СПОСОБ СТРОПОВКИ ЭКСКАВАТОРА ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ НА ВНЕШНЕЙ ПОДВЕСКЕ ВЕРТОЛЕТА
METHOD OF SLINGING AN EXCAVATOR FOR TRANSPORTATION ON AN EXTERNAL SUSPENSION OF A HELICOPTER

Изобретение относится к авиационным транспортным работам, в частности, к важному этапу подготовительных работ - строповке грузов, преимущественно гусеничных экскаваторов, для транспортирования на внешней подвеске вертолета.
Известен способ подготовки груза к транспортированию, т.е. строповки путем непосредственной обвязки грузов канатными стропами (РД 10-33-93 "Стропы грузовые общего назначения. Требования к устройству и безопасной эксплуатации", Приложение 3, рис. П.3.1). Рекомендации по выполнению этого способа носят общий характер, поэтому для каждого конкретного груза и для разных видов транспорта разрабатываются схемы строповки со своими особенностями.
Перемещение груза, подцепленного стропами к грузодержателям (крюкам) наземных грузоподъемных средств (кранов), обычно выполняют на небольшие расстояния и за короткое время (например, для погрузки на трейлер или ж.д. платформу). При этом на груз действуют статические нагрузки, в т.ч. при его разворотах вручную (с фалами или без них) для корректировки положения.
Транспортирование груза на внешней подвеске вертолетов обычно производится в удаленные труднодоступные районы, на расстояния до нескольких сотен километров. В полете на груз длительное время (до нескольких часов) воздействуют динамические нагрузки (аэродинамические силы от встречного скоростного потока воздуха до 200 км/ч) и вибрации в широком диапазоне (5-500 Гц), при этом груз может совершать на внешней подвеске сложные колебания и вращение с нарастающей амплитудой и частотой. Поэтому для выполнения транспортировки грузов на внешней подвеске вертолета применяют известные способы строповки, но с повышенными требованиями, обеспечивающими безопасность полетов (см. "Правила подготовки стропов и грузов заказчиком для транспортировки грузов на внешней подвеске вертолетов", №26.1.7-498, утв. Министерством гражданской авиации СССР от 17.06.1988 г. - один из первых отраслевых нормативных документов по данному вопросу, разработанных нашим предприятием). Указанными правилами была предусмотрена возможность выполнения непосредственной обвязки канатными стропами груза или его узлов с дополнительными требованиями и более жестким контролем. Например, для гусеничной техники предлагался вариант строповки с затяжкой стропов петлей (по РД 10-33-93, Рис. П.3.4 или по ГОСТ 25573-82, "Стропы грузовые канатные для строительства. Технические условия", Приложение 3). Этот вариант подцепки груза в практике стропальщиков называется "на удавку". Предполагалось использование дополнительных коротких стропов (например, четырех так называемых подстропников), которые предварительно закрепляют на выступающих элементах несущей рамы с затяжкой "на удавку", а затем подсоединяют к основным стропам. Однако применение дополнительных стропов (подстропников) может привести к усложнению и увеличению времени выполнения работ по подготовке грузов к транспортированию вертолетом.
Известно более простое применение способа строповки гусеничной техники путем непосредственной обвязки канатными стропами, который наиболее часто используют при доставке по воздуху (см. действующие «Правила подготовки грузов для транспортировки на внешней подвеске вертолета Ми-26», утв. МГА 30.11.90 г. №20/И с Изменениями и дополнениями №7/И от 17.09.91 г., "Альбом схем строповки типовых грузов, транспортируемых на внешней подвеске вертолета Ми-26", рис. 3-4, - www.panh.ru). Применение этого способа после дополнительных проверок подтверждено методическим пособием "Инструкция по транспортированию грузов на внешней подвеске вертолетов", №Kp-2-p, утв. Минтрансом России 08.01.2004 г. Строповку по этому способу уже много лет выполняют двумя канатными стропами, концы которых заплетены на петли. Стропы вводят на равном расстоянии от центра масс под несущей рамой гусеничной тележки в большие просветы между опорными катками и траками гусениц, а после выравнивания концов стропов соединяют их с грузодержателями внешней подвески вертолета. Этот способ строповки груза наименее затратен и признан экипажами вертолетов как самый надежный и безопасный.
Однако этот способ строповки не может быть применен для некоторой гусеничной техники без доработки технологии. Это вызвано тем, что в современной конструкции экскаваторов преобладает тенденция уменьшения диаметра опорных катков с уменьшением шага их установки. Вероятно, это делают для обеспечения более равномерной нагрузки на грунт, для снижения металлоемкости и пр. (см. например, часто импортируемые экскаваторы фирм Hitachi, Volvo и др. или отечественные экскаваторы Группы Компаний UMG). При строповке некоторых из этих грузов возникают сложности, а иногда их строповка известным способом для транспортирования вертолетом является нереальной. Причиной стало несоответствие между размерами концов стропов, регламентированных для перевозки таких тяжелых грузов вертолетом, и уменьшенными размерами мест на грузе, обычно используемых для прокладывания стропов. Это проявившееся сейчас противоречие порождено установленным 30 лет тому назад (после анализа трагических ошибок) жестким требованием указанных Правил №20/И использовать стропы, выполненные из стального каната диаметром не менее 32 мм для всех грузов. Конец такого каната, заплетенный на коуш, с размерами в сечении (ширина и высота) не менее 170x55 мм, невозможно ввести в просветы между малыми катками ходовой тележки экскаваторов. В результате некоторые экскаваторы, созданные с учетом новых тенденций развития гусеничной техники, не могут быть включены в номенклатуру грузов, доставляемых вертолетом (в частности, в Альбом схем строповки типовых грузов). Поэтому заявки заказчика на доставку этих грузов в заданные пункты назначения не могут быть выполнены авиапредприятиями.
