Строительно-монтажные авиаработы
Идея вертолета одна из самых древних. Первый набросок аппарата, который когда-то носил название «Геликоптер», а ныне – вертолет, сделал в 1483 г. Леонардо да Винчи.
В отличие от современных вертолетов с лопастным винтом, эта машина должна была подниматься в воздух с помощью хорошо известного в XV в. архимедова винта, диаметром около 5 м. Несмотря на то, что винт должен был раскручиваться вручную, Леонардо да Винчи верил в осуществимость своего проекта: "Я говорю, что когда этот прибор, сделанный винтом, сделан хорошо, т.е. из полотна, поры которого прокрахмалены, и быстро приводится во вращение [...] названный винт ввинчивается в воздух и поднимается вверх».
19 сентября 1907 года впервые состоялся отрыв винтокрылого аппарата от земли. В небо поднялся геликоптер Gyroplane, разработанный и построенный братьями Луи и Жаком Бреге. Аппарат имел массу 578 кг и был оснащен двигателем Antoinette мощностью 45 л.с. Gyroplane имел 4 несущих винта диаметром 8,1 м, каждый винт состоял из восьми лопастей, попарно соединенных в виде четырех вращающихся бипланных крыльев. Суммарная тяга всех винтов составляла 560–600 кг. Вертолет братьев Бреге поднялся в воздух на 60 см и висел над землей в течение минуты. При этом крестообразную ферменную конструкцию аппарата поддерживали со всех сторон четыре человека. Максимальная высота режима висения − 1,525 м была достигнута 29 сентября.
В России больше всего продвинулись к идее создания вертолета И.И. Сикорский и Б.Н. Юрьев. Первый в 1909-1911 гг. во дворе своего дома в Киеве построил для проведения опытов два вертолета,но ни первый, ни второй в воздух не поднялись и Сикорский перешел к конструированию и созданию самолетов.
Геликоптер, сконструированный и построенный Б.Н. Юрьевым, явился первой машиной такого класса, созданной не эмпирическим путем, а на основе теоретического расчета и экспериментов. Авиаконструктору за создание модели в натуральную величину присудили Малую Золотую медаль Московского Технического общества. Проект намного опережал время, к тому же дальнейшим работам над ним помешала война. Тем не менее, теоретические и экспериментальные наработки Юрьева легли в основу последующих конструкций советских вертолетов.
* * *
Первый советский вертолет, построенный по типу геликоптера в ЦАГИ на основе модели Юрьева, впервые поднялся в воздух в августе 1930 г. а уже через несколько месяцев пилот Черемухин свободно маневрировал на нем на высотах до 50 метров. Основные данные вертолета:
диаметр четырехлопастного несущего винта: 11.0 м
частота вращения: 153 об/мин. длина: 12.8 м, высота: 3.38 м,
взлетный вес: 1145 кг, вес пустого: 982 кг
макс. скорость: 30 км/ч, потолок: 605 м.
В 1941 и в 1944 гг. два опытных образца вертолетов ( «Омега-1» и «Омега-2») были созданы в ОКБ Братухина И. П., но успешные работающие модели вертолетов стали появляться в СССР только в конце 40-х годов и связаны они были с именами авиаконструкторов Миля и Камова.
Первые советские вертолеты: ЦАГИ-1 и «Омега- 2» Братухина
Вертолеты в народном хозяйстве СССР
С появлением и распространением вертолётов ситуация с использованием авиатехники стала меняться. Появилась возможность использовать вертолёты не только для транспортировки грузов при отсутствии инфраструктуры аэродрома, но и непосредственно в монтажных операциях.
Первым советским вертолетом, используемым в качестве воздушных кранов, был Ми-4. В этом качестве он использовался в ходе строительства троллейбусной линии Симферополь −Алушта в 1959 г. Работы велись на пересеченной местности с крутизной склонов до 60° и высотой посадочных площадок до 700 м. Вертолет устанавливал 22-метровые опоры массой до 1600 кг.
В 1960 г. при помощи Ми-4 устанавливали линии электропередачи на Кольском полуострове и во Владивостоке. В 1962 г. в Амдерме с помощью Ми-4 выполнялась опытная разгрузка судов. Операции проводились при волнении моря до 5 баллов и скорости ветра до 16 м/с.
В 1963 г. с помощью Ми-4 уложили крышу ангара в аэропорту Шереметьево, состоящую из 70 плит, каждая размером 3x12 м. Эта работа заняла 5 дней при 8 часах налета вертолета против предполагавшихся 67 дней при работе обычными способами.
Вертолет Ми-6 в момент его создания (1959 г.) был самым большим и самым быстрым вертолётом в мире. На внешней подвеске вертолёт мог нести груз весом до 20 тонн со скоростью до 300 км/ч..
