Подготовка двигателя к запуску, запуск. и опробование двигателя
Перед запуском двигателя нужно от вертолета убрать аэродромное оборудование, эксплуатационный инвентарь, чехлы и т. д., чтобы исключить возможность поломки об эти предметы несущего и рулевого винтов. Место стоянки вертолета необходимо очистить от пыли (летом) и снега (зимой). Пыльную стоянку перед запуском двигателя следует полить водой. Кроме того, следует проверить правильность и надежность швартовки вертолета и наличие у него противопожарных средств, убедиться в легкости вращения трансмиссии.
После посадки в кабину необходимо проверить, выключена ли муфта включения трансмиссии. На вертолете Ми-1 эта проверка производится вращением коленчатого вала. При выключенной муфте во время вращения коленчатого вала несущий и рулевой винты вращаться не должны. На вертолете Ми-4 для проверки выключения муфты ее переключатель устанавливается в положение «1», после чего кнопка включения тока нажимается на 1,5—2 сек. При этом амперметр, включенный в положение «Аккумулятор», должен показывать разрядку. Во время проверки АЗС управления мфтой должен быть включен.
Запуск двигателя на вертолетах с включенной трансмиссией категорически запрещается, так как это неизбежно приводит к поломке лопастей несущего винта вертолета.
После проведения указанных работ приступают к проворачиванию коленчатого вала двигателя. Эта операция проводится для предупреждения возможности появления гидроудара в цилиндрах поршневого двигателя. На большинстве вертолетов проворачивание вала двигателя производится стартером при выключенном зажигании. При этом рекомендуется прокручивать вал стартером только на прямую, без предварительной раскрутки маховика стартера, иначе поворот вала двигателя будет настолько сильным, что возможность гидроудара, даже при выключенном зажигании, не исключается. Вал двигателя должен быть провернут не менее чем на три — четыре оборота. Если при включении стартера вал двигателя не проворачивается или, начав проворачиваться, остановится, прокрутку немедленно прекратить. Такое явление говорит о скоплении масла в нижних цилиндрах двигателя. В этом случае масло из нижних цилиндров нужно удалить, для чего из нцх выворачи*
Запуск двигателя осуществляется после предварительной раскрутки маховика электростартера в течение 15— 18 сек.
Перед раскруткой маховика стартера включается система питания двигателя, а управление системой «шаг — газ» устанавливается в положение для запуска (на малом газе и минимальном шаге). За 3—5 сек до конца раскрутки включается подкачивающий топливный насос и проверяется давление топлива. Если оно нормально, управление стартером переводится в положение запуска и удерживается в нем несколько секунд (не более 7). Через 1—2 сек после включения стартера на запуск включается зажигание двигателя, и первые его вспышки поддерживаются заливкой, включаемой импульсами по 2—3 сек, до тех пор, пока двигатель не заработает устойчиво.
После запуска двигателя обязательно проверяется, есть ли давление масла в системе его смазки (оно должно быть не менее 3 кг/см2), и, если давление есть, устанав ливаются обороты двигателя 900—1000 в минуту (режим прогрева) корректором газа. Установку режима прогрева взятием рычага «шаг — газ» производить не следует, так как двигатель после запуска работает без нагрузки (трансмиссия еще не включена) и может легко выйти на недопустимо высокие обороты даже при незначительном прибавлении газа.
Запуск поршневых двигателей, осуществляемый сжатым воздухом (например, двигателя АИ-26В на вертолете Ми-1), имеет некоторые особенности по сравнению с запуском их от электростартера.
Во-первых, проворачивание вала двигателя перед запуском во избежание гидроудара в цилиндрах производится механическим способом — рукой при помощи специального ключа.
Во вторых, заливка двигателя осуществляется карбюрированной топливной смесью (насосом ПН-1). Число шприцев насоса ПН-1, потребных для заливки и нормального запуска двигателя, зависит от температуры наружного воздуха. При более холодной погоде число шприцев для заливки должно быть увеличено, однако не должно превышать шести — восьми (зимой), чтобы не уменьшить требуемого слоя смазки на зеркале цилиндров двигателя.
В остальном запуск двигателя сжатым воздухом не имеет принципиальных отличий от запуска двигателя элек- троинерционным стартером.
Турбовинтовой двигатель запускается автоматически специальным программным агрегатом.
Примерный график прогрева и опробования двигателя приведен на рис. 89.
Прогрев поршневого двигателя производится на оборотах 1000—1100 в минуту (АШ-82В) до достижения температуры масла на входе в двигатель 40° С, а температуры головок цилиндров 90—100°.
