СТЕНД ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ИСПЫТАНИЙ ВЕРТОЛЕТА
STAND FOR HELICOPTER GROUND TESTS

Изобретение относится к области авиастроения, а именно к испытательной технике, и предназначено для проведения комплекса испытаний, в том числе исследовательских, сертификационных, и может быть использовано для испытаний системы приводов винтов (трансмиссии) и элементов систем управления в составе вертолета.
Известно устройство для проведения летных испытаний вертолетов (CN 103895873, B64F 5/00, публикация 02.07.2014 г.), в котором вертолет зависает над землей, удерживаемый тросом. Устройство включает установленные в земле стержни, к которым крепится горизонтальный трос с возможностью его натяжения до 10-15 градусов к поверхности земли. Внешняя силовая рама с размещенным на ней вертолетом закреплена за горизонтальный трос при помощи вертикального троса, длина которого регулирует высоту подъема вертолета над землей.
Недостатками данного устройства является низкая надежность, а также узкий перечень возможных проводимых испытаний.
Известно устройство для крепления вертолета при испытаниях в аэродинамических трубах (авторское свидетельство №290191, G01M 9/04, приоритет 01.07.1969 г.), в котором жесткая рама, размещенная внутри фюзеляжа исследуемого объекта, крепится к стойкам верхнего строения весов аэродинамической трубы с помощью двух боковых и одного заднего кронштейнов, которые заканчиваются шаровыми шарнирными опорами. Сверху кронштейнов предусмотрены вилки для шарнирного крепления трех демпферов-амортизаторов, которые воспринимают продольные и поперечные колебания объекта.
Недостатком данного устройства является низкая надежность, обусловленная большим количеством шарнирно связанных элементов.
Известно устройство для подъема вертолетов во время ремонтных работ (ЕР 2338794, B64F 5/00, публикация 29.06.2011 г.), которое включает несущую конструкцию с установленным подъемником и регулируемыми по высоте опорными стойками, соединенными перекладиной. Внутрь фюзеляжа вертолета помещают армирующую раму, балки которой могут быть размещены либо вертикально от пола до крыши, либо вдоль диагональных направлений фюзеляжа. Подъемное устройство связано с армирующей рамой через перекладину, что позволяет равномерно распределять возникающие напряжения.
Данное устройство имеет ограниченные возможности в соответствии с выполняемой функцией подъемника.
Известно также устройство, наиболее близкое к заявляемому техническому решению, предназначенное для стыковки фюзеляжа с крылом тяжелого самолета (авторское свидетельство №272067, B64F 5/00, публикация 26.05.1970 г.). Данное устройство содержит закрепленные на тележке две стойки с продольно установленными рельсами. По рельсам перемещаются каретки поперечных балок, которые проходят через окна, выполненные в фюзеляже самолета, и крепятся внутри последнего на ложном внутрифюзеляжном каркасе.
Недостатками данного устройства являются низкая надежность и ограниченные возможности в соответствии с выполняемой функцией стыковки крыла самолета с фюзеляжем.
Целью заявляемого изобретения является создание стенда с возможностью закрепления вертолета в неподвижном состоянии для проведения наземных натурных испытаний систем вертолета с осуществлением передачи нагрузок с фюзеляжа на конструкции и основание стенда; возможность имитации передачи нагрузок во время полета вертолета с размещенным на полу грузом; повышение надежности стенда.
Поставленные цели достигаются благодаря тому, что в стенде для проведения наземных испытаний вертолета, содержащем основание с установленными на нем опорными фермами, съемные верхние поперечные балки, размещаемые через оконные проемы в фюзеляже вертолета, и внутрифюзеляжную раму, в соответствии с заявляемым изобретением  жестко установленные на неподвижном основании фермы закреплены между собой посредством верхних поперечных балок, которые снабжены узлами крепления к фермам и узлами крепления к внутрифюзеляжной раме и предназначены для их горизонтального размещения через оконные проемы в фюзеляже, а внутрифюзеляжная рама выполнена из верхнего и нижнего листов, выполняющих функцию силовых поясов, скрепленных между собой диафрагмами, причем на верхнем листе расположены узлы крепления для соединения с поперечными балками, а нижний лист снабжен узлами крепления к штатным узлам крепления груза, расположенным на полу вертолета.
Кроме того, фермы закреплены на неподвижном основании с помощью анкерных болтов и пластин. Также фермы закреплены между собой с помощью стационарных соединительных нижних балок.
Жесткая установка опорных ферм на неподвижном основании, крепление ферм между собой посредством верхних поперечных балок, которые снабжены узлами крепления к фермам и узлами крепления к внутрифюзеляжной раме, выполнение внутрифюзеляжной рамы из верхнего и нижнего листов, скрепленных между собой диафрагмами, а также наличие на верхнем листе узлов крепления для соединения с верхними поперечными балками, а на нижнем листе узлов крепления к штатным узлам крепления груза, расположенным на полу вертолета, предназначены для установки вертолета в неподвижном состоянии с целью проведения наземных натурных испытаний систем вертолета с осуществлением передачи нагрузок с фюзеляжа на конструкции и основание стенда, тем самым, повышения надежности стенда, а также имитации передачи нагрузок во время полета вертолета с размещенным на полу грузом.
