Топ-100
Сделать домашней страницей Добавить в избранное





Главная Обзоры СМИ Статьи


Во всем виноваты болты


30 июня 2015 года Леонид Брондз, Военно-промышленный курьер


В последнее время в небе России появилось более полутора тысяч коммерческих воздушных судов иностранного производства, то есть их количество выросло в 15 раз начиная с 2000 года. Самолетов отечественного производства осталось всего семь процентов. Такие факты приводятся в статье «Все ниже и ниже». Можно ли изменить эти цифры в пользу России?

Сразу скажу, что это не просто цифры, а результат структурных изменений в промышленности, произошедших много лет назад. Сложный процесс, запущенный после распада СССР, остановить или изменить сразу невозможно. Более того, по прогнозу фирмы Boeing, перевозчикам из России и стран СНГ в ближайшие 20 лет будет поставлено 1170 новых пассажирских самолетов. Значит ли это, что деградация отечественного авиапрома продолжится?
 
Кувалдой по конструкции
 
Известно, что зарубежные фирмы в 2013–2014 годах выпустили: Boeing ~ 500 самолетов, Airbus – примерно столько же, бразильский Embraer и канадский Bombardier ~ 200 самолетов. Отечественная промышленность, по данным за 2012 год, выпустила всего 20 пассажирских самолетов, из которых больше половины «Суперджет-100», который состоит в основном из импортных комплектующих.
 
Однако все это определяется не только злой волей государственных чиновников, как можно подумать. Причина такого положения – еще и в существенных недостатках отечественной технологии.
 
Мы вправе сравнивать ее с наработками Boeing, поскольку имеет место многолетнее сотрудничество России и указанной фирмы, а также информация по авиационной технологии от КБ Boeing, работающего в Москве. В частности, завод в Верхней Салде поставляет американскому самолетостроителю штамповки из титановых сплавов с предварительной мехобработкой. Что можно сказать о технологии производства и ее состоянии, организации производства?
 
Технология производства, как известно, определяется в основном нормативно-технической документацией (ГОСТы, ОСТы, технические условия, производственные инструкции и т. д.).
 
По отечественной НТД размеры от 1 до 500 миллиметров разделяются на размерные группы (от 1 до 3 мм, от 3 до 6, от 6 до 10, от 10 до 18 и т. д. до размера от 380 до 500 мм). Допуски на эти группы также отличаются и, кроме того, зависят от класса точности. Общеупотребительными служат классы точности от 2-го до 7-го в указанном диапазоне размеров.
 
Фирма Boeing использует иную систему размеров и допусков для отверстий, а именно – все размеры отверстий наиболее ходового диапазона до 3/4 дюйма (19,05 мм) имеют одинаковый допуск, составляющий 0,002 дюйма (0,05 мм).
 
Вал (в рассматриваемом варианте болт) может быть изготовлен с любым допуском, но в любом случае болтовое соединение выполняется с зазором. Необходимо отметить, что в отечественном производстве инструмент для окончательной обработки отверстий, а именно развертки, спроектирован из условия максимальной длительности эксплуатации развертки с применением ее для обработки сырой стали. Поэтому номинал диаметра режущей части развертки составляет величину номинала диаметра отверстия плюс 2/3 допуска на него. При этом биение режущей части относительно хвостовика не должно превышать 10 микрон. Следовательно, обработка такими развертками не может обеспечить 2-й класс точности отверстий, что подтвердило изготовление самолетов Ту-204.
 
Исследование нижней панели центроплана, проведенное после снятия ее с испытаний, показало, что все отверстия, выполненные номинально по 2-му классу точности, являются эллипсными, причем эллипсность в деталях пакета колеблется в диапазоне 0,05...0,1 миллиметра.
 
В то же время при изготовлении крыла этого самолета на самарском заводе «Авиакор» удалось обеспечить требуемую точность отверстий применением специальных разверток с передним и задним направлением с нулевым биением между ними. Исполнительные размеры режущей части выполнялись в соответствии с нормами стандартных разверток.
 
На Ульяновском и Казанском авиазаводах для окончательной обработки используются стандартные развертки, что вызывает образование некачественных отверстий. Этому способствует снятие контроля ОТК на стадии образования отверстий, оставляя качество работы на совести рабочего и мастера. Это, естественно, неэффективно, так как даже при обнаружении брака он будет пропущен, ведь при отбраковке деталей производственный персонал несет материальную ответственность.
 
