CC BY
91
2008
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Аэромеханика и прочность, поддержание летной годности ВС
№ 130
УДК 539.4.42:620.18
АНАЛИЗ КОРРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ СИЛОВОЙ КОНСТРУКЦИИ ПЛАНЕРА САМОЛЕТОВ ТИПА АН-24
С.В. БУТУШИН, С.А. КОВАЛЕВСКИЙ, В.С. ШАПКИН
В статье приведены данные обобщения и анализ коррозионных повреждений силовой конструкции самолетов типа Ан-24 за период 2006-2007 гг. Определен наиболее опасный по коррозионной повреждаемости период эксплуатации самолетов данного типа.
Статья написана на основе данных паспортов коррозионного состояния 30 самолетов Ан-24 за период 2006-2007 гг. Самолеты имели сходные условия эксплуатации:
эксплуатация по трассам СНГ;
с начала эксплуатации в регионах с влажным тропическим климатом не эксплуатировались;
эксплуатация осуществлялась на аэродромах с искусственным покрытием взлетнопосадочной полосы, стоянки и рулевых дорожек;
хранение воздушного судна (ВС) внеангарное.
Диапазон наработки ВС с начала эксплуатации составлял от 13047 летных часов до 63794 летных часов, от 28,5 лет до 38 лет.
Диапазон наработки после последнего ремонта (ППР) - от 1752 летных часов до 8991 летного часа, от 1 года до 8 лет.
Места обнаруженной коррозии обшивки и силового набора показаны на рис. 1 (шп. 1-26) и рис. 2 (шп. 27-45), а их повторяемость проиллюстрирована на рис. 3.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Рис. 1. Подпольная часть фюзеляжа самолета Ан-24 - места обнаруженной
коррозии (шп. 1-26)
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
ууа ууууууууууууууауууауууууууа
УУУАУУУУУ/Аууаууа 555( 555! *** 555 ГУУАУУУУУУУУУУУУУУА УУУУУУууУУУУУУА^УУа 555 955 ™ ГУЛ УУУУУУУУУУА'УУУУУУА 555! УУАУУУАУУУАУУА УУАУУАУУА.УУА УУУУУУУУУУАУУУаУУУа ¡555 *УУаУУУ>УУУУУУА 555! 555! ш 555 *555;5555555Н555й 555Й ПИ ВНИнН УУУУУУУАШШУУУА 555! ""/УУАШ гул нННВ УУАУУУАУУУА^ЖУУЛ УУА ж УУУУУУА УУУУУУУУУУА^ШГУУл
УУА УУАУУУа ГУУА'УЛУУЛУУЛУУАУУА УУЛГУУУУУЛДШУУУА Ш> ШАУУУАУУА УУАтШУУАУУаУУУа ШАУУУУУУУУ^^УУА УУА УУУУУУУУУУА УУаУУУаШШУУА УАУУУУУАШШУУУА УУАУУУа 'УЛУУА ЩЩШШ УУАУУАУУУА^ 555 жмжтгжп УУАУУаУАГУА УУУаУУУУУУА^Ж'Ш т '"'""ШйИЬ 888^88808*5«
555* УУУУУУАУ^УУА ГУА УУА тГУУА 555 ШШУУУУУаУУА УУА ""УУУУУУУУУУА УУА 555 555 555!!55б УУУУУУУУУУА'УУА УУА УУА УУАУУУ/УУЛ УУА УУА УУА УУУУУУА УААУУУАУУУАУУУа 555 555 УУУаУУУаУУА УУА УУА УУАУУУ/УУЛ УУУУУУУУУУУУУУА УУУУУУА 'ШУАШУА*. 555 555 ШМУАШ1 УУУУУУУУУУУУУУА 5555555* УУ/УУУАУУА УУА УУА УУЛ'УУА УУАУУУАУУУаУУУа УУУАУУА УУУУУУУУУУА УУАУУУА УУА УУАУУА УУУУУУУУУУУУУУА УУУУУУА УУА УУУУУУА 'УУАУУЛ Ш УУУУУУА УУЛ'УУАУУУ/УУУА УУАУУУАУУА УУУУУУА УУУУУУА УУА.УУАУУУа 'УУУ/УУаУУУУУУЛ УУУУУУА УУА УУУУУУА УУУУА& УУАУУУаУУУУУУУУУУУУУАУУУУА УУУУУУУУУУА УУАУУА 'Ал'т у/ЯУУУУУУА'УУУУУУАУУУАУУУА
41 42 43 44 45
I_________________I________________I_________________|_
