Вертолет, 2000 № 01

Хотя в конструкцию лопасти заложены свойства, обеспечивающие ее динамическую прочность и сводящие к минимуму опасные последствия усталости, из-за знакопеременных нагрузок в лонжероне усталость материала все же накапливается, что приводит к разрушению. К этому добавляются возможные отклонения при изготовлении трубы-лонжерона, погрешности в ходе сборочных работ, также снижающие прочность лопасти.

По результатам летных испытаний опытного образца машины и ресурсных испытаний был определен срок безопасной эксплуатации вертолета. Первоначально это было 150 летных часов, затем 300, после чего лопасти должны были заменяться.

Тем не менее, в эксплуатации вновь возникли отказы, проявлялись дефекты у лопастей, не выработавших своего ресурса. В 1961 году под Ленинградом из-за разрушения лопастей, имевших небольшую наработку в эксплуатации, упал вертолет Ми-4. Вскоре после этого произошла еще одна катастрофа «четверки», в которой погибли генерал Колпакчи и сопровождавшие его офицеры.

На завод приехали М.Л. Миль и Председатель Госкомитета по авиационной технике П.В. Дементьев. Правительственная комиссия начала работать на месте катастрофы, а затем на Казанском вертолетном заводе. Была приостановлена эксплуатация всего парка вертолетов Ми-4, остановлено производство лопастей.

Можете представить, какое настроение было тогда у руководителей КВЗ. Помню диалог директора завода Максимова с начальником лопастного цеха Рыковым:

«Что, Василий Степанович, стоишь?»

«Да, Владимир Петрович, но лучше стоять, чем сидеть».

Результаты изучения первой катастрофы вертолета под Ленинградом показали, что она была вызвана микротрещинами лонжерона лопасти в зонах пайки хомутиков нервюр.

Выяснилось, что процесс пайки оловом каленой хромансилевой трубы изменяет структуру материала в худшую сторону. Соединение нервюр с лонжероном методом пайки было признано неудачным. Это был конструктивный дефект.

Во второй катастрофе вертолета Ми-4 под Одессой обнаружились другие дефекты – трещины материала трубы, возникшие в ходе ее производства на трубопрокатном заводе. Причиной, видимо, стало нарушение температурного режима.

Строгие требования были предъявлены теперь трубопрокатному производству. Туда с целью повышения контроля качества и проведения совместных работ выезжали представители вертолетного ОКБ, филиала и вертолетного завода.

Михаил Леонтьевич Миль и руководители завода добились чрезвычайного решения – приостановки полетов всех вертолетов, проведения специального осмотра всех без исключения лопастей и проверки их лонжеронов на отсутствие трещин.

В этот кризисный момент на помощь КВЗ пришли конструкторы ОКБ из Москвы, сотрудники Казанского филиала конструкторского бюро. По всей стране и за рубежом работали специально созданные выездные пункты рентгеновского контроля лопастей.

В сомнительных случаях на перепроверку выезжали ведущие специалисты, производили отбраковку и продление ресурса качественных лопастей. Были проверены тысячи лопастей, и только на одной из них обнаружены опасные трещины. Лопасть была заменена новой.

Проведенные во Всесоюзном институте авиационных материалов (ВИАМ) и в лаборатории ОКБ исследования клеев, способных заменить пайку в лопастях, позволили М.Л. Милю принять решение об использовании клея ПУ-2 для соединения нервюр и кронштейнов противовеса с лонжероном лопасти. Этот клей был признан подходящим по прочности и долговечности.

Но в этом случае прежняя конструкция деталей хомутов и розеток нуждалась в переделке, в увеличении контактной площади соединения с лонжероном. Менялось много чертежей деталей и сборки лопасти. Эту работу быстро и ответственно выполнила бригада казанских конструкторов лопастей.

После утверждения измененного комплекта чертежей завод продолжал производство лопастей, но уже по новой технологии сборки. Одновременно были развернуты работы по существенному увеличению их ресурса, в которых, кроме инженерных служб завода, участвовала бригада Казанского филиала научно-исследовательского института авиационной технологии, прочнисты ЦАГИ, конструкторы-лопастники ОКБ и филиала, специалисты Казанского авиационного института.

Чтобы повысить выносливость лонжерона, было введено поверхностное упрочнение трубы. После шлифовки наружной поверхности трубы производился наклеп, т.е. силовая ударная обкатка трубы движущимися в круговой обойме стальными шариками, так называемый ротационный наклеп. Была введена также полировка внутренней поверхности трубы лонжерона до закалки, очистка от масляной пленки после термообработки.

Осмотр внутренней поверхности трубы производился с особой тщательностью с помощью специального перископа, наши конструкторы и технологи исследовали процесс правки лонжерона после термообработки. Были разработаны способы правки, ограничения, запреты недопустимых деформаций по перегибам и закрутке трубы.