andrews_answer (andrews_answer) wrote,
andrews_answer
andrews_answer

Categories:

Доводочное

Приведу в порядок разнородные мысли про пермские моторчики, раз уж затронули тему, то сами виноваты. Прежде всего для себя, но мало ли.


Хотя для меня эта история выглядит как хороший, годный детектив с неоднозначным хэппи-эндом.

Цитата из отчета:
9. По вопросу влияния на износ и дымление цилиндров осей отверстий в главном шатуне под пальцы прицепных шатунов и перекоса фланца крепления цилиндра к рабочей поверхности было проделано:
а) У 10-ти цилиндров, имеющих уступчатую выработку на рабочей поверхности и у 10-ти цилиндров, вновь изготовленных, была замерена величина неперпендикулярности плоскости фланца к рабочей поверхности.
В результате этой проверки установлено, что на большинстве цилиндров величина неперпендикулярности плоскости фланца к зеркалу, по сравнению с чертежом, значительно завышена и на отдельных цилиндрах вместо 0,05 мм составляет 0,1-0,14 мм.
Иной же связи между завышенной неперпендикулярностью фланца к зерколу и уступчатой выработкой в донном случае не обнаружено.
б) Проведено контрольное испытание 39 моторов АШ-82ФН с завышенным против чертежа перекосом осей отверстий в главном шатуне под пальцы прицепных шатунов.
Во многих случаях перекос осей отверстий вместо 0,07 мм достигал от 0,1 до 0,2 мм.
В результате испытания непосредственной связи дефектов дымления цилиндров и уступчатого износа с завышенными перекосами осей отверстий в главном шатуне под пальцы прицепных шатунов не установлено.
Всего за время испытания было снято по дымлению цилиндров 4 мотора с общим количеством дымящих цилиндров 13 штук. Все эти цилиндры оказались в удовлетворительном состоянии, несмотря но то, что в трех из них стояли прицепные шатуны с завышенным перекосом.


Это кусок из отчета инженер-майора и военпреда завода № 19 И.К. Четверика по вопросу невыработки моторами АШ-82 назначенного заводом ресурса в 100 часов. Всего в этом отчете возможных причин для проверки указано 14 штук, одна лучше другой. Проверялись все с исключительной тщательностью, что отчетом иллюстрируется в полной мере. Контрольные испытания проводились группами моторов, время испытаний варьировалось от 10 до 100 и более часов. Общее количество подвергнутых испытанию моторов выяснить не удалось, но из приведенных по отдельным пунктам данных понятно, что речь идет о сотнях силовых установок и тысячах часов суммарно.

Работы эти проводились весной 1945 года в авральном режиме. Отметить Победу на заводе № 19, судя по всему, получилось крайне скупо, обстановка была очень нервозная. Что же такое случилось в 44 и начале 45-го, из-за чего погромЪ?

Если кратко, то ситуация описывается выражением "попал под лошадь". Начало истории было положено в 1943 году. Точнее, в 1942. Еще точнее - в 1941, но об этом в самом конце. В сентябре 1942 Лавочкин на год позже Гудкова представил свой самолет на летные испытания, в ходе которых выяснилось несоответствие обещанному на второй границе высотности. Потому в ЦАГИ в октябре-ноябре начали продувки самолета в трубах Т-101 и Т-104 с целью понять, что происходит. И выяснили, что для представленного Ла-5 разницы между первой и второй границей высотности практически нет. Естественно, это указывало в первую очередь на работу нагнетателя на 2-й скорости.

В дальнейшем докопались до истинной причины - переобогащение смеси при работе нагнетателя на 2-й скорости приводило к потере до 25% мощности. Потому полезли в карбюратор АК-82БП. Предположу, что откладывали эту причину до последнего, потому что отрегулировать эту штуку не всегда могли и на заводе. В качестве примера - по ходу разных испытаний были получены расходы от 490 до 572 л/час в одних и тех же режимах, а дальности на наивыгоднейшем режиме плавали от 580 до 820 км. Все бы ничего, но к лету 1943 дальность приобрела особую важность и на нее обратил внимание лично т. Сталин со всеми вытекающими.