Следует учитывать, что при прогреве на малых режимах двигатель вертолета работает без нагрузки (трансмиссия выключена), а так как охлаждение цилиндров и маслора — диаторов при этом осуществляется принудительно и достаточно эффективно, то время прогрева по сравнению со временем прогрева поршневого двигателя на самолете значительно увеличивается. Для уменьшения времени прогрева в эксплуатации обычно применяются специальные чехлы к заглушки, которыми прикрывают окна воздухозаборников вентилятора, чем снижают доступ холодного воздуха к прогреваемому двигателю. Применение этих приспособлений снижает не только время прогрева, но и неравномерность прогрева отдельных цилиндров двигателя.
При достижении температуры масла на входе в двигатель 40° С производится включение трансмиссии, дальней’ ший прогрев и опробование двигателя.
Включение трансмиссии должно проводиться при минимальном шаге несущего винта, при этом регулировка двигателя должна обеспечивать устойчивую его работу на ма-
Рис. 89. Примерный график прогрева и опробования двигателя (время прогрева зависит от температуры наружного воздуха): |
I — раскрутка стартера; 2 — прогрев двигателя; 3 — включение муфты сцепления; 4 прогрев двигателя и редуктора; 5 — выпаривание бензина из масла; 6 — проверка работы магнето и свечей; 7 — проверка работы генератора; 8 — проверка работы двигателя на номинальном режиме; 9 — проверка работы двигателя на взлетном режиме; 10 — проверка работы двигателя ка малом газе; 11 — проверка работы двигателя на второй скорости нагнетателя: 12 — проверка давления масла; 13 — охлаждение двигателя; 14 — прожи свечей; 15 — выключение муфты сцепления
лом газе. Если при включении муфты обороты двигателя будут резко падать и он будет останавливаться, рекомендуется проверить и отрегулировать качество смеси малого газа.
Включение трансмиссии является наиболее ответственным элементом проверки работы двигателя, особенно на Двигателях с механическим включением муфты. Муфта включения трансмиссии работает в очень тяжелых условиях. При раскрутке несущего винта она преодолевает
большой момент его инерции (так как лопасти имеют большие вес и диаметры), а также сопротивление вращению в редукторах и валах трансмиссии.
За исключением момента инерции несущего винта, который учитывается при конструировании муфты, сопротивления в агрегатах трансмиссии в эксплуатации являются переменными величинами и зависят от зазоров в подшипниках вращения, соосности валов и их опор, а также от вязкости масла. Оценивается сопротивление вращения агрегатов трансмиссии временем включения муфты. При большом трении в агрегатах трансмиссии время включения муфты будет большим, и, наоборот, при малом трении время включения будет малым. Как слишком малое, так и слишком большое время включения муфты являются нежелательными: в первом случае лопасти несущего винта испытывают при раскрутке большие нагрузки, а во втором случае детали муфты, и в частности фрикционные ее диски, могут преждевременно выйти из строя. Время включения муфт на вертолетах является определенной величиной.
Безотказная работа муфты, кроме того, зависит от температуры ее деталей и вязкости масла перед включением муфты. Недостаточно прогретое масло поступает под поршень муфты медленно, при этом раскрутка трансмиссии будет продолжительной, слишком жидкое масло (сильно нагретое или сильно разжиженное) также увеличивает время раскрутки трансмиссии из-за большой утечки масла через зазоры и уплотнения поршня, что уменьшает давление на поршень.
Нормальное включение муфты возможно только при определенной температуре масла, которая установлена инструкцией для конкретного типа вертолета.
Как уже указывалось, время раскрутки трансмиссии может быть увеличено еще по причине спекания дисков фрикционной муфты и большого отложения на них кокса. Это происходит в основном в тех случаях, когда включение муфты производят на повышенных оборотах (сверх допустимых инструкцией).
Для обеспечения безотказной работы муфты целесообразно:
— перед запуском двигателя проверить усилие страги — вания трансмиссии динамометром, который приложить к лопасти несущего винта, так же как при замере усилия затяжки гасителей колебаний. Это усилие на вертолете Ми-4 должно быть около 5 кг;
раскрутку трансмиссии производить на оборотах, рекомендуемых инструкцией;
Примечание. Перед раскруткой трансмиссии на некоторых вертолетах производится опрессовка главного редуктора, т. е. в масло — магистрали редуктора создается давление масла определенной величины.
— при раскрутке трансмиссии не допускать увеличения оборотов (дачи газа);
— по достижении несущим винтом определенных оборотов, указанных в инструкции, снизить обороты двигателя до совпадения стрелок комбинированного счетчика оборотов;
— выдерживать температурный режим муфты и масла при раскрутке трансмиссии;
— на двигателях с механическим включением муфты следить за точностью регулировки управления муфтой, а включение муфты производить плавно.
Время полного включения муфты должно соответствовать требованию инструкции конкретного типа вертолета. Например, для вертолета Ми-1 оно должно быть 10—20 сек, для вертолета Ми-4— 17—GO сек.