J____Е
J____________________I________________I_________________I_________________I________________I_________________|_
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45
Рис. 2. Подпольная часть фюзеляжа самолета Ан-24 - места обнаруженной
коррозии (шп.27-45)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
13 0 0 0 0 0 3 3 3 3 8 8 0 0 0 8 8 0 0 0 8 8 8 0 3 3 3 3 5 8 8 8 8 8 3 3 3 3 8 8 3 5 0 3 13
12 0 I 0 0 0 3 5 5 5 11 8 3 0 3 5 3 3 0 5 в 3 5 5 0 5 5 8 8 5 8 В 8 11 11 3 3 5 8 11 11 5 5 0 3 12
11 0 3 3 3 5 В В 8 16 14 3 3 5 8 8 8 8 11 11 5 8 11 8 11 В 11 14 8 8 5 5 8 8 3 3 5 8 8 8 5 5 3 3 11
10 0 3 3 3 5 В В 8 16 16 5 3 3 5 8 8 3 8 5 5 8 11 14 16 11 8 8 8 3 5 5 5 5 3 3 3 5 8 8 5 5 3 3 10
9 0 0 0 3 3 3 5 8 8 8 14 14 5 3 5 8 8 8 5 5 5 5 5 11 11 14 11 8 5 8 8 8 11 8 5 3 3 3 3 8 8 5 5 3 3 9
8 0 0 0 3 3 3 8 11 11 11 16 14 5 5 8 11 8 8 5 8 11 11 11 11 11 14 11 8 5 11 11 8 11 8 5 3 3 0 3 11 11 5 5 3 3 8
7 0 0 0 3 3 3 8 11 11 11 11 8 5 5 5 11 11 11 5 В 14 14 11 11 14 16 11 5 5 14 16 11 11 8 5 3 3 0 3 11 11 5 5 3 3 7
6 0 0 0 3 3 3 8 11 11 11 11 11 8 В В 11 11 8 8 В 14 14 14 14 14 19 В 5 5 8 11 11 11 8 5 3 3 0 3 11 11 8 В 5 5 6
5 и. 0 0 3 3 3 8 11 11 11 11 14 11 11 11 14 14 11 11 11 14 11 16 19 14 22 В 5 5 5 5 5 8 8 5 3 3 0 3 11 11 8 В 5 5 5
4 3 3 3 11 11 8 8 8 5 8 11 8 8 8 8 5 8 14 11 11 14 11 22 8 5 5 5 5 5 8 8 3 3 3 □ 3 11 11 8 8 5 5 4
3 3 3 3 11 11 8 8 11 8 8 14 14 14 8 8 8 11 14 14 8 14 16 22 14 8 5 8 11 11 8 5 3 3 3 0 3 8 8 8 8 5 5 3
2 3 3 3 11 11 8 8 14 11 8 14 16 16 11 11 8 11 16 16 11 16 19 22 14 8 8 11 14 14 8 5 3 3 3 0 3 5 5 8 8 5 5 2
1 3 3 3 11 11 В 11 14 11 8 11 14 16 14 14 14 14 16 16 14 19 24 24 14 11 14 14 11 11 8 5 3 3 3 0 3 5 5 3 5 5 5 1
0 3 3 3 14 16 14 16 24 16 14 24 24 19 16 19 19 19 19 19 19 24 41 41 24 22 27 24 19 19 16 14 8 8 в 3 5 8 5 3 5 5 5 0
1 3 3 3 8 11 11 14 22 19 14 24 27 19 14 11 14 22 19 19 19 22 24 24 19 16 22 19 16 16 16 14 5 5 5 3 5 8 5 3 5 5 5 1
2 3 3 3 8 11 11 14 19 19 16 22 27 22 14 11 11 19 19 22 19 22 22 22 14 14 14 8 14 14 11 8 5 5 5 3 5 8 5 3 5 5 5 2
3 3 3 3 8 11 14 14 19 19 16 19 24 22 14 14 14 19 16 16 19 22 24 24 14 14 14 8 8 5 5 5 5 5 5 3 5 11 8 3 5 5 5 3
4 -(Г 3 3 8 14 16 14 14 19 16 16 22 19 19 19 14 14 16 14 16 16 16 16 22 8 14 14 8 8 5 5 5 5 5 5 3 5 11 8 3 5 5 5 4
5 'Г 0 0 0 0 0 8 16 11 11 24 24 22 27 22 22 24 24 22 27 24 22 22 22 22 24 11 16 14 8 8 5 5 5 5 5 5 3 8 8 5 3 5 5 5 5
6 0 0 0 3 5 3 8 14 11 11 24 24 24 41 24 24 22 22 22 24 22 24 24 19 22 24 В 11 8 8 8 5 5 5 5 5 5 3 8 8 5 3 5 5 5 6
7 0 0 о 3 в 5 16 19 11 11 24 24 22 24 24 24 22 19 19 22 22 24 24 19 22 24 8 11 8 8 8 5 5 5 5 5 5 3 8 8 5 3 5 3 3 7
8 0 0 0 3 5 5 16 19 14 14 22 24 24 24 22 22 22 19 19 22 19 19 19 19 19 19 8 11 8 8 8 5 5 5 5 5 5 3 5 8 5 3 5 3 3 8