Задачей предлагаемого способа является достижение технического результата, выражающегося в разрешении противоречия между новыми тенденциями в создании ходовых гусеничных тележек и действущими авиационными нормами, что позволит расширить номенклатуру грузов, транспортируемых на внешней подвеске вертолетов за счет включения в нее гусеничных экскаваторов с малыми катками, но с использованием наиболее надежного способа строповки.
Сущность изобретения состоит в том, что в способе строповки экскаватора для транспортирования на внешней подвеске вертолета, заключающемся в том, что два стропа, концы которых заплетены на петли, вводят на равном расстоянии от центра масс под несущей рамой экскаватора в просвет между опорными катками и траками гусениц, а после выравнивания длины ветвей стропов с обеих сторон груза соединяют их с грузодержателями внешней подвески вертолета, выполняют следующие дополнительные операции: предварительно упором стрелы с ковшом в землю наклоняют гусеничную тележку до отрыва траков одной или обеих гусениц от земли и увеличения просветов между опорными катками и траками провисших гусениц до величины необходимой и достаточной для прохода петель стропов.
Наклон гусеничной тележки могут выполнять в продольной плоскости, причем сначала вводят конец первого стропа поочередно через обе провисшие гусеницы в увеличенные просветы между опорными катками и траками, затем опускают экскаватор и разворачивают стрелу на 180° и упором стрелы с ковшом в землю наклоняют гусеничную тележку в противоположную сторону, после чего вводят конец второго стропа поочередно через обе провисшие гусеницы в увеличенные просветы между опорными катками и траками.
Наклон гусеничной тележки могут выполнять в поперечной плоскости, причем сначала вводят концы обоих стропов через одну провисшую гусеницу в увеличенные просветы между опорными катками и траками под несущую раму, затем опускают экскаватор и разворачивают стрелу на 180°, упором стрелы с ковшом в землю наклоняют гусеничную тележку в противоположную сторону и выводят концы обоих стропов из-под несущей рамы через другую провисшую гусеницу в увеличенные просветы между опорными катками и траками.
После возвращения стрелы с ковшом в транспортное положение обеспечивают их минимальные габариты и закрепляют относительно несущей рамы, а все исполнительные механизмы и узлы, имеющие возможность изменения положения, фиксируют для обеспечения их неподвижности во время полета.
Кроме того, при необходимости для обеспечения гарантированного увеличения просветов натяжение гусениц ослабляют.
Суть предлагаемого способа поясняется чертежами:
на фиг. 1 показана схема ввода конца стропа в увеличенный просвет при наклоне гусеничной тележки в продольном направлении;
на фиг. 2 - схема ввода конца стропа в увеличенный просвет при наклоне гусеничной тележки в поперечном направлении;
на фиг. 3 - экскаватор в полете на внешней подвеске вертолета.
Для реализации предлагаемого способа используют вертолет 1, снабженный канатами внешней подвески 2 с грузодержателями 3, к которым необходимо подцепить груз - гусеничный экскаватор 4 посредством стропов 5 и 6, концы которых заплетены на петлю. Экскаватор, подлежащий строповке, должен содержать ходовую тележку, основой которой является несущая рама 7, оснащенная по обоим бокам ведущим колесом 8, натяжным колесом 9 и расположенными между ними поддерживающими катками 10 и опорными катками 11, которые огибают гусеницы 12. Расстояния между опорными катками 11 и траками гусениц 12 препятствуют вводу между ними петель стропов 5 и 6 (размерами не менее 170×55 мм), но являются достаточными для размещения и перемещения ветви каната стропов (диаметром 32 мм) с гарантированными зазорами, исключающими повреждение прядей каната.
Способ можно осуществлять по двум вариантам.
По первому из них предварительно стрелу 14 с рукоятью 15 и рабочим органом - ковшом 16 устанавливают вдоль продольной оси ходовой тележки экскаватора. Упором в землю ковша 16, приподнимают переднюю часть ходовой тележки до провисания обеих гусениц 12 с образованием между ними и опорными катками 11 просветов величиной, превышающей размеры петель на стропах 5 и 6. Выполняют ввод конца стропа 5 в этот зазор сначала в одну гусеницу и, пропустив строп под несущей рамой 7, выводят его конец через другую гусеницу 12 с противоположной стороны тележки. Опускают экскаватор на землю, обеспечивая расположение каната стропа между катками 11 и траками или, что целесообразнее, между натяжным колесом 8 и ближним катком 11 - для увеличения базы строповки. Затем поворачивают стрелу на 180° и упором в землю ковша 16 приподнимают противоположную - заднюю часть ходовой тележки. Второй строп 6 вводят под несущую раму 7 аналогично первому, соблюдая равенство расстояний от них до центра масс. При опускании ходовой тележки обеспечивают расположение каната стропа 6 между катками 11 и траками или между ведущим колесом 8 и ближним катком 11.
