1. Разряды между летательным аппаратом и атмосферой. В некоторых случаях локальная напряженность электрического поля на поверхности летательного аппарата оказывается настолько высокой, что может вызывать электрические пробои. Происходит частичный разряд, и появляется ток, который стекает с J1A в атмосферу, что, в свою очередь, приводит к изменению самого заряда и потенциала вертолета. Подобный разряд, особенно для элементов конструкции с малым радиусом кривизны, часто сопровождается свечением (коронный разряд). Коронный разряд имеет характерную форму импульса Три шел я. Частотный спектр, полученный в результате анализа этого импульса методом Фурье, показывает, что коронный разряд создает помехи главным образом на низкочастотные (до 100 кГц) системы. На системах с частотой 1 – 100МГц помехи будут на порядок ниже, а для систем с очень высокой частотой (более 1 ГГц) они [фактически отсутствуют.
2. Разряды между отдельными элементами конструкции летательного аппарата. Ввиду того что конструкция вертолета не является эквипотенциальной поверхностью, заряд на поверхности обшивки располагается неравномерно. Такая неравномерность приводит к появлению сетевого разряда между элементами конструкции, который сопровождается искреннем между проводниками. Над изоляционными поверхностями он проявляется в виде линий тока между отдельными точками. Кроме того, при заряжении непроводящих участков поверхности (обтекателей антенн, остекления кабины, элементов конструкции из композиционных материалов и т.п.) накапливаемый на них электростатический заряд не может быстро стекать в окружающую атмосферу, и даже малые токи заряжения в этих условиях приводят к накоплению на диэлектрике большого заряда. При этом начинает возрастать разность потенциалов между данным участком и окружающими его металлическими частями фюзеляжа до тех пор, пока не возникнет пробой близлежащих слоев воздуха. Помехи электронному оборудованию летательного аппарата при разрядах между отдельными элементами конструкции наводятся в диапазоне частот 10 кГц – 400 МГц.
Защитой бортового оборудования от воздействия возмущений электростатического происхождения являются:
– антистатические покрытия диэлектрических поверхностей вертолета (токопроводящие эмалевые или лаковые покрытия элементов конструкции из композиционных материалов, металлическое напыление на остекление);
– металлизация элементов конструкции вертолета;
– пассивные электростатические разрядники, размещение которых должно быть тщательно спроектировано с целыо максимального удаления от антенн;
– применение полимерных антистатиков композиционных материалов со стальными волокнами диаметром 2-20 мкм при длине волокон от 3 мм и более. Высокая эффективность применения антистатиков объясняется повышением напряженности электростатического поля у поверхности волокон вследствие их малых размеров, что приводит к образованию коронных разрядов уже при достаточно малых потенциалах;
– применение радиопоглощающих композитов на основе мелкодисперсных порошков карбонильного железа, окиси магния, алюминия, графита и эпоксидной смолы. Для улучшения радиопоглощения (расширения диапазона частот эффективного радиопоглощения) применяется чередование слоев полимерных покрытии (до 20 слоев).
Благодаря своей конструкции и невысокой скорости полета, вертолет получает меньший заряд, чем самолет или ракета, поэтому на нем применяется меньше устройств защиты от статического электричества для устранения помех электронному оборудованию и вредного воздействия на экипаж. При этом зачастую даже не применяют пассивные разрядники и специальные устройства обеспечения устойчивого электрического соединения дверей и люков с корпусом вертолета.