Вслед за снятием контроля ОТК снимается также и вневедомственный контроль Министерства обороны.
 
Следует отметить, что ухудшение качества за счет облегчения работы предприятий машиностроения и металлургии – это уже тенденция. Так, при создании новых сплавов или полуфабрикатов они получают путевку в жизнь только после проведения так называемой статистики, то есть выполнения нескольких плавок, после чего корректируются свойства металла, которые укладываются в «статистику». Исключением из этого явился только титановый сплав ВТбч.
 
В отечественной промышленности имеют место технология и практика, удобные для отдельных предприятий, даже если это приводит к ухудшению качества самолетов.
 
Так, все титановые болты изготавливаются методом холодной высадки на нижегородском предприятии «Нормаль» без последующей доработки потому, что это выгодно производителю. Болты с выступающей головкой при этом получают с центрирующим пояском, так называемым подголовником. При установке таких болтов в конструкцию, как правило, методом забивания «подголовник» врезается в конструкцию, зачастую вызывая ее повреждение в виде трещин.
 
Экстренные меры
 
Выполнение самих отверстий в зарубежном пассажирском авиастроении выполнятся по оснастке (по кондуктору), в отечественном – рассверливанием технологических отверстий, то есть фактически после сборки самолета.
 
При установке в конструкцию основных болтов с потайной головкой место контакта их с конструкцией становится неопределенным вследствие того, что допуск на угол зенковки находится внутри поля допуска на потайную головку болта (±0,30 на ±1). Место контакта поэтому может находиться или на внешней поверхности зенковки (по большому диаметру), или на поверхности перехода от цилиндрической части отверстия к зенковке. Тогда соединение становится штифтовым, на какое и производится прочностной расчет.
 
Это положение имеет место, несмотря на то, что еще 12 июля 1977 года было опубликовано авторское свидетельство СССР № 516848 на конструкцию заклепки, в которой угол конусности головки превышает угол конусности гнезда на величину до 3°. Применительно к болтовым и заклепочным соединениям равенство угла головки и зенковки означает перетяжеление конструкции.
 
В отечественном самолетостроении широко применяются низкоотпущенные высокопрочные стали, например 30ХГСН2А, причем улучшенного качества с вакуумно-дуговым переплавом. В качестве антикоррозионного покрытия в деталях, изготовленных из таких сталей, применяется твердое хромирование на всех выпускаемых и спроектированных самолетах. За рубежом это покрытие не применяется. Альтернативой ему служит «химический никель с фосфором» или покрытие, наносимое плазменным напылением. В отличие от хромирования указанные покрытия не являются концентратором напряжений. Твердое же хромирование наносится при катодном электрохимическом процессе и приводит к наводораживанию основного металла. В результате он охрупчивается, долговечность его снижается. В свое время автор проводил работы по совершенствованию и улучшению хромирования, но это не исключило недостатки такого покрытия полностью.
 
Хромирование широко применяется в шасси и системе управления и особенно на рельсах. Альтернативой является использование высокоотпущенной стали, например 40ХН2МА, или мартенситностареющих сталей и титановых сплавов.
 
Таким образом, для достижения устранения технологического отставания в отечественном самолетостроении (в первую очередь для пассажирских самолетов) следует выполнить мероприятия, которые необходимо разделить на срочные (экстренные) и общие (долговременные). В конструкцию пассажирских и транспортных самолетов, находящихся в производстве, изменений вносить не нужно.
 
К экстренным следует отнести:
 
1. Вместо точности отверстий под болтовое крепление по Н7 установить точность по Н9, Н10.
 
2. Болты с посадками СП (с натягом), Р6 (Пл) и переходными (тб и т8) из применения исключить. Болты ставить в конструкцию по посадкам скольжения и движения (h6...h8 или f7...f9).
 
3. Установить угол головки потайного крепежа (болты, заклепки) ~ на 2° больше угла зенковки отверстия.
 
4. Установить режимы затяжки для всех болтов на уровне предела пропорциональности материала.
 
5. Исключить затяжку болтов в конструкции технологическими болтами.
 
Установить точность отверстий под заклепки соответствующей HI 1 с использованием специнструмента (возможный вариант).
 
Исключить окончательную обработку отверстий путем рассверливания предварительных отверстий. Окончательную обработку отверстий выполнять по оснастке (по кондуктору).
 
