин, С.В. Основы теории и расчёта аэродромных колёсных тягачей / С.В. Барбашин, А.В. Великанов, Ю.М. Пурусов. - Учебное пособие. ВВВАИУ, Воронеж, 2000. – 119 с.
2. Великанов, А.В. Повышение тяговых качеств аэродромных колесных тягачей: дис. …канд. техн. наук. – Воронеж, 1999. – 184 с.
3. Канарчук Г.Н. Авиационная наземная техника / Г.Н. Канарчук. - М.: Транспорт, 1989. - 407 с.
4. Концепция развития системы средств наземного обслуживания летательных аппаратов общего применения. Москва. 30 ЦНИИ МО РФ. 2006.
5. Страхов, Л.Н. Справочное пособие по средствам аэродромно-технического обеспечения полётов / Л.Н. Страхов. - М., Воениздат, 1980. - 318 с.

Обеспечение бесперебойности и безаварийности эксплуатации воздушных судов (ВС), базирующихся на аэродромах или совершающих транспортные операции, требует высокого качества аэродромно-технического обеспечения (АТО).

Современный авиационный комплекс представляет собой совокупность систем и устройств, предназначенных для решения боевых, разведывательных, транспортных и других задач, в состав которых входят воздушные суда  и средства наземного обслуживания общего применения (СНО ОП). Система средств наземного обслуживания общего применения предназначена для своевременного и полного обеспечения всех видов подготовки и технического обслуживания ВС, их высокой боеготовности и боеспособности, что в значительной степени определяется наличием необходимых средств наземного обслуживания с высокими эксплуатационно-техническими характеристиками. Внедрение новых поколений воздушных судов на вооружение Военно-воздушных сил ставит ещё более высокие требования к системе авиационного комплекса

В настоящее время особое значение приобретает повышение эффективности применения всего комплекса средств аэродромно-технического обеспечения полётов, сокращение материальных и трудовых затрат на подготовку ВС к полётам, их обслуживание, хранение и сбережение, что существенно влияет на боевую готовность. Повышение боевой готовности авиационных частей, обеспечение безопасности полётов неразрывно связано с состоянием, техническими характеристиками и возможностями средств АТО полётов, в частности, средств эвакуации и буксировки ВС. Роль этих средств при ведении боевых действий возрастает в ещё большей степени.

Современное состояние развития СНО ОП характеризуется следующими факторами [4]: потерей части научной и производственной базы по выпуску СНО ОП в связи с распадом СССР и развертыванием производства на территории России; недофинансированием опытно-конструкторских работ по созданию новых образцов СНО ОП; недостаточным уровнем финансирования на закупку серийных образцов СНО ОП.

Кроме того, необходимость совершенствования комплекса СНО ОП обусловлена рядом факторов, к которым следует отнести: необходимость обеспечения смешанного базирования разнородных сил и средств государственной авиации, резервов и гражданской авиации; усиление интенсивности применения авиации (всепогодность, круглосуточность, многофункциональность), сокращение времени цикла применения при одновременном возрастании трудоемкости работ по подготовке ВС к полетам.

Несмотря на высокий класс воздушных судов устройства для их буксировки остаются неизменными. В настоящее время буксировка ВС на аэродромах Государственной авиации осуществляется серийно выпускаемыми автомобилями повышенной проходимости общего применения. Существующие тягачи-буксировщики ВС в ряде случаев не выполняют поставленные задачи в связи с тем, что они не в полной мере реализуют тяговое усилие по сцеплению колёсных движителей с опорной поверхностью, развиваемое силовой установкой. Связано это с недостаточностью сцепного веса тягача, буксирующего ВС, а также со значительным уменьшением коэффициента сцепления в зависимости от погодных условий.

Для увеличения тягового усилия буксировщика используется загрузка дополнительного балласта на его шасси, что ведёт к повышенному износу узлов и агрегатов тягача и резкому увеличению расхода топлива при холостом пробеге (норма расхода топлива увеличивается на каждую тонну собственной массы балласта до 1,3 л/100 км для автомобилей с дизельными и до 2,0 л/100 км - с бензиновыми двигателями).

Опыт проведения боевых действий за последние десятилетия показывает, что удар по аэродрому наносится высокоточным оружием, что приводит к блокированию авиационной техники на стоянках. Деблокирование ВС, т.е. буксировка в обход поврежденных участков, производится по плотному грунту, что не в полной мере обеспечивается существующими средствами буксировки.

Необходимо сформулировать ряд технических недостатков современных средств буксировки ВС, которые вызывают необходимость дальнейшего совершенствования: отсутствие современных конструктивных, технологических и схемных решений. Большинство изделий для буксировки создано в середине прошлого века (преимущественно в 70-х годах) по устаревшим технологиям, с использованием не авиационных материалов; низкая безопасность (подъезд к самолету обеспечивают 3 человека).

В дополнение необходимо отметить то, что в качестве тягачей-буксировщиков нередко используются авиационные подвижные электроагрегаты АПА-5Д, отвлечение которых от основного предназначения увеличивает сроки подготовки авиационной группы к вылету.