Устройство стенда для проведения наземных испытаний вертолета поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - стенд, вид сбоку.
На фиг. 2 - сечение Д-Д фиг. 1, стенд, вид спереди.
На фиг. 3 - стенд с установленным вертолетом, вид сбоку.
На фиг. 4 - стенд с установленным вертолетом, вид спереди.
На фиг. 5 - вид Г фиг. 4, стенд, вид сверху.
На фиг. 6 - местный вид Ε фиг. 4, крепление внутрифюзеляжной рамы к грузовому полу вертолета.
Стенд для проведения наземных испытаний вертолета содержит (фиг. 1) неподвижное железобетонное основание 1 с двумя опорными фермами 2, установленными параллельно друг другу, и внутрифюзеляжную силовую раму 3. Фермы 2, жестко закрепленные на основании 1, например, с помощью анкерных болтов 4 и пластин 5, связаны между собой посредством соединительных сварных балок 6 и 7 коробчатого сечения. Причем нижние балки 6 являются стационарными, а верхние поперечные балки 7 - съемными (фиг. 2) и расположены в горизонтальной плоскости.
Верхние поперечные балки 7, снабженные узлами крепления 8 к фермам 2 и узлами крепления 9 к внутрифюзеляжной раме 3, предназначены для их размещения через оконные проемы 10 фюзеляжа 11 вертолета и последующего жесткого крепления к фермам 2 (фиг. 3, 4, 5).
Внутрифюзеляжная силовая рама 3 (фиг. 1, 2) представляет собой коробчатую конструкцию, состоящую из верхнего 12 и нижнего 13 металлических листов, выполняющих функцию силовых поясов, скрепленных между собой для придания жесткости диафрагмами 14, в которых выполнены отверстия 15 для доступа к внутренней части рамы 3. Причем верхний лист 12 содержит сварные узлы крепления (например, платики, не показаны) для разъемного соединения с поперечными балками 7, а нижний лист 13 снабжен узлами крепления 16 к штатным узлам 17 крепления груза, расположенным на полу вертолета, например, к его силовым шпангоутам (фиг. 2, 6).
Монтаж стенда и установка испытуемого вертолета осуществляется следующим образом.
На железобетонном основании 1 устанавливают с помощью анкерных болтов 4 и пластин 5 опорные фермы 2, соединяя их при помощи стационарных нижних балок 6.
Предварительно вне стенда в фюзеляж 11 вертолета через открытые задние грузовые створки (не показаны) помещают внутрифюзеляжную силовую раму 3. Затем рама 3 посредством узлов крепления 16 снизу жестко крепится к штатным узлам 17 крепления груза, расположенным на полу вертолета, например, к его силовым шпангоутам.
В оконные проемы 10 фюзеляжа 11 вертолета помещают съемные верхние поперечные балки 7. После чего их закрепляют на верхнем листе 12 рамы 3 с помощью узлов крепления 9.
Далее испытуемый вертолет с закрепленными внутри силовой рамой 3 и балками 7 поднимают за вал ротора с помощью подъемной техники, например крана, и помещают между фермами 2. После чего балки 7 крепят к верхней части ферм 2 посредством узлов крепления 8, например, с помощью болтов и гаек (фиг. 4).
Таким образом, вертолет неподвижно закреплен в конструкциях стенда и готов для проведения наземных испытаний его систем на любых режимах работы двигателя. Поскольку вертолет касается стендовых конструкций только в области грузового пола, то он оказывается закрепленным за пол на железобетонном основании 1 стенда. При этом силовой набор стенда образует пространственную структуру, позволяющую соединить грузовой пол вертолета с железобетонным основанием 1 стенда.
Стенд для проведения наземных испытаний вертолета работает следующим образом.
После установки вертолета в стенд летчик включает двигатель и начинает управлять системами вертолета в соответствии программой испытаний.
Во время вращения несущего винта образуется вертикальная подъемная сила, которая прижимает вертолет полом к силовой раме 3.
При этом создается нагрузка на вал ротора главного редуктора (не показано) нагружающими силами, изгибающими и крутящими моментами, которые передаются на фюзеляж 11, причем крутящий момент парируется полностью или частично рулевым винтом (не показан) вертолета в зависимости от программы испытаний. Нагружающие напряжения и моменты воспринимаются рамой 3 и далее через верхние поперечные балки 7 и фермы 2 стенда передаются на основание 1.
В результате использования стенда создается нагрузка на все элементы трансмиссии и системы управления вертолета с целью проведения их наземных натурных испытаний, в том числе в соответствии с требованиями Сертификационного базиса.
Демонтаж устройства происходит в обратном порядке.