8. Заменить болты в планере из сталей 30ХГСН2А и частично ЗОХГСА на болты из стали 40ХН2МА (с прочностью ав=150±10 кг/мм2) при затяжке их на уровне предела пропорциональности (см. п. 4).
 
9. Заменить титановые болты из сплава ВТ16, особенно получаемые холодной высадкой, на болты из закаленного титанового сплава ВТбч точением, шлифованием и упрочнением.
 
10. Рельсы из стали 30ХГСН2А с твердым хромированием заменить на рельсы из стали 40ХН2МА с прочностью ав=150±10 кг/мм2 с покрытием химическим никелем или термическим напылением. В последнем случае выполнить исследование ресурса.
 
Эти мероприятия не являются исчерпывающими и могут быть дополнены в дальнейшем.
 
К общим мероприятиям для обеспечения серийного выпуска пассажирских и транспортных самолетов, в том числе заправщиков, амфибий и других, можно отнести:
 
пересмотр системы авиационных стандартов и нормалей по размерам и допускам аналогично американским;
снять ограничение, введенное ВИАМом, на использование высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов, переиздать производственные и технологические инструкции по существу, а не путем перепечатывания старых инструкций;
пересмотреть ТУ на материалы и полуфабрикаты для создания более чистых сплавов и качественных полуфабрикатов или использовать наработки зарубежных фирм, работающих в России;
разработать нормали на инструмент для обработки отверстий (осевые сверла, зенкера, развертки) различной точности для деталей из алюминиевых и титановых сплавов и смешанных пакетов;
разработать стандарты на выпуск и организацию внедрения директивных технологий в цифровой форме;
перестроить конструкторское и технологическое мышление КБ с учетом зарубежного опыта.
 
 
Автор надеется, что предложенные меры помогут вывести авиационное производство на новый уровень, поднять в обеспечении серийного изготовления пассажирских самолетов роль высоких технологий, незаслуженно забытых стараниями «эффективных менеджеров» в авиастроении.
 
Леонид Брондз, ведущий инженер-технолог ПАО «Туполев», кандидат технических наук.


комментарии (1):

Kominik      01/07/2015 [08:34:16]#1
Читаешь статью и досада на душе-как далеки мы от прогресса, а , , эффективный менеджмент" и не думает за ним поспевать, стараясь максимально упростить производство, минимизировать затраты и думая только о сиюминутных прибылях!Вспоминается лесковский Левша, который умирая все кричал:, , Передайте царю, что иностранцы толченым кирпичом ружья не чистят!"Только мы и в 21 веке продолжаем кирпичем ружья чистить, то бишь болты молотками забивать, а до царя, похоже, далеко!













Материалы рубрики

Герман Костринский, Анастасия Львова, Иван Ткачёв
РБК
«Победа» в SDN-листе. Что это значит для авиакомпании и ее пассажиров
Евгения Бородина
Известия
Взлет заглушаю: что облегчит длинный перелет
Юлия Леонова, Владимир Матвеев
Известия
Первый в классе: спущен на воду учебный корабль для вертолетчиков
Наталья Башлыкова, Максим Талавринов
Известия
Экономь-класс: ФАС попросили проверить рост стоимости авиабилетов
София Прохорчук, Яна Штурма
Известия
Раздор полетов: почему пассажиры «Аэрофлота» не попали на рейсы
Анастасия Морозова
Forbes
Bloomberg узнал о сложностях с покупкой Boeing своей бывшей «дочки» Spirit
Валерия Лобко
Российская газета
Взглянуть в небо: Регионы оценят по уровню развития беспилотников
Татьяна Серебрякова
HotLine.travel
Может ли скандал вокруг Turkish Airlines привести к ограничению рейсов в Россию