Он был оснащен двумя легкосъемными крыльями небольшого размаха, которые разгружали несущий винт в крейсерском полете. Во время подъема тяжелых грузов эти крылья убирались, чтобы обеспечить увеличение полезной нагрузки. В 1964 году МИ-6 был впервые использован для монтажа моста через реку Ловать. Вертолёт монтировал железобетонные стойки весом 5 тонн на опоры моста и устанавливал на них фермы длиной 30 метров, весом до 2,5 тонн.
В дальнейшем диапазон использования вертолета только расширялся. Его использовали геологи для транспортировки частей буровых вышек и помогали в их монтаже на месте. Летчики перевозили в фюзеляже и на внешней подвеске грузовые автомашины, тракторы и другую технику и оборудование в места, куда иных путей доставки не было.
Несколько примеров из целого ряда подобных:
− В районе Нарьян-Мара провел вынужденную посадку в болото вертолет Ми-4. Первым рейсом Ми-6 доставил туда бригаду техников и необходимое оборудование: тросы, брус, деревянные щиты для сооружения настила, инструмент для снятия лопастей. .
Второй рейс состоялся после детальной отработки порядка совместных действий членов наземной бригады и командира вертолета.
Далее рабочая ситуация − подлет, гашение скорости, висение, подцепка троса. Подтверждение с земли о готовности и вертолет, набирая мощность, плавно натягивает трос. Турбины ревут, корпус вертолета вибрирует, ...Ми-4 ,запеленованный в тросы, глубоко засевший в болоте – ни с места....
Опытный командир Плавунов не стал отцеплять тросы. Немного снизился и снова плавно, но более энергично - вверх, чуть в сторону, в другую, опять вверх!
− Пошел! Раздался в наушниках голос оператора.
…Короткое висение для проверки надежности крепления груза и вот Ми-4 отправился в свой необычный рейс, вися на тросах под брюхом старшего брата…
На опыте этой операции учились многие экипажи. А сам Плывунов таким же примерно способом спас вездеход геологов, провалившийся под лед на озере в тундре. В другой раз в одном из таежных поселков возник пожар, дорога туда оказалась непроходимой для пожарной автоцистерны. Ее погрузили в вертолет вместе с полным боевым расчетом и через 30 минут Плывунов доставил их в поселок. Расчет, что называется, с ходу вступил в схватку с огнем и поселок был спасен.
Тяжеловесы Ми-6 стали незаменимыми помощниками строителей нефте и газопроводов. Они заступили на свою воздушную вахту практически с их первыми отрядами, прокладывавшими первые сибирские трубопроводы – от Шаима до Тюмени и от Игрима до Урала. Именно на этих трассах впервые в мире выполнялись авиаработы по транспортировке на внешней подвеске труб длиной более 30 метров и весом до семи тонн.
Нелегким оказалось это дело – транспортировать по воздуху на тросах такой груз. Приходилось вносить коррективы не только в технику пилотирования.
При транспортировке труб они должны закрепляться клещевыми захватами. Однако такие захваты в конкретных условиях тюменских нефтегазовых трасс оказались малопригодными. Они тяжелы и неудобны в работе. Авиаторы и строители решили использовать для этих целей тросы со скользящими роликами в комплекте с карабинами, короткими переходными тросами, длиной 5 и 10 метров и другими приспособлениями. Трубы свариваются в секции поблизости от посадочной площадки и укладываются попарно – так, чтобы между ними мог проходить трактор, подтаскивающий трос.
Строповка, начиная с момента зависания вертолета, длилась не более двух-трех минут. Столько же уходило на расстроповку и укладку секций на бровку траншеи. В течение часа экипаж Ми-6 обеспечивал трубами сто пятьдесят метров газопровода.
Ми-6 на монтаже опор электропередач и перевозке труб
Одной из уникальных была операция по демонтажу верхней части 150 метровой старой телебашни в Ленинграде. Надо сказать, что прежде ни у нас, ни за рубежом монтажные работы с помощью вертолета на высоте 150 метров не производились. Не ясно было, как будут чувствовать себя под вертолетом на такой высоте монтажники. Поэтому авиаторы, помимо собственной тренировки, вместе с монтажниками выверили и уточнили все детали операции. Для облегчения веса вертолета были сняты крылья и дополнительные топливные баки. Вскоре тысячи ленинградцев стали свидетелями этой необычной операции, о которой сообщали многие центральные и местные газеты.
… В самом центре города, со стадиона «Труд», расположенном в километре от телебашни, взлетел вертолет. Руководитель полета Николай Плавунов, находясь вблизи мачты, наводил тяжелую машину в нужную точку над мачтой. Затем по его команде вертолет зависает в метре от антенны. Монтажники захватывают спущенный трос, прикрепляют его к десятиметровой антенне и подают сигнал Плавунову о готовности к подъему. Руководитель полета ретранслирует команду на борт вертолета и воздушный богатырь медленно удаляется от мачты. И вот она, плавно отделившись от мачты, поплыла за вертолетом в сторону стадиона.