Интерес к проблеме статического заряда вертолета возродился в связи с использованием его в качестве спасателя. Были отмечены случаи, когда член экипажа, опускаемый на тросе с помощью бортовой лебедки, подвергался поражению электрическим током. Основным источником заряда являлся, как было принято считать, двигатель, т.к. вертолет находился в «зависшем» состоянии. В ходе экспериментов на вертолете «Си Кинг» было доказано, что для уменьшения электризации за счет двигателя и умеренных атмосферных осадков достаточно установки пассивных статических разрядников на концах лопастей основного несущего винта. В то же время эта мера не является достаточной при накоплении зарядов за счет окружающего электрическою поля высокой напряженности, что имело место даже в идеальных метеорологических условиях. Поэтому при проведении спасательных работ на воде трос опускается за 10 – 15 м от объекта для выравнивания потенциала вертолета и водной поверхности, и лишь затем начинается спасательная операция.
Применяемые устройства защиты тина «зарядосъемники» и «заземление» выполняют роль отвода статического электричества с корпуса вертолета только в момент касания ВПП при посадке и при стоянке на земле. Электрические фильтры и специальные элементы, снижающие уровни помех, входят непосредственно в комплекс оборудования. На вертолете, как правило, не применяются пассивные разрядники статического электричества, шины и тросы молниезащиты. Имеющиеся триммеры лопастей несущих винтов в силу своей конструкции (острая кромка) отводят накапливаемые электростатические заряды в атмосферу, но они менее эффективны по отношению к современным пассивным разрядникам статического электричества. Широкое использование в конструкции вертолета композиционных материалов (в несущих винтах, обтекателях, лючках и т.п.) не гарантирует равномерного распределения зарядов по поверхности объекта без применения специальных конструктивных устройств и средств (антистатических покрытий и т.п.).
Следовательно, отсутствие ряда технических устройств защиты на вертолете понижает уровень защищенности бортового радио- и навигационного оборудования от электромагнитных помех и статического электричества.
Для снижения воздействия электростатических разрядов на РЭО и экипаж целесообразно провести сертификацию вертолета, а в эксплуатации поддерживать исправность технических устройств защиты от статического электричества (зарядосъемники, заземление, разрядники, антистатики, металлизация и др.).
к.т.н. Е.И. Серебряков
НОВОСТИ
Компания Sikorsky планирует выпуск среднего транспортного вертолета S-92 Helibus. Производство трех из пяти прототипов планируется завершить в Стаффорде. Сертификация S-92 намечена на 2000 год.
Компания разработала две версии вертолета: гражданскую транспортную и общего назначения. Транспортная версия имеет кабину высотой 1.8 м, рассчитанную на 19 мест, максимальную взлетную массу – 22 220 фунтов (10 069 кг). Дальность полета с крейсерской скоростью 140 узлов составляет 400 км. Параметры вертолета общего назначения таковы: 22 откидных сидения, грузовая кабина ручной системы с задней рампой, набор медицинский на 12 носилок, спасательная лебедка, противобаллистическая плита. Вертолет способен перевезти 10 000 фунтов груза на внешней подвеске. Максимальная скорость 155 узлов, дальность 480 км. На первых двух прототипах устанавливаются двигатели General Electrics CT7-6D. Па других – СТ7-8 мощностью 1750 л.с.
В проекте Helibus принимают участие 5 стран: Япония (Mitsubishi), Китай (Jingdezshen Helicopter Group/Catic), Испания (Gamesa), Бразилия (Embraer) и Тайваньская Авиационная Промышленная Корпорация.
(«Rotor amp; Wing» 12.97)
Китайская авиакомпания Hainan International Aviation Estate Co. заказала три вертолета Samsung- Bcll SB-427 у фирмы
Samsung Aerospace, являющейся партнером Bell Helicopter по разработке легкого вертолета Bell-427. Заказы, поступающие из Кореи и Китая, сделали возможным его производство по лицензии.
Фирма Samsung в следующем году намеревается продать 30 винтокрылых машин. Местная пресса сообщила, что ведутся переговоры о дополнительной поставке 10 вертолетов для компании Hainan. Канадские и корейские специалисты уже готовы провести испытания качества и безопасности SB-427. Первый полет Bell-427 был проведен в ноябре. На восьмиместный вертолет уже получено 65 заказов.