Целью развития системы средств наземного обеспечения общего применения является создание единого сбалансированного комплекса средств, позволяющих осуществлять АТО всех типов воздушных судов.

В настоящее время ведутся разработки догружающих устройств, позволяющих производить регулировку сцепного веса оператором тягача, но человеческий фактор не может обеспечить в необходимое время изменение сцепного веса. В связи с этим существует необходимость совершенствования буксировочных систем, которое должно обеспечить автоматическое регулирование сцепного веса тягача, с целью повышения его тягово-сцепных и экономических показателей. Для оценки эффективности работы буксировщика может применяться целый ряд технико-экономических показателей (например, скорость буксировки, время цикла буксировки, техническая производительность буксировщика, в том числе и расход топлива тягачом и т.п.). Повышение эффективности буксировки достигается за счет снижения времени цикла буксировки, расхода топлива, уменьшения количества обслуживающего персонала и увеличения сменной производительности тягача, что в комплексе позволяет повысить эффективность АТО авиационных подразделений. В то же время существующий в настоящее время методический аппарат не позволяет в полной мере проводить адекватную оценку эффективности использования разрабатываемых средств наземного транспортирования воздушных судов, что указывает на необходимость его модификации. Это означает, что существует необходимость дальнейшего улучшения характеристик колесных тягачей-буксировщиков и развития методического аппарата, связанная с разработкой конструкций устройств для буксировки воздушных судов. Отсюда вытекает актуальная практическая задача по разработке универсальных средств буксировки и эвакуации воздушных судов, обеспечивающих увеличение тяговых качеств буксировочной системы тягач – воздушное судно, которое позволит в период буксировки использовать вес ВС для создания тягового усилия, тем самым обеспечивая повышение эффективности подготовки к применению ВС авиационных комплексов. К сожалению, не нашли должного отражения в научной и технической литературе вопросы повышения эффективности буксировки ВС, а именно проведение научных исследований по изучению взаимодействия элементов в системе «тягач – воздушное судно» и разработка перспективных буксировочных устройств. В настоящей работе основное внимание уделено описанию конструкций, работе и результатам полевых испытаний новых, перспективных средств буксирования ВС.

Сегодня на военных аэродромах для буксировки ВС колёсными тягачами применяются унифицированные буксировочные водила (рис.1), которые имеют сцепное устройство с передней стойкой шасси ВС и буксирным крюком тягача.

Рис. 1. Буксировка ВС с помощью водила

Конструкция буксировочных водил постоянно модифицируется и может быть различна. Технические характеристики унифицированного буксировочного водила для буксирования ВС массой до 40 т приведены в таблице 1.

Таблица 1

Технические характеристики унифицированного буксировочного водила для ВС массой до 40 т

Максимальное усилие, воспринимаемое водилом, кН при движении вперёд

При движении назад

110

66

Длина, м

9

Скорость транспортировки, км/ч

20

Масса, кг

250

Высота от оси трубы водила до земли, мм наибольшая

Наименьшая

1200

400

Рабочее давление в гидросистеме, МПа

9

Рабочая жидкость

АМГ-10

Обслуживающий персонал, чел

2-3

Учитывая, что тягово-сцепные возможности серийно выпускаемых промышленностью колёсных тягачей недостаточны для надежной буксировки ВС в различных погодных (особенно зимних) условиях, на практике такие тягачи оснащают балластом [3,5]. Балласт улучшает сцепление колёс буксировщика с аэродромным покрытием и уменьшает буксование колес тягача при трогании с места. В качестве балласта применяют бетонные или металлические плиты, устанавливаемы на раму тягача.

Так, для придания бóльших тяговых качеств буксировщику БелАЗ-7421 снизу к раме шарнирно подвешен балласт. Конструкцией предусмотрена установка верхнего балласта в зимнее время. Общая масса верхнего балласта состоящего из пяти листовых пакетов 11т. При полной массе тягача 37т на балласт приходится 20т. Наряду с повышением тягово-сцепных качеств это приводит к неоправданному повышению расхода топлива (на 15…20%) и резко повышает эксплуатационные затраты.

В то же время существующие штатные средства буксировки (с применением водила) не могут быть применены при выходе из строя передней стойки шасси ВС или выкате его за пределы взлетно-посадочной полосы (ВПП). В этих условиях появилась необходимость использования иных конструкций устройств для эвакуации ВС.

Сотрудниками Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж) разработаны и испытаны новые перспективные устройства для буксирования ВС, обеспечивающие: изменение сцепного веса тягача только в процессе буксирования; заданное распределение сцепного веса по ведущим мостам и бортам тягача; автоматическое увеличение сцепного веса буксировщика в зависимости от силы сопротивления качению; полноприводность агрегата тягач – ВС; энергосбережение и повышение тяговых качеств тягача по величине крутящего момента; перемещение ВС в стесненных условиях средствами малой механизации [1,2]. Так тягово-сцепное догружающее устройство, позволяющее изменять сцепной вес тягача в процессе буксировки, представлено на рисунке 2.