В итоге в 1943 на свет появилась инструкция по регулировке карбов в поле, которую благополучно забыли в связи с насыщением фронта впрысковыми моторами 82ФН. Но осадочек, очевидно, остался и выстрелил в следующем, 1944 году. Посыпались жалобы на ускоренный износ цилиндро-поршневой группы, основной лейтмотив которых - про 100 часов готовы забыть, но хоть 50 часов без аварий дайте! Дело в том, что износ ЦПГ приводил не просто к дымлению, но к дикому расходу масла (25-40 кг/час), по выработке которого имели летное происшествие различной степени трагичности. Но были и более быстрые случаи, когда цилиндр вместе с головой банально разрушался, не дожидаясь выработки масла.

Масштаб катастрофы показывает доклад генерал-лейтенанта ИАС Ф.Н. Шульговского за 1944 год, где указаны в разделе "Выработка и поломка поршневых колец и ступенчатая выработка цилиндров" следующие цифры:
Всего было 882 случая, в результате чего произошло: аварий самолетов – 5, аварий моторов – 188, поломок и вынужденных посадок самолетов – 17, простои и потери боеготовности – 672.
Более того, ситуация усугубилась за год - с 13 случаев в январе до 190 случаев в декабре 1944.
Замечу, что в этих цифрах нет боевых потерь, хотя вероятность выхода из строя мотора в бою отнюдь ненулевая.

Надо понимать, в каких условиях тогда работал как завод, так и военная приемка. С одной стороны требовали количество, с другой качество, а изготовитель и военпред находились между молотом и наковальней. До конца 1944 они интуитивно выбирали количество, так как больше любили именно за него. Но в начале 1945 военную приемку оповестили в грубой форме о смене приоритетов и моторы АШ-82 начали проверять с повышенной затейливостью и тормозить прямо на заводе в диких количествах, до 45% выпуска из партии могло вернуться на доработку.

Естественно, это был лишь повод для дополнительной мотивации персонала, где объемы возврата легли финальным аккордом на данные военных и историю мотора с 1941 года. Швецов со товарищи понял ситуацию правильно, забыл истории про плохие воздушные фильтры, разбавленное бензином масло и жопоруких механиков, равно как и про сон. На выходе титанического напряжения всего коллектива получилась объемная научная работа, которую сегодня бы развезли на два десятка диссертаций и пару-тройку профессорских званий. Но тогда интернетов и копипасты не было, писали от руки или на машинке, потому сделали несколько скупых отчетов.

Суть технической проблемы достаточно проста - уступчатую выработку гильзы цилиндра можно было и пощупать, и увидеть. Выглядела она как-то так:


Но, при всей простоте, причин тут действительно может быть масса, а уж комбинаций из этой массы... Приведу наиболее показательный топ-7:
1. Неравномерная глубина и твердость азотированного слоя по длине рабочей поверхности гильзы.
2. Распор силами газов верхнего поршневого кольцо в такте расширения.
3. Волнистая поверхность торцов газоуплотнительных колец приводящая к прорыву газов из камеры сгорания в межкольцевые пространства, к сгоранию и коксованию в них масло и, следовательно, к быстрому износу цилиндров.
4. Высокая степень чистоты рабочей поверхности цилиндра, недостаточно хорошо удерживающая масло, особенно в верхней части цилиндра, в начальный период работы мотора.
5. Отступления от технологии испытания моторов, заключающиеся в игнорировании заливки мосла в цилиндры перед началом испытания, прокачки масло-магистрали мотора горячим маслом перед запуском и недостаточном прогреве моторов во время приработки.
6. Короткая (по времени) приработка моторов перед контрольным испытанием.
7. Плохая работа топливной аппаратуры, могущая проявляться в некачественном распыле топлива форсунками и неравномерной подаче топливо по цилиндрам насосом непосредственного впрыска.