В этот же день была снята первая секция мачты, весом в полторы тонны, а на следующий день – вторая, весом почти пять тонн. В короткий срок летчики выполнили работу, на которую монтажники, используя «земные» технологии, затратили бы не один месяц.
Вертолет – тяжеловес приковывает к себе пристальное внимание не только в Советском Союзе.
Необычайно популярным МИ-6 стал в Швейцарии. Там задумали использовать тяжелый вертолет на установке железобетонных опор в предгорьях Альп на высотах до 1000 метров. Пригласили американских пилотов с вертолетом « S-64». Пролетев по трассе электролинии, и осмотрев опоры, американцы отказались:
− Тяжеловаты опоры, позовите русских, − дал совет командир «S-64». − У них есть Ми-6. Никто другой здесь не справится…
Ми-6 не только справился с этой задачей, установив за три дня 30 опор в специальные гнезда , но и доставил в горы на высоту 2670 метров кабину на сто пассажиров для подвесной канатной дороги. А в Берне он водрузил купол весом в восемь тонн на здание научно-исследовательского института.
«Устанавив купол в Берне, вы увенчали короной свою работу в Швейцарии», — сказал на приеме в честь советских летчиков президент вертолетной компании Швейцарии.
И это была только часть работ, которые предстояло выполнить советскому винтокрылому гиганту, отправившемуся в демонстрационный полет по странам Западной Европы.
В течение двухмесячного круиза, организованного «Авиаэкспортом», Ми-6 побывал, помимо Швейцарии, − в Варшаве, Берлине, Копенгагене, Амстердаме, Роттердаме, Париже, Марселе, Ницце, Вене, Будапеште.
«Нам в Голландии этот вертолет может быть чрезвычайно полезен для выполнения множества работ, начиная от транспортировки тяжелых грузов и кончая строительством высотных сооружений, − заявил голландский эксперт.
Во Франции за участие в тушении лесных пожаров Ми-6 окрестили «пожирателем дыма». На пожар в районе Тулона наш вертолет высаживал пожарников, а в двенадцатитонном баке, установленном в фюзеляже, доставлял к месту пожара воду.
На базе МИ-6 было создано семейство вертолётов-кранов - МИ-10 и МИ-10К. Вертолёт МИ-10 был запущен в производство в 1964 году, всего было выпущено 55 машин данного типа. В отличие от базового, МИ-10 имел более узкий фюзеляж и удлинённые стойки шасси, что позволяло транспортировать высокогабаритные грузы. Оснащение данного вертолёта гидравлическими захватами для подвесного груза, управляемыми из кабины пилота, либо с пульта, позволяло поднять и закрепить, а также опустить груз, не прибегая к помощи с земли.
В июне 1960 года «летающий кран» Ми-10 впервые поднялся в небо. Испытания шли форсированными темпами. В авиационном параде 1961 года в Тушине Ми-10 пронес над трибунами домик геолого-разведочной партии.
Вместе с тем, данная модификация имела некоторые недостатки: длинное шасси было неудобно при выполнении транспортных и монтажных работ, гидравлическое подъёмное оборудование требовало оснащения всех грузов ответными узлами, пилоту было не очень удобно оперировать подъёмными механизмами и, соответственно, грузом из кабины пилота.
Для решения перечисленных проблем был создан вертолёт МИ-10К. Данный тип судна производился с 1976 года, всего было выпушено 17 машин...
Ми-10К в работе
В данной модели была установлена дополнительная кабина под фюзеляжем для проведения операций с грузом. Наличие автопилота позволяло пилоту перейти в кабину управления и уже оттуда управлять и вертолётом и грузоподъёмными механизмами. Это позволило достичь высокой точности монтажных и транспортных операций.
Вертолет-кран оборудован устройством для выпуска и уборки тросов длиной до 40 метров. Груз общим весом до 11 тонн подцепляется обычным крюком или электрозамком. Предусмотрен аварийный сброс тросовой подвески.
Уже во время испытаний Ми-10К в 1969 г. были выполнены следующие работы: монтаж высоковольтного трансформатора весом 9 тонн на кабельном заводе в Подольске; демонтаж старых и установка новых искрогасителей вагранок весом более 8 тонн на Рыбинском моторостроительном заводе. Достаточно сложной оказалась осуществленная с Ми-10К в Новогорске сборка 120 метрового металлического подвесного моста через глубокий овраг в лесу. Из-за растущих вокруг высоких деревьев приходилось пользоваться длинными тросами.
Аналогичную по характеру работу провели летчики на Горьковском автомобильном заводе, участвуя в сооружении наклонной галереи над одним из цехов. На строительство ее традиционным способом ушло бы не меньше полгода. Вертолетчики управились за два дня.