При определении минимального времени включения трансмиссии исходят из условия сохранения прочности лопастей несущего и рулевого винтов. При резком включении трансмиссии может произойти поломка лопастей несущего винта. В этом случае наиболее подвержены разрушению передние и задние стрингеры лопастей. Поэтому после резкого включения трансмиссии следует выключить двигатель и проверить состояние лопастей.
Особое внимание нужно обращать на плавность включения трансмиссии на вертолетах, где муфты имеют механическое управление. Плавность включения муфт на этих вертолетах зависит от индивидуальной подготовленности летчика или техника, производящего включение муфты.
При определении наибольшего времени включения трансмиссии исходят из условий работоспособности муфты, так как с увеличением времени раскрутки растет нагружение дисков муфты.
При раскрутке трансмиссии следят за плавностью увеличения оборотов несущего винта, контролируют температурный режим двигателя и следят за давлением масла. При совпадении оборотов коленчатого вала двигателя и несущего винта производят включение кулачковой муфты.
После включения кулачковой муфты приступают ко вто двигателя следует производить иа рекомендуемых инструкцией оборотах до тех пор, пока температура масла и головок цилиндров не достигнет установленных величин.
Прогрев двигателя имеет целью:
— обеспечить нормальные условия для подготовки топливо-воздушной смеси; с увеличением оборотов на не- прогретом двигателе смесь обедняется и двигатель работает с перебоями;
— обеспечить нормальные условия для смазки трущихся поверхностей двигателя и агрегатов трансмиссии; преждевременный перевод двигателя на большие обороты может привести к повышенному трению в подшипниках и к их износу;
— довести температуру свечей до определенной величины; непрогретые свечи неспособны самоочищаться и при увеличении оборотов могут замасливаться.
Кроме того, прогрев двигателя необходим для того, чтобы равномерно нагреть все детали двигателя и трансмиссии и тем самым не допустить их температурных перенапряжений. Прогрев поршневого двигателя с включенной трансмиссией производится до температуры головок цилиндров не менее 120° С и температуры масла на входе в двигатель40° С.
При прогреве число оборотов коленчатого вала двигателя повышается постепенно. Производящий опробование двигателя должен иметь в виду, что с увеличением его оборотов (при включенной трансмиссии) вертолет стремится развернуться под действием реактивного момента в сторону, противоположную вращению несущего винта. Это стремление вертолета к развороту необходимо немедленно парировать плавным отклонением педалей ножного управления.
На вертолетах, где установлены ограничители свеса лопастей, до определенных оборотов (пока не достигнут определенной величины центробежные силы лопастей) нельзя отклонять ручку управления от нейтрального положения, так как это может привести к удару лопастей о нижние ограничители втулки.
Увеличение и уменьшение оборотов в диапазоне включения и отключения ограничителей свеса лопастей нужно производить без задержек.
Перед опробованием двигателя следует открыть створки охлаждения двигателя и маслорадиаторов. При наличии в системе управления гидроусилителей нужно установить
282
определенные обороты двигателя (в зависимости от конкретного типа вертолета) и проверить работу органов управления при включенной гидросистеме. Для этого, перемещая поочередно органы управления (продольное, поперечное, общего шага и ножное), проверяют изменение величины давления в гидравлической системе. Давление по манометру должно изменяться в определенных пределах (для вертолета Ми-4 от 45 до 60 кг/см2). Вибрации стрелки манометра или падение давления ниже установленной величины, которые могут быть при указанной проверке, являются следствием ненормальной зарядки гидроакю> муляторов. В этом случае целесообразно отключить трансмиссию, выключить двигатель и замерить давление в гидроаккумуляторах.
Перемещения органов управления на полном диапазоне их отклонения должны быть без рывков, вибраций и больших усилий.
При наличии в системе управления дублирующей гидросистемы она подвергается такой же проверке, как и основная гидросистема. При опробовании двигателя рычаг «шаг — газ» нужно перемещать плавно, резкое перемещение этого рычага может привести к поломке несущего винта вертолета.
После проверки работы гидросистемы проверяют работу свечей и магнето. Для этого двигатель последовательно переключают на работу от одного магнето (правого или левого на определенных оборотах). Величина падения оборотов коленчатого вала двигателя при работе на каждом в отдельности магнето будет различной. Она указана в инструкции по эксплуатации двигателя.
При переключениях на одно магнето проверяется не только исправность работы каждого магнето и обслуживаемых им свечей, но и исправность цепи выключения магнето. При переключениях с одного магнето на другое необходимо прожечь свечи, проработав на обоих магнето определенное время, установленное инструкцией по эксплуатации двигателя. Например, работа двигателя АИ-26В на одном магнето проверяется на оборотах 1860 в минуту. Другое магнето в это время выключается на 10—20 сек. Падение оборотов при этом допускается не более 60 об/мин. При переключении на другое магнето прожигают свечи работой на обоих магнето около 15 сек.