Яна Штурма, Ксения Набаткина, Валерия Мишина
Известия
Владивосточное время: куда полетят россияне этим летом
Анастасия Львова, Герман Костринский
РБК
Первый аэропорт в Карачаево-Черкесии построят «Аэропорты регионов»
Алексей Михайлов, Андрей Федоров, Роман Крецул
Известия
«Кинжальная» дистанция: носитель гиперзвука получил стратегическую дальность
Наталия Эфендиева
Деловой Петербург
Бороздят просторы Вселенной: необычное кино о космосе
Алексей Михайлов, Андрей Федоров, Владимир Матвеев
Известия
Поставили «Форпост»: за Камчаткой и Севморпутем присмотрят беспилотники
Анастасия Львова
РБК
Минтранс поручил усилить меры по защите аэропортов от атак дронов
Мария Сергеева (Республика Саха)
Российская газета
Почти половину аэропортов Якутии модернизируют благодаря нацпроекту
Андрей Коршунов
Известия
На счет три: российская ракета «Ангара» впервые стартовала с Восточного
Анастасия Львова
РБК
Госкорпорация по аэронавигации вышла в прибыль после трех лет убытков
Максим Талавринов
Известия
Полетели: Росавиация попросила уволить топ-менеджеров «Уральских авиалиний»
Валентин Логинов
Известия
Ход и следствие: Польша меняет подход к смоленской авиакатастрофе
Илья Словесный
Деловой Петербург
Копайте глубже: Петербургу помогут построить метро до Пулково
Брэндон Вейхерт (Brandon Weichert)
ИноСМИ, The National Interest
Почему МиГ-21 до сих пор в почете у военных?
Андрей Коршунов
Известия
Космическая вязь: металлоткани свяжут Землю с другими планетами
Роман Гусаров
NEWS.ru
Новый самолет Ил-114-300: каким будет наследник легендарного Ан-24

РБК
Как S7 Airlines и ORS за 13 часов поменяли систему бронирования
Анастасия Николаева
Интерфакс
Россия и космос: последние достижения, история и интересные факты
Елена Савельева
РИА Новости
Не остаться в пролете: Запад испугался за свои самолеты из-за России
Максим Талавринов, Наталья Башлыкова
Известия
Рейс и навсегда: авиакомпаниям могут запретить аннулирование обратных билетов

Ростех
Сергей Ильюшин: «Лучше всего поют о конструкторе самолеты»
Алексей Анпилогов
Взгляд
Новый двигатель возвращает России турбовинтовую региональную авиацию
Егор Кулаков
Деловой Петербург
Петербург постепенно обретает статус столицы беспилотных систем
Наталья Ильина
Известия
Авианажим: мошенники прикидываются сотрудниками банков в аэропортах
Анастасия Львова
РБК
Ространснадзор решил перевести проверки авиакомпаний «на цифру»
Илья Максимов
Российская газета
Три российских самолета вошли в топ истребителей с самыми мощными двигателями

Ростех
Пять поколений истребительной авиации
Андрей Коршунов
Известия
Ближний сбой: какие проблемы вскрыла отмена пуска «Союз МС-5»
Игорь Кармазин
Известия
Небо открывается: первая белорусская космонавтка полетит на МКС
Алексей Михайлов, Андрей Федоров, Владимир Матвеев
Известия
Прицелы и средства: летчиков ВМФ научат борьбе с дронами
Григорий Колпаков
Интерфакс
Управление беспилотниками: виды, подготовка пилотов, востребованность профессии
Андрей Коршунов, Мария Недюк
Известия
Ступени развития: к чему приведет потеря ракеты Starship во время испытаний
Валерий Кодачигов, Максим Талавринов
Известия
Пролет нормальный: операторы дронов смогут общаться с экипажами самолетов
Илья Словесный
Деловой Петербург
Рейс задержан: сроки импортозамещения самолётов в России сдвинулись
Андрей Кузмак
Известия
Винительный падёж: Boeing оказался под огнем критики
Алексей Михайлов, Роман Крецул, Андрей Федоров
Известия
Расправить сети: запущена программа ремонта военных аэродромов
Роман Гусаров
NEWS.ru
Минобороны России получит новый самолет Ил-212: что о нем известно
Андрей Коршунов
Известия
Просто в космос: как Юрия Гагарина готовили к полету на Луну
Наталья Пономарева
Интерфакс
Отмена полета. Что делать пассажирам при задержке авиарейса?
Максим Талавринов, Наталья Башлыкова
Известия
Дебошире круг: с самолетов в РФ стали снимать больше деструктивных пассажиров
Евгений Берсенев
Свободная Пресса
Небесный тихоход: МС-21 ждет нелегкая судьба
Анастасия Львова, Валентина Шварцман
РБК
У российских вертолетчиков вскоре истекут все контракты с ООН
Анастасия Львова
РБК
ОАК сдвинула сроки поставок новых гражданских самолетов

 

 

 

 

Реклама от YouDo
erid: LatgC9sMF
 
РЕКЛАМА ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ АККРЕДИТАЦИЯ ПРЕСС-СЛУЖБ

ЭКСПОРТ НОВОСТЕЙ/RSS


© Aviation Explorer