Рис.2. Тягово-сцепное догружающее устройство, консольно закреплённое в задней части рамы тягача

Экспериментально полученные тяговые характеристики агрегата на цементобетонном покрытии с различными значениями коэффициента сцепления показывают, что при догрузке тягача весом ВС, приходящимся на его переднюю стойку величиной 20 кН, тяговая мощность агрегата увеличивается на сухом цементобетонном покрытии на 9%, мокром цементобетонном покрытии - на 39%, заснеженном покрытии - на 24%, обледенелом покрытии - на 43%. Конструкция обеспечивает эффективную всесезонную и всепогодную эксплуатацию буксировщика.

Дальнейшее развитее рассмотренной конструкции позволило улучшить её эксплуатационные показатели. Аэродромная буксировочная система с автоматически изменяемым сцепным весом, в зависимости от силы сопротивления качению ВС, представлена на рисунке 3. Тягово-сцепное устройство обеспечивает догрузку тягача в зоне опорного периметра, что способствует более равномерному её распределению по ведущим мостам.

IMG_2781-1

Рис.3. Автоматическое тягово-сцепное догружающее устройство

Проведенные экспериментальные исследования и полученные тягово-сцепные характеристики агрегата на аэродромном покрытии с различными значениями коэффициента сцепления показали более высокие результаты. При догрузке тягача в зоне опорного периметра весом самолета, приходящимся на его переднюю стойку величиной 30 кН, тяговая мощность агрегата увеличивается: на сухом цементобетонном покрытии на 58,3%; на мокром цементобетонном покрытии на 51,2%; на заснеженном покрытии на 64,7%; на обледенелом покрытии на 54,5%. При этом коэффициент буксования на режиме максимальной тяговой мощности уменьшается на всех покрытиях в среднем на 55,2%, а удельный эффективный расход топлива уменьшается в среднем на 34,7%.

Аэродромная буксировочно-эвакуационная система, позволяющая производить транспортирование ВС с поврежденной передней стойкой по деформируемой опорной поверхности с увеличением её сцепного веса, представлена на рисунке 4. В ходе экспериментальных исследований с помощью тяговых характеристик подтверждено положительное влияние догрузки тягача добавочным сцепным весом на увеличение силы тяги агрегата, повышение его тяговой мощности, уменьшение буксования движителей, снижение часового и удельного расхода топлива на всех характерных опорных поверхностях.

Рис. 4. Аэродромная буксировочная система с устройством для буксировки и эвакуации воздушных судов

Разработана полноприводная аэродромная буксировочная система, включающая устройство для  подвода крутящего момента к колесам основных стоек шасси ВС (рис. 5). Она позволяет увеличить суммарное тяговое усилие агрегата по сцеплению с опорной поверхностью, реализуемое значительной частью веса ВС, приходящегося на его основные стойки.

полнопривод.bmp

Рис. 5. Устройство для подвода крутящего момента к колесам основных стоек шасси ВС

Полноприводная аэродромная буксировочная система состоит из тягача с источником энергии (подвижного электроагрегата или электрогидроустановки); водила; воздушного судна; устройства для подвода крутящего момента к колесам основных стоек шасси ВС и соединительной магистрали. Полноприводный способ буксировки заключается в фиксации буксировочного устройства для передачи крутящего момента к колесам основных стоек самолета по ходу планируемого движения. С помощью соединительной магистрали энергопреобразователь устройства запитывается от источника энергии и передает крутящий момент через редуктор и дифференциал к колесам основных стоек ВС. После чего буксировочная система «тягач – воздушное судно» начинает движение, используя силу тяги, создаваемую колесными движителями тягача и ВС.

Применение полноприводного способа обеспечивает: снижение материалоемкости, времени на подсоединение к самолету, максимальную реализацию силы тяги, подведенной к колесу, согласованность передачи крутящего момента к колесам обеих основных стоек ВС при криволинейном движении, благодаря применению дифференциальной передачи, повышение проходимости, так как буксировочная система «тягач – воздушное судно» становится полноприводной на период буксирования.

Выводы: Разработаны перспективные конструкции буксировщиков ВС на базе серийных полноприводных тягачей, которые обеспечивают всепогодную и всесезонную надежную эксплуатацию. Экспериментальные исследования разработанных конструкций позволили определить их тягово-сцепные показатели эффективности и получить исходные данные для их проектирования. Принципиальной основой эффективной эксплуатации созданных конструкций является увеличение сцепного веса агрегата буксировщик – ВС за счет массы ВС только на время буксирования.

Рецензенты:

Барабаш Д.Е., д.т.н., профессор, начальник кафедры изыскания и проектирования аэродромов Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил (Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина), г. Воронеж.

Федюнин П.А.,  д.т.н., профессор, начальник кафедры управления воинскими частями С и РТО авиации Военного учебно-научного центра Военно-воздушных сил (Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина), г. Воронеж.


Библиографическая ссылка

Великанов А.В., Лиховидов Д.В., Дьяков Д.Е. СОВРЕМЕННЫЕ БУКСИРОВОЧНЫЕ СИСТЕМЫ АВИАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=13396 (дата обращения: 27.10.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074