Затем проверяют работу генератора. Убеждаются, что обороты его включения и напряжение в сети при вы-
ключенном бортовом аккумуляторе и включенных потребителях электроэнергии соответствуют данным, указанным в инструкции.
После проверки работы генератора производят опробование двигателя на режимах, пробу приемистости и другие проверки, указанные в инструкции. На номинальном режиме проверяют наддув, температуру головок цилиндров, давление топлива и масла. Все эти параметры должны быть в нормах технических условий.
Работа двигателя на взлетном режиме, а также работа его на второй скорости нагнетателя проверяется в том случае, если предполагается использование этих режимов в полете.
Каждой из указанных выше проверок соответствуют определенные режимы работы двигателя и показания приборов. Так, например, при работе двигателя АШ-82В на номинальном и взлетном режимах показания приборов должны быть такими, как указано в нижеследующей таблице.
Режим |
1 Число оборотов, мин |
Наддув, лиг pm. cm. |
Давление масла, кг с и1 |
Давление топлива, кг! смг |
Номинальный |
2400 |
970 ± 10 |
5—6,5 |
1,5-2 |
Взлетный |
2Є00 |
1125± 10 |
5—6,5 |
1,5—2 |
На оборотах 800 об/мин двигатель должен работать устойчиво, без тряски и признаков обогащения или обеднения смеси. При этом давление масла должно быть не менее 2,5 кг/см2, а давление топлива не менее 1 кг/см2.
Надо иметь в виду, что длительная работа на минимальных оборотах приводит к неустойчивой работе двигателя из-за замасливания свечей.
Проверка приемистости двигателя на вертолетах отличается от проверки ее на двигателе, установленном на самолете, продолжительностью перевода двигателя с минимальных на максимальные обороты. На самолетных двигателях эта продолжительность соответствует 2—3 сек, а на вертолетных — около 8 сек. Разница в продолжительности объясняется большими диаметрами (большими моментами инерции) несущих винтов на вертолетах.
В процессе второго этапа прогрева и опробования дви-
гателя вертолета техник (летчик) контролирует не только работу двигателя, но и работу всех агрегатов трансмиссии (на слух и по температурному режиму), а также несущую систему вертолета.
Работа несущей системы вертолета при опробовании его «на привязи» считается нормальной в том случае, если отсутствует тряска педалей и ручки «шаг — газ», тряска и вождение ручки управления вертолетом, а также тряска всего вертолета. При выявлении тряски вертолета или указанных его элементов, а также вождения ручки управления следует выяснить причины их появления и устранить эти причины. Источниками тряски на вертолетах являются двигатель, несущий и хвостовой винты.
Источник тряски определяется сравнением частоты тряски с оборотами вращения коленчатого вала двигателя и винтов. Если частота тряски вертолета кратна числу оборотов коленчатого вала двигателя, то дефект надо искать в двигателе и, наоборот, если частота кратна оборотам несущего или рулевого винта, то дефект надо искать в одном из винтов.
Тряска ручки «шаг — газ», тряска и вождение ручки управления могут быть вызваны несущим винтом или наличием люфтов в системе ручного управления вертолетом.
Тряска (рывки) педалей ножного управления, как правило, бывает связана с нарушением нормальной работы рулевого винта.
На вертолетах с необратимым бустерным управлением от несущего и рулевого винтов вибрационные нагрузки на ручки и педали управления не передаются, так как они замыкаются в бустерах или на конструкции вертолета. Определить источник тряски в этом случае более сложно.
При опробовании двигателя АШ-82В необходимо также проверить работу двухскоростной передачи при включенной второй скорости, если в предстоящем полете предполагается ее включение. Эта проверка производится после опробования двигателя на малом газе. Двигателю АШ-82В, работающему с включенной трансмиссией, на первой скорости нагнетателя устанавливаются обороты 2100—2200 в минуту, и переключатель скоростей нагнетателя переводится в положение второй скорости. О правильности включения второй скорости свидетельствует увеличение наддува двигателя на 20—30 мм рт. ст.
Убедившись в исправности системы переключения и в удовлетворительной работе двигателя на второй скорости,
вновь включают первую скорость. На этой скорости производится и остановка двигателя.
На двигателях АШ-82В включение второй скорости производится фрикционной муфтой, принципиально не отличающейся от муфты включения трансмиссии. Эта муфта засоряется коксом и требует систематического его удаления, которое производится каждый раз после двухчасовой работы двигателя на второй скорости.
Удаление кокса производится на земле при работе двигателя на оборотах 1000 в минуту с включенной второй скоростью. В этом случае через открытые каналы второй скорости кокс будет удаляться потоком чистого масла.