9 0 0 0 3 5 5 11 16 11 11 22 24 24 27 22 19 19 22 19 19 16 19 19 19 16 16 8 11 8 8 8 5 5 5 5 5 5 3 5 8 5 3 5 3 3 9
10 0 3 5 5 8 14 11 11 19 22 22 22 19 22 22 24 19 19 16 19 19 16 16 16 8 11 11 11 8 5 5 5 5 5 5 3 5 8 5 3 5 3 3 10
11 0 I 3 3 3 8 14 11 14 19 16 19 19 14 19 24 16 14 14 14 14 14 11 19 16 11 14 14 11 5 11 11 5 5 5 5 3 5 8 5 3 5 3 3 11
12 0 0 0 0 8 5 5 5 14 8 11 В 5 8 14 5 5 5 5 5 3 3 8 5 В 8 5 3 3 В 8 3 3 3 3 3 5 8 5 3 5 3 3 12
13 0 о 0 0 0 □ □ 0 0 0 0 □ □ 0 0 0 0 □ □ 0 0 0 0 □ □ 0 0 0 0 □ 0 0 0 0 □ о 0 3 3 3 5 3 3 13
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
Рис. 3. Повторяемость дефектов (%)
Наибольшее количество коррозионных дефектов силового набора было зафиксировано в подпольной части фюзеляжа с 10 по 35 шпангоут, стрингер 10 левый - 10 правый, а коррозия обшивки с 10 по 32 шпангоут, стрингер 11 левый - 8 правый.
Коррозия, в основном, появлялась на следующих элементах конструкции планера: обшивка фюзеляжа; стенки, пояса, низинки шпангоутов; стрингеры;
рельсы крепления пассажирских кресел; профиль крепления пола.
При проведении анализа был выбран объемный показатель коррозионного повреждения (ОПК=Sкорр.xhкорр.), так как ни площадь коррозии, ни глубина, в отдельности от площади, в полной мере не отражают уровень коррозионного повреждения.
На рис. 4 представлено распределение коррозионных дефектов по годам ППР. Величина коррозионных повреждений представлена в виде объемного показателя обнаруженной коррозии, соотнесенного к количеству ВС, попавших в выборку.
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
□ Обшивка ■ Силовой набор
0-2
2-4
4-5
5-6
6-7
7-8
Наработка ППР, годы
Рис. 4. Распределение коррозионных дефектов по годам ППР
Как видно из графика, пик коррозионных повреждений приходится на 6-7 лет наработки ППР. В первые же 4 года количество обнаруженных коррозионных повреждений находится на уровне каждого последующего года, за исключением периода 6-7 лет ППР, на который приходится наибольшее количество обнаруженной коррозии.
На рис. 5 представлено процентное соотношение распределения коррозионных дефектов 1-го и 2-го уровней по годам ППР.
Уровни коррозии, согласно «Руководству по сохранению летной годности» (ИКАО, 1995), классифицируются следующим образом:
Уровень 1. Повреждение вследствие коррозии, которое возникает в период между последовательными проверками, имеет местный характер и может быть устранено в рамках ограничений, предусмотренных Руководством по ремонту конструкции, или может быть связано с событием, которое не является типичным для практики использования эксплуатантом других ВС того же парка (например, пролитие ртути), или которое, исходя из данных последней проверки и обобщенных данных после нескольких проверок, выходит в данный момент за допустимые ограничения, требуя ремонта или частичной замены основного элемента конструкции.