При другом варианте ввода стропов под несущую раму 7, стрелу 14 предварительно устанавливают поперек ходовой тележки. Упором в землю ковша 16, приподнимают боковую сторону ходовой тележки до провисания ближней к ковшу гусеницы 12 с образованием между нею и опорными катками 11 просветов величиной, превышающей размеры петель на стропах 5 и 6. Выполняют ввод концов обоих стропов 5 и 6 в эти просветы на одинаковом расстоянии от центра масс экскаватора и далее под несущую раму 7. Затем опускают экскаватор, поворачивают стрелу на 180° и упором в землю ковша 16 приподнимают противоположную боковую сторону ходовой тележки до отрыва от земли другой гусеницы 12. Концы обоих стропов 5 и 6, лежащие под несущей рамой 7, выводят из-под нее с противоположной стороны тележки симметрично через увеличенные просветы между катками или между натяжным колесом и ближним катком, а также между натяжным колесом и катком, и опускают экскаватор.
Оба варианта ввода стропов под несущую раму обеспечивают одинаковую надежность строповки. Выбор варианта прокладывания стропов под несущей рамой зависит от обстановки вокруг экскаватора (например, с учетом наличия свободного пространства для маневрирования стрелой с ковшом) или по другим соображениям (например, от предпочтений руководителя работ - бригадира).
При размерах просветов между катками и траками, полученных путем наклонов гусеничной тележки, недостаточных для ввода петель стропов, в процессе работы ослабляют натяжение гусениц натяжным механизмом.
Подобные манипуляции с наклонами экскаватора, предлагаемые для строповки, используют при эксплуатации с целью выполнения текущих работ: осмотров, наладки или ремонта недоступных узлов при горизонтальном положении экскаватора и пр. В частности, с упором ковша выполняют подъем передней (задней) части ходовой тележки при самостоятельной погрузке-выгрузке экскаватора на трейлер или ж.д. платформу с использованием пандуса методом подтаскивания (без привлечения других грузоподъемных средств). Боковые наклоны экскаватора применяют, например, при наладке и регулировке натяжного механизма гусениц. Для исключения перегрузки и поломки узлов экскаватора при таких манипуляциях величину угла между стрелой и рукоятью рекомендуют выдерживать в пределах 90-110°, а для обеспечения безопасности работ под приподнятые стороны несущей рамы ставят временные опоры 17 (см. соответствующие разделы инструкций по эксплуатации экскаваторов).
После всех наклонов экскаватора, необходимых при его строповке, устанавливают стрелу с ковшом в транспортное (продольное) положение с обеспечением их минимальных габаритов. В таком положении все исполнительные механизмы и узлы, имеющие возможность изменения положения, фиксируют для обеспечения их неподвижности во время полета, например, установкой ограничителей хода 18 на штоки гидроцилиндров стрелы 14, рукояти 15 и ковша 16. Ковш дополнительно закрепляют относительно несущей рамы 7 и стрелы 14 стяжными связями 19.
После прокладывания стропов 5 и 6 под несущей рамой 7 с выводом через обе гусеницы 12 между катками 11, выравнивают длину канатных ветвей, т.е. свободных участков стропов, обеспечивая их равенство с каждой стороны экскаватора. При подлете и зависании вертолета 1 над экскаватором 4 концы стропов 5 и 6 с петлями соединяют с грузодержателями 3 внешней подвески вертолета. После подцепки экскаватор 4 поднимают вертолетом 1 и транспортируют в пункт назначения. На этапе набора высоты и разгона возможно вращение экскаватора, которое обычно прекращается при достижении скорости полета 50 км/ч. На этой скорости на экскаватор (как и на любой груз) начинают действовать аэродинамические силы, центр давления которых смещен относительно центра масс к стреле с ковшом из-за их большой поверхности и соответствующей парусности. Поэтому экскаватор, центр масс которого находится на оси подвеса, в полете разворачивается на внешней подвеске стрелой назад. Благодаря конфигурации экскаватора скорость полета может достигать 170-190 км/ч, т.к. стрела с вылетом в несколько метров от центра масс может обеспечить стабилизацию груза во встречном потоке воздуха (по типу флюгера).
В предлагаемом способе строповки применяют обычно используемые приемы и операции в новой последовательности и новом сочетании, что обеспечивает решение поставленной задачи.
Способ целесообразен к применению для экскаваторов с малыми опорными катками при небольшом шаге их установки в ходовой тележке.
Предлагаемый способ актуален в северных нефтегазодобывающих районах при необходимости чрезвычайного или планового оперативного перемещения вертолетом современных высокопроизводительных импортных и отечественных экскаваторов между объектами, например, с одной буровой на другую.