Выбор рабочего давления и типа насоса

Эксплуатация вертолетов вне аэродромов в самых разнообразных климатических условиях накладывает на гидросистему определенные требования. В первую очередь это простота ее обслуживания, доста­точно редкие регламентные работы и большой ресурс.

Наличие на вертолетах повышенных относительно самолетов виб­раций сказывается на сроке службы гидросистемы, в основном ее трубо­проводов, особенно при высоких рабочих давлениях.

Известно, что вес, срок службы, надежность и стоимость являются основными критериями при проектировании любого агрегата и системы в целом.

При применении в гидросистемах наилучших современных материа­лов и агрегатов можно получить минимальный вес конструкции при давлении 280 кГ/см2 и температуре рабочей жидкости 150° С. Стоимость такой гидросистемы будет велика, а долговечность и надежность недо­статочны.

Снижение стоимости достигается применением серийных отработан­ных агрегатов, что в данное время можно осуществить, используя рабо­чие давления не свыше 210 кГ/см2. При уменьшении давления умень­шается и температура рабочей жидкости, а эти два параметра опреде­ляют, в основном, долговечность и надежность гидросистемы.

На рис. 3. об, б, построенном на основе экспериментальных и стати­стических данных [17], показана эта зависимость.

Опыт показывает, что в диапазоне рабочих давлений 80—150 кГ/см — удается получить для вертолетных гидросистем наиболее выгодную температуру рабочей жидкости <90° С. При этом отсутствуют какие — либо дополнительные охлаждающие устройства, кроме обдува насоса воздухом. Сказанное относится к гидросистемам, выполненным в виде отдельных блоков; расположенных в непосредственной близости от гидроусилителей и насосов и не имеющих длинных трубопроводов, отво­дящих тепло.

Необходимость введения радиаторов для охлаждения жидкости в гидросистемах с давлением 210 кГ/см2 утяжеляет систему; экономия веса, которую удается получить за счет увеличенного давления, теряется, а надежность работы гидросистемы, особенно ее трубопроводов, резко снижается.

Производственные отклонения, которые, к сожалению, имеют место при изготовлении трубопроводов и их соединений, случаи загрязнения рабочей жидкости в эксплуатации при работе вне аэродромов прояв пяются в значительно большей степени при высоких давлениях и могут привести к отказам системы, которая при более низких давлениях иногда эти отклонения допускает.

На рис. 3. 55 показаны весовые характеристики вертолетных гидро­систем, имеющих сравнительно низкие давления, и гидроусилителей в зависимости от GB3JI вертолета. Там же показаны эти характеристики, условно пересчитанные на рабочее давление 210 кГ/см2. Эти кривые показывают, что на легких вертолетах класса Ми-1 и Ми-2 с примене­нием в их гидросистемах повышенных давлений веса гидросистем вслед­ствие переразмеривания диаметра поршня гидроусилителей даже не­сколько увеличиваются. Пилотирование таких вертолетов при отказе гидравлической системы осуществляется вручную и поэтому гидроуси­литель, превращаясь в этом случае в своеобразный демпфер, не должен пропускать на ручку управления знакопеременную часть нагрузок, воз­действующих на управление от несущего винта.

При низких рабочих давлениях порядка 80 кГ/см2 и сравнительно небольших действующих внешних нагрузках на шток гидроусилителя обеспечивается минимально необходимый объем рабочей жидкости в гидроусилителе при работе его в качестве демпфера в случае отказа гидросистемы.

Повышение рабочих давлений в системе при потребных небольших усилиях на исполнительных штоках гидроусилителей вызывает такое
уменьшение диаметров силового поршня, что конструктивно сложно вы­полнить в нем указанное демпфирующее устройство. Принципиальная схема такого гидроусилителя показана на рис. 4.9 в гл. IV.

Все сказанное выше с учетом существующего уровня производства и качества насосов по их температурному режиму, по мнению авторов, может служить основанием для применения в вертолетных гидросисте­мах рабочих давлений 80—150 кГ/см2 без больших потерь в весовом отношении. При этом давления 1^150 кГ/см2 целесообразно применять лишь на тяжелых машинах.

Проектируя приводы для насосов в таких гидросистемах, жела­тельно для большей надежности устанавливать их обороты не свыше 2500—3000 об/мин.

Все отечественные вертолеты, за исключением Ми-2, оборудованы низкооборотными шестеренчатыми насосами постоянной производи­тельности. Эти насосы, наиболее дешевые и обладающие большим ресур­сом, работают с автоматами разгрузки и создают в системе пульсации давления, ограничивающие ее ресурс, особенно при давлениях ^150 кГ/см2.

Появление насосов переменной производительности, дало возмож­ность снять эти вредные пульсации и в настоящее время эти насосы постепенно вытесняют из вертолетных гидросистем насосы постоянной производительности.

В сочетании с гидроаккумуляторами, обеспечивающими дополни­тельную энергию при максимальных расходах, насосы переменной про­изводительности идеально приспособлены к работе в системах управ­ления.

Выбирая насос для вертолетной гидросистемы, надо учитывать, что высота полета вертолета в отличие от самолета ограничена обычно

5— 6 тыс. метров и поэтому его гидросистема как при насосах шестерен­чатых, так и при насосах переменной производительности не должна усложняться введением поддавливания в линии всасывания. Современ­ные конструкции насосов переменной производительности обеспечивают нормальную работу насоса в диапазоне высот полета вертолета без ука­занного поддавливания за счет некоторого допустимого падения его производительности на максимальной высоте.