Уровень 2. Повреждение вследствие коррозии в период между последовательными проверками, требует профилактической доработки, характер которой выходит за ограничения, предусмотренные в Руководстве по ремонту конструкции, требуя осуществления ремонта или частичной замены основного элемента конструкции, однако не представляет непосредственной угрозы для летной годности.
0
19%
I уровень 5%
15%
21%
21%
□ 0-2
□ 2-4 ■ 4-5 И 5-6
□ 6-7
□ 7-8
19%
II уровень 4% 4%
49%
18%
18%
□ 0-2
□ 2-4 ■ 4-5 И 5-6
□ 6-7
□ 7-8
Рис. 5. Распределение коррозионных дефектов 1 -го и 2-го уровней по годам ППР
Количество коррозионных дефектов 1 -го уровня после двух лет эксплуатации распределено между рассматриваемыми периодами примерно одинаково, в то время как для наиболее опасных коррозионных дефектов 2-го уровня большая часть (49%) приходится на период 6-7 лет ППР.
Наибольшее количество обнаруженной сквозной коррозии (62%) также приходится на период 6-7 лет ППР (рис. 6). Этот же период характерен и наибольшей глубиной коррозионных повреждений. На рис. 7 показаны осредненные и максимальные значения глубин обнаруженной коррозии.
Распределение обнаруженной сквозной коррозии
14%
11%
Наработка ППР, годы
□ 0-2
□ 2-4 ■ 4-5 И 5-6
□ 6-7
□ 7-8
Рис. 6. Распределение обнаруженной сквозной коррозии по годам ППР
7-8
3 6-7
4 О |_
£ 5-6
<3
5 4-5
Ю
П
I 2-4
0-2
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
И, мм
Средняя глубина коррозии
Максимальная глубина коррозии
7-8
3 6-7
4 о
5-6
та
5 4-5
ю
та
о.
та
л 2-4
0-2
Нижние панели цп 3-4 нк стр. 2-3 л.
шп. 20 стр. 5-6 л.
стр. 6 пр. шп. 11-12; стр. 7 пр. шп. 11-12; стр. 2 л. шп. 14-15; стр. 1 л. шп. 16-17; стр. 2 л. шп. 1718; стр. 3 л. шп. 24-25
шп. 37-38 стр. 4 пр.
шп. 19 пр.
шп. 20 стр. 11 пр.
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
И, мм
Рис. 7. Средняя и максимальная глубина коррозии по годам ППР
4,5
0
4
На основе проведенного исследования можно сделать следующий вывод: необходимо особое внимание уделять осмотру подпольного пространства ВС на предмет выявления коррозии, особенно в период 6-7 лет эксплуатации ППР. Именно этот период характерен максимальным количеством коррозионных повреждений, наиболее опасных для конструкции ВС. В то время как первые четыре года эксплуатации ППР степень коррозионных повреждений, в основном, носит локальный характер и относятся к коррозии первого уровня.
THE ANALYSIS CORROSION DAMAGES OF PLANES TYPE AN-24
Butushin S.V., Kovalevsky S.A., Shapkin V.S.
In article submitted results analysis corrosion damages of planes type An-24 for the period 2006-2007. Most dangerous is determined on corrosion the period of operation planes An-24.
Сведения об авторах
Бутушин Сергей Викторович, 1948 г.р., окончил МАТИ (1971), кандидат технических наук, старший научный сотрудник НЦ ПЛГВС ГосНИИ ГА, автор 94 научных работ, область научных интересов - механика и работоспособность технических устройств и машин.
Ковалевский Сергей Александрович, 1974 г.р., окончил МГТУ ГА (1997), инженер Научного центра по поддержанию летной годности воздушных судов ГосНИИ ГА, автор более 10 научных работ, область научных интересов - поддержание летной годности ВС.
Шапкин Василий Сергеевич, 1961 г.р., окончил МИИГА (1984), доктор технических наук, Генеральный директор ГосНИИ ГА, эксперт федеральной службы по надзору в сфере транспорта Минтранса России, Межгосударственного авиационного комитета, профессор кафедры АКПЛА МГТУ ГА, автор более 160 научных работ, область научных интересов - эксплуатация воздушного транспорта, прочность летательных аппаратов.
