Косвенный (статистический) метод оценки скорости роста трещин в стрингерах из материала 01420 вертолета МИ-26(Т)

Авторы

Осипов Д. Н.^*, Попов А. В.^**

ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации», Михалковская ул., д .67, к. 1, Москва, 125438

*e-mail: osipovdn@gosniiga.ru
**e-mail: 010775@mail.ru

Аннотация

Предложен косвенный метод оценки скорости роста трещин в стрингерах из алюминиево-литиевого сплава 01420 вертолета Ми-26(Т). Массовость трещин стрингеров из указанного сплава в различных зонах фюзеляжа, в том числе критических, с одной стороны, не позволяет до настоящего времени обосновать проектный назначенный ресурс 12000 часов, с другой – позволяет применять к описанию процесса возникновения трещин методы теории вероятности и математической статистики. Предложенный статистический метод основан на моделировании динамики возникновения трещин пуассоновским процессом и предполагает измерение длины трещин, обнаруженных при периодических осмотрах фюзеляжей эксплуатирующихся вертолетов. Далее, исходя из обоснованного допущения о наличии периода стабильного роста трещин усталости в элементах конструкции, оценивается скорость роста трещины в стрингере за время ее развития в профиле. В статье сравниваются результаты, полученные косвенным методом с результатами непосредственных (прямых) измерениий скоростей роста трещин в эксплуатации и при стендовых испытаниях. Совпадение результатов по порядку значений позволяет сделать вывод о правомерности приведенных допущений. Применение предложенного метода позволяет численно описывать процесс возникновения и роста трещин усталости в самом проблемном элементе конструкции вертолета Ми-26(Т) с учетом требований безопасности полетов, поддержания летной годности и сохранения индивидуальных особенностей экземпляра. Метод не требует применения специального оборудования и больших трудозатрат.

Ключевые слова:

критическая зона фюзеляжа, трещина в стрингере, трещина усталости, скорость роста трещины, разрушение, пуассоновский процесс, распределение длин трещин, испытательный образец, период стабильного роста трещины

Библиографический список

1.  Михеев В. МВЗ им. М.Л. Миля 50 лет. – М.: Любимая книга, 1998. – 272 с.
2.  Величко И. Изящный грузовоз Ми-26. Ч. 3. Эксплуатация // Наука и техника. 2013. № 5(84). С. 55–62.
3.  Иванов Ю. Высоко лечу, тяжело несу // Вертолет. 2000. № 2. URL: https://military.wikireading.ru/hocHzNn1eq
4.  Артамонов Б.Л., Заграничнов А.С., Лисовинов А.В. Тяжелый вертолет для арктической транспортной системы // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 2. С. 52–66. DOI: 10.34759/vst-2021-2-52-68
5.  Квасов Ф.И., Фридляндер И.Н. Промышленные алюминиевые сплавы: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1984. - 527 с.
6.  Фридляндер И.Н., Чуистов К.В., Березина А.Л., Колобнев Н.Н. Алюминий-литиевые сплавы. Структура и свойства. – Киев: Наукова думка, 1992. – 192 с.
7.  Каблов Е.Н. (общ. ред.) Авиационные материалы: Справочник в 12 т. Т. 4 «Алюминиевые и бериллиевые сплавы». Ч. 1 «Деформируемые алюминиевые сплавы». – 7. изд., перераб. и доп. – М.: ВИАМ, 2002. – Книга 2, 502 с.
8.  Фридляндер И.Н., Сандлер В.С. Сплав 01420 AL-Mg-Li // Металловедение и термическая обработка металлов. 1988. С. 28–36.
9.  Окончательный отчет по результатам авиационного происшествия (катастрофа вертолета Ми-26Т RA-06121). – М.: Межгосударственный авиационный комитет, 2015. – 209 с.
10.  Осипов Д.Н., Шапкин В.С. Расчет параметров нагружения элементов «обшивка–стрингер» конструкции вертолета Ми-26Т при усталостных испытаниях // Научный вестник МГТУ ГА. 2010. № 153. С. 70–76.
11.  Осипов Д.Н., Сердобольская М.Л., Шапкин В.С. Схематизация процесса эксплуатационного нагружения элемента «обшивка–стрингер» вертолета Ми-26Т для усталостных испытаний со случайным нагружением // Научный вестник МГТУ ГА. 2010. № 153. С. 83–91.
12.  Шапкин В.С., Акопян К.Э., Осипов Д.Н., Ряхин Д.А. Оценка напряжений в элементах конструкции фюзеляжа вертолета Ми-26Т // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2014. № 5(316). С. 7–14.
13.  Потапенко Ю.А., Лосев А.И., Осипов Д.Н. Результаты исследования причин возникновения множественных трещин на стрингерах фюзеляжа вертолета Ми-26Т RA-06081 // Научный вестник ГосНИИ ГА. 2021. № 34. С. 16–24.
14.  Селихов А.Ф., Чижов В.М. Вероятностные методы в расчетах прочности самолета. – М.: Машиностроение, 1987. – 236 с.
15.  Ушаков И.А. Курс теории надежности систем: Учеб. пособие. – М.: Дрофа, 2008. - 239 с.
16.  Ицкович А.А., Файнбург И.А. Основы теории надежности. Часть 2. Методы обеспечения надежности при проектировании, производстве и эксплуатации: Учеб. пособие. – М.: МГТУ ГА, 2016. – 76 с.
17.  ГОСТ Р 27.002-2009 Надежность в технике. Термины и определения. – М.: Стандартинформ, 2011. – 32 с.
18.  Осипов Д.Н., Юскин С.А. Методика оценки эквивалентности воспроизведения эксплуатационных нагрузок при стендовых испытаниях тяжелого транспортного вертолета // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 4. С. 116–124. DOI: 10.34759/vst-2022-4-116-124
19.  Арепьев А.Н., Громов М.С., Шапкин В.С. Вопросы эксплуатационной живучести авиаконструкций. – М.: Воздушный транспорт, 2002. – 422 с.
20.  Броек Д. Основы механики разрушения / Пер. с англ. – М.: Высшая школа, 1980. – 368 с.
21.  Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение / Пер. с англ. А.М. Васильева. – М.: Мир, 1984. – 624 с.
22.  Мураками Ю. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: В 2 т. / Пер. с англ. под ред. Р.В. Гольдштейна, Н.А. Махутова. – М.: Мир, 1990. – 1013 с.