Примером работ, выполненных вертолётами данного типа, является монтаж комплекса оборудования общим весом 150 тонн на трубе высотой 250 метров на Костромской тепловой конденсаторной электростанции (ГРЭС). В Нефтекамске на Кармановской ГРЭС Ми-10К, наборот, проводил демонтаж − с трубы такой же высоты снял 35 тонн оборудования.
Необычной была работа по подъему 38 тонной радиорелейной мачты, смонтированной на земле в Белом Яре. Обычно такую конструкцию поднимают с помощью нескольких мощных тягачей, дополнительной мачты и других приспособлений. В Белом Яре эта операция потребовала бы сноса нескольких зданий и демонтажа линии электропередач.
Для подъема мачты использовались два вертолета Ми-10К под командой опытных пилотов Н. Бакулина и К. Макарова. На место уникальных работ прибыли журналисты. Ниже – репортаж А. Свешникова - одного из них.
Первым над мачтой зависает вертолет Бакулина, подцепив ее за середину длинным тросом. А вертолет Мальцева подхватывает мачту более коротким тросом за вершину. Руководитель полетов дает команду на подъем. Плавно оторванная от земли, мачта медленно становится на попа. Когда она достигла угла примерно 65 градусов вертолет Бакулина, по команде Мальцева, отцепив трос, уходит в сторону. Дальше мачту за вершину поднимает один вертолет Мальцева. Он мастерски ставит ее на все четыре опоры, и монтажники быстро закрепляют ее на месте. Вся операция заняла 10 минут..
Вертолёты данной модификации эксплуатируются до сих пор, оставаясь практически незаменимыми для проведения строительно-монтажных работ в условиях отсутствия иных средств доставки и монтажа в труднодоступных местах.
МИ-26 - Крупнейший вертолёт используемый для строительно-монтажных работ . Производство модели МИ-26 началось в 1981 году, всего было построено 310 машин различных модификаций . Данная модель является обладателем мирового рекорда по размеру и грузоподъёмности.
В строительстве наиболее широко используются модификации МИ-26 ПК - летающий подъёмный кран с гондолой оператора на борту фюзеляжа и МИ-26 ТМ - модель с уменьшенной гондолой под фюзеляжем или под задним грузовым люком. Вертолёты данных модификаций оборудовались системами точного зависания, увеличивающими комфортность работы оператора и точность позиционирования во время проведения строительно-монтажных работ. Данные модели имеют максимальную грузоподъемность - 25 тонн.
Ми 26 над 4-м блоком Чернобыльской АЭС и на перевозке «собрата»
Ми- 26 принимали активное участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. В кабинах была установлена дополнительная защита пилотов из свинца. После дооборудования машины МИ-26 распрыскивали специальную клейкую жидкость, которая связывала радиоактивную пыль, устанавливали детали саркофага над поврежденным реактором, выполняли транспортные функции. К сожалению, после использования в районе Чернобыля, вертолёты не могли эксплуатироваться в дальнейшем из-за сильной радиационной загрязнённости.
Ка-32Т
К-32Т представляет собой транспортную модификацию вертолета Ка-32 и предназначен для выполнения сложных строительно-монтажных работ, тушения лесных пожаров и др. спецработ.
Машина оборудована дополнительной кабиной для летчика-оператора, которая расположена под фюзеляжем, и имеет несколько новых систем, обеспечивающих максимальную безопасность при перевозке грузов на внешней подвеске:
- электродистанционная система управления (ЭДСУ) как из дополнительной, так и основной кабины. Благодаря ЭДСУ вертолет стал легче управляться, улучшилась его маневренность по сравнению с жесткой системой управления.
- автоматическая система гашения колебаний троса с грузом на внешней подвеске. Она позволяет "успокоить" раскачивающуюся ферму длиной 12 метров {на тросе в 20 метров за 5 - 7 секунд).
- система автоматического выдерживания постоянного угла натянутого троса, соединенного с расположенным на земле грузом.
- телевизионная система, которая состоит из двух телекамер: подвижной в продольной плоскости (установлена под хвостовым оперением) и неподвижной, размещенной вертикально внутри фюзеляжа вблизи троса внешней подвески. Обе телекамеры имеют регулируемые диафрагмы и фокусные расстояния. В пилотской кабине - два телеэкрана: у командира корабля и штурмана. На каждый телеэкран можно включить любую из телекамер. Управление системой осуществляется обоими членами экипажа. В процессе поднятия груза или выполнения монтажно-демонтажных работ летчик, не изменяя своего положения, не высовываясь из кабины, может постоянно оценивать ситуацию снаружи.
В районе дверного проема транспортной кабины предусмотрена установка лебедки с дистанционным управлением на поворотной стреле грузоподъемностью 300 кг.