Делали кольца разной формы и сечения, хонинговали, меняли масло, шли по технологической цепочке, выборочно контролировали, насиловали топливную и свечи, обкатывали разное время и в разных режимах и много чего еще. Все работы завершались испытанием партии моторов 10-50-100 часов, разборкой-дефектовкой и разбором полетов.

После отработки версий было установлено, что:
- лучше хонинговать, чем нет;
- торцы гильз лучше хорошо обрабатывать, чем нет;
- цилиндрические кольца с фаской лучше, чем конические без фаски;
- форсунки лучше карба, а исправные форсунки лучше неисправных;
- масло лучше правильное, чем разбавленная бензином отработка;
- хромирование колец может помочь, но все не так однозначно и надо много работать над технологией;
- форма гильзы цилиндра требует доработки с учетом теплового расширения(параболическое зеркало).

Если по-русски и для девочек, то выглядело это так - при нагреве мотора гильза цилиндра в верхней, самой горячей части постепенно превращалась в юбочку широким концом к головке цилиндра. Или в расклешенную штанину - для мальчиков. Настолько расклешенную, что поршень вместе с верхним кольцом переставал прилегать к цилиндру в верхней мертвой точке, в при ходе вниз в НМТ восстанавливал контакт косым ударом нижней гранью поршневого кольца по гильзе. Канавочка на гильзе это просто место косого удара кольца, зона зарождения питтинга, которая в дальнейшем росла вплоть до выхода мотора из строя.

Почему так получилось? Глобально причин масса, но более-менее конкретно вижу историю таким образом:
1. Осенью 1941-го в ГКО обратился начальник моторного отдела НИИ ВВС КА военинженер 1 ранга Печенко, где указал, что М-82 испытывали весьма странно. А именно - мотор, прошедший государственное испытание удовлетворительно, испытывался при заниженных (160-170 градусов при обычных рабочих температурах 230-240. Хотя Яковлев смог добиться на Як-7 с М-82 даже 265-305 градусов.) температурах головок цилиндров. Кстати, там же военинженер рассказал все, что думает про карбюратор АК-82БП. Но до осени 42-го это никого особо не волновала, потому как мотору до явных проявлений уступчатой выработки надо дожить.
2. Осенью 42-го все внимание переключили на нагнетатель, а потом на магнето и карбюратор. Эти агрегаты стали основным источником зла до осени 1943, проблемы ЦПГ в условиях хронического недобора мощности не вылазили (или вылазили, но много, много позже).
3. С осени 1943 массовый впрысковый мотор заставил забыть про карбюратор, но начал показывать нужную мощность. Что привело к повышению рабочей температуры и проявлению дефекта ЦПГ после 35-40 часов работы.
4. И, наконец, самая страшная причина. В 1944 году работа авиации качественно изменилась. Выжившие сержанты превратились в зубастых медоедов, планирование боевой работы перестало походить на затыкание дыр первым попавшимся предметом, слабо подготовленное пополнение появилась возможность доучивать в части и т.д. Жить пайлоты стали дольше, а вместе с ними и самолеты. В 1945 и вовсе можно говорить о господстве в воздухе, что вполне логично совпадает с кризисом приемки моторов на заводе № 19. А до 1944 двигатель вместе с самолетом чаще всего просто не успевал выработать даже половину назначенного ресурса. И, соответственно, Шульговскому банально недоставало данных для анализа

Важно то, что Швецов, сроднившись с заводом № 19 задолго до войны, нашел силы для решения проблемы и показал не столько работоспособность конструкции, сколько способность искать и находить выход. Результат вышел слегка запоздавший в силу реактивной эры, но убедительный. Настолько убедительным, что АШ-82Т еще недавно летали на Ил-14 и имели назначенный ресурс 1200 часов. Более того, седые вертолетчики до сