Введение к работе
Актуальность темы. Основной задачей гражданской авиации (ГА), как части транспортной системы страны, является безопасное и регулярное выполнение потребного объема авиаперевозок. Выполнение данной задачи подразумевает обеспечение максимальной экономической эффективности летной эксплуатации (ЛЭ) каждого типа воздушного судна (ВС) при соблюдении высокого уровня безопасности полета (БП).
Самолет Ил-62М к 1975 году стал основным перевозчиком "Аэрофлота". Предыдущие 7 лет регулярной эксплуатации самолета Ил-62 на международных воздушных линиях (МВЛ) позволили выявить ряд недостатков этого самолета, которые сдерживали рост его экономической рентабельности. В результате тесного сотрудничества летного состава (ЛС) "Аэрофлота" с Государственным научно-исследовательским институтом гражданской авиации (ГосНИИ ГА) и Авиационным комплексом (АК) им. СВ. Ильюшина самолет Ил-62 был доработан и ему на смену пришел Ил-62М. Но и после этого усилия по повышению эффективности ЛЭ и уровня БП данного ВС продолжались. Сегодняшние жесткие условия конкуренции требуют от "Аэрофлота" концентрации таких усилий и обобщения опыта эксплуатации.
За последние 3-5 лет "Аэрофлот" "закрыл" ряд грузовых программ в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке. Это стало необходимым из-за сокращения числа ВС Ил-76. Другие типы ВС не заполняют нишу дальних грузовых перевозок партиями по 25 - 30 тонн. Восстановить "Аэрофлоту" прежние объемы грузовых перевозок помог бы новый вариант ВС Ил-62Т, который прорабатывался АК им. СВ. Ильюшина в середине 70-х годов. Актуальность и перспективность такого решения подкрепляются тем фактом, что производство и ввод в эксплуатащпо ВС Ил-62Т возможно в
России без участия стран СНГ и требуют несравненно меньших затрат, чем внедрение нового типа самолета.
Таким образом, становится актуальной задача исследования ожидаемых условий эксплуатации (ОУЭ) ВС Ил-62М и грузового варианта Ил-62Т с целью выявления возможностей повышения экономической эффективности ЛЭ и БП, а также восстановления "Аэрофлотом" прежних объемов грузовых перевозок, в том числе и на МВЛ.
Диссертационная работа выполнена на материалах теоретических исследований, выполненных автором в Московском государственном техническом университете гражданской авиации (МГТУ ГА) в период с 1996 г. по 1999 г.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования в данной диссертации является ЛЭ дальнего магистрального ВС на авиалиниях различных климатических регионов мира. Предметом исследования принят самолет Ил-62М, а также его возможная модификация в грузовой вариант Ил-62Т.
Цель исследования и задачи. Цель работы - расширение ОУЭ ВС Ил-62М в новых условиях эксплуатации на международных авиалиниях. Для этого в диссертации поставлены и решены следующие задачи по совершенствованию ЛЭ, которые позволят значительно повысить коммерческую эффективность, а также расширить сферу применения исследуемого ВС:
выполнение полетов с малой взлетной массой;
выполнение аэродромных тренировочных и учебных полетов;
выполнение взлетов и посадок с уменьшением шума на местности;
выполнение полетов с большой взлетной и посадочной массами;
изменение порядка эксплуатации топливной системы для предотвращения образования льда на панелях топливных баков;
оптимальная стратегия заправки топливом ВС Ил-62М;
определение основных эксплуатационных характеристик грузового ВС Ил-62Т.
Методы исследования. В работе использован комплексный подход к исследованиям всех основных аспектов эксплуатации ВС: летно-технических характеристик, техшгческого состояния, внешних условий, эргономических условий работы экипажа, особенностей исследуемых этапов полета. Кроме того, в этот комплексный подход включены вопросы необходимого изменения руководства по летной эксплуатации.
Основными методами исследования БП и экономической эффективности ВС являются летные испытания (ЛИ) и расчетные методы (НГЛС-3 п. 3.1.2). Для исследования эффективности самолета Ил-62М, находящегося в эксплуатации более 25 лет, данные ЛИ существенно дополняются результатами рейсовых полетов, а расчеты -эксплуатационными испытаниями и экономическими показателями.
В данной диссертации основными расчетными методами приняты методы математического моделирования динамики полета ВС. Это связано с тем, что требуемая точность результатов не позволяет использовать упрошенные модели аэродинамики и динамики полета, пригодные для аналитических оценок.
Достоверность результатов исследований обеспечивается разработками кафедры "Аэродинамики, конструкции и прочности летательных аппаратов" МГТУ ГА:
применением Системы математического моделирования
динамики полета летательных аппаратов (СММ ДП ЛА), обладающей
достаточно высокой степенью адекватности, что подтверждено
исследованиями на примере ВС Ил-96-300, Ил-96Т, Ил-76ТД;
применением Системы интерактивного анимационного моделирования (СИАМ). позволяющей оценивать пилотажные возможности ВС Ил-62М во всем диапазоне ОУЭ;
применением в СИАМ для Ил-62М строгого математического метода идентификации матсмагической модели по данным регулярных полетов;
непосредственным сопоставлением результатов расчетов с данными ЛЭ на исследуемых этапах полетов.
Новизна результатов работы состоит в:
уточнении предельных безопасных границ факторов взлета и посадки ВС, расширяющих диапазон ОУЭ рассматриваемого конкретного типа ВС в сложных внешних условиях с учетом отказов систем;
разработке предложений и рекомендаций по ЛЭ в виде согласованных с АК им. С.В Ильюшина дополнений к РЛЭ конкретного типа ВС;
применении новых методов математического моделирования на основе СММ ЛП ЛА и СИАМ для обоснования предложений и рекомендаций по ЛЭ.
Теоретическая значимость результатов заключается в следующем:
показаны возможности исследований ЛЭ ВС с помощью новых
методов математического моделирования;
показаны пути комплексного решения задачи повышения
эффективности ЛЭ и БП от анализа данных регулярных полетов до
внедренных дополнений к РЛЭ.
Практическая ценность результатов состоит в повышении экономической эффективности и БП самолета Ил-62М за счет внедрения:
методики выполнения полетов с малой взлетной массой при
отклонении закрылков на 15;
методики выполнения аэродромных тренировочных и учебных полетов по принципу "конвейер";
методики выполнения взлетов и посадок с уменьшением шума на местности,
выполнения полетов с увеличенными взлетной и посадочной массами;
практики выпуска шасси за 5 - 3 км до точки входа в глиссаду;
изменения порядка эксплуатации топливной системы для предотвращения образования льда на панелях топливных баков;
оптимальной стратегии заправки топливом;
а также в обосновании эффективности внедрения грузового ВС Ил-62Т.
Реализация результатов диссертационной работы подтверждается актами о внедрении в ОАО "Аэрофлот", МГТУ ГА.
Пути дальнейшей реализации предусматривают внедрение разработанных методик эксплуатации ВС Ил-62М в других авиационных компаниях, а так же производство нового грузового ВС Ил-62Т на авиазаводе в г. Казани.
Апробация работы. Полученные результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на Международной научно-технической конференции "Современные научно-технические проблемы гражданской авиации" (Москва, МГТУ ГА, апрель 1999г.), а также на ежегодных отраслевых и межвузовских научных конференциях (Москва, МГТУ ГА, 1996 - 1999 г.г.) и семинарах.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ в период 1996-2000 гг.
На защиту выносятся комплексные результаты (анализ проблемы, расчет техіпіческих и экономических показателей, разработка Дополнений в РЛЭ) решения следующих конкретных задач ЛЭ ВС Ил-62М:
выполнение взлета ВС Ил-62М с 6., = 15 со всеми работающими двигателями;
выполнение аэродромных тренировочных и учебных полетов ВС Ил-62М по принципу "конвейер";
выполнение взлетов и посадок ВС Ил-62М с соблюдением условий уменьшения шума на местности;
выполнение взлета ВС Ил-62М с G, = 170 т и посадки с G„ = 110т;
выпуск шасси ВС Ил-62М за 5 - 3 км до точки входа в глиссаду;
изменения порядка эксплуатации топливной системы ВС Ил-62М;
оптимальная стратегия заправки топливом ВС Ил-62М;
обоснование основных эксплуатационных характеристик ВС Ил-62Т.
Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников, списка сокращений н трех приложений. Основная часть работы изложена на 118 страницах и содержит 17 рисунков, 13 таблиц и 51 библиографическое название. Общий объем работы 126 страниц.
