Следует отметить, что отказы РВ на трелевочных работах достаточно часто происходили из-за усталостных разрушений, связанных с малоцикловым характером нагружения трансмиссии РВ (вала привода РВ, промежуточного/хвостового редукторов или элементов их крепления) и самих РВ. Из рис. 1 следует, что малоцикловое изменение потребной мощности на трелевке сопровождается соответствующим изменением крутящего момента, передаваемого на РВ, а также малоцикловым изменением тяги РВ. Такие нерасчетные (и не нормируемые Стандартами летной годности) переменные нагрузки приводят к существенному снижению долговечности и отказу РВ или его системы привода.
Отказы главного редуктора. Пять авиапроисшествий, зарегистрированных в указанный период, связаны с отказами главного редуктора — это 11 % от всех АП, причина которых — отказы конструкции. Из них три были вызваны отказом муфты свободного хода (и полной потерей мощности) на однодвигательных вертолетах, что еще раз подтверждает тезис об опасности использования таких вертолетов на трелевке.
Как следует из рис. 1, малоцикловое изменение потребной мощности является не единственной особенностью нагружения главного редуктора. Более серьезной проблемой является длительное использование режимов, превышающих максимальный продолжительный (номинальный) режим, включая взлетный режим. Как показывает практика, даже на обычных строительно-монтажных работах, не говоря уже о других видах авиационных работ, нет потребности в столь длительном использовании большой мощности. Такой тип (спектр) нагружения редукторов приводит к длительному действию высоких контактных нагрузок на подшипники, зубья шестерен и другие детали, высоких изгибных нагрузок на зубьях шестерен и к досрочным съемам редукторов из-за появления стружки в масле вследствие неисправностей соответствующих деталей редуктора. Следует отметить, что, несмотря на тяжелые условия работы редукторов, применение средств раннего обнаружения стружки в масле редуктора, использование зубчатых зацеплений с большим коэффициентом перекрытия и другие конструктивные мероприятия позволяют избегать большого числа серьезных неисправностей и отказа редукторов при эксплуатации вертолета на трелевочных работах.
Рис. 1. Пример изменения мощности на цикле трелевки
Отказы несущего винта. За указанный период на трелевке в США 4 аварии, то есть 9 %, произошли из-за отказа несущего винта. Как следует из анализа обстоятельств АП, приведенных в статье Патрика Вейлетта, все четыре аварии произошли по разным причинам. Это усталостное разрушение вала НВ (вертолет UH-1B), коррозия вала НВ (вертолет Bell-205A1), усталостное разрушение вала НВ из-за неправильной сертификации (вертолет Катап HH-43F, дополнительный фактор — превышение максимально допустимого веса груза и установка двигателя с повышенной мощностью), а также удар лопастями НВ по хвостовой балке (вертолет Hughes-369). Кроме того, известна авария вертолета Bell-214B1 на трелевке в конце 70-х годов из-за разрушения элементов втулки НВ.
Все указанные случаи свидетельствуют о существенном изменении характера нагружения элементов НВ при эксплуатации на трелевке. Это обусловлено частым превышением максимально допустимого веса вертолета, малоцикловым изменением тяги винта (большой вес — малый вес) и мощности (взлетный режим — малый газ).
Исследования условий и характера эксплуатации вертолета на режимах трелевки, проведенные фирмой «Камов», показали, что переход из режима глубокого планирования к торможению и укладке бревен выполняется вблизи и даже внутри зоны «вихревого кольца». В таких случаях возможно существенное увеличение нагрузок в лопасти НВ и уменьшение ее долговечности. Возможно, это объясняет случай отрыва лопасти НВ при эксплуатации вертолета S61 на повторных подъемах тяжелых грузов.
Отказы внешней подвески. Из числа зарегистрированных в США за указанный период 4 АП (9 % всех авиапроисшествий, связанных с отказами конструкции) произошли из-за отказа элементов внешней подвески. На практике допуск элементов внешней подвески к установке на вертолете возможен только при соблюдении достаточно жестких требований по статической прочности (в соответствии с Нормами летной годности такие элементы должны выдерживать перегрузку 3,5 без разрушения). Однако отсутствие информации о точном весе связки бревен, избыточная нагрузка на элементы подвески во время рывков и малоцикловый характер нагружения (до 30 раз за час) приводят к тому, что обрывы тросов и разрушения силовых элементов внешней подвески на трелевке случаются довольно часто.
Разрушения планера. Причиной трех аварий, что составило 7 % от всех АП, связанных с отказами конструкции, явились разрушения элементов планера. Важно отметить, что все они произошли из-за усталости вертикальных стабилизаторов (килей) на вертолетах UH-1 компании Bell. Очевидно, что, как и в случаях отказов РВ, этот элемент планера подвержен малоцикловой усталости из-за изменений потребной тяги РВ на различных режимах трелевки.
В представленном обзоре отсутствуют сведения об АП, связанных с разрушением других элементов планера. Однако практика эксплуатации на трелевке вертолетов западного производства показывает, что при выполнении этих работ часто возникают местные разрушения деталей планера. Такие поломки быстро выявляются и устраняются техническим персоналом, однако сам факт их появления свидетельствует о тяжелых условиях работы элементов планера.
Типы вертолетов. Из табл. 1, а также данных, предоставленных Патриком Вейлеттом, видно, что на западе на трелевке используются вертолеты практически всех классов, от машин с взлетным весом 930 кг до аппаратов со взлетным весом до 19050 кг. Известно также об использовании на трелевке вертолета BV234 (взлетный вес — 22000 кг) и российского Ми-26 (взлетный вес до 54000 кг). Интересно отметить, что для вертолетов малого взлетного веса относительное количество АП из-за отказов и неисправностей меньше, чем для вертолетов с большим взлетным весом (см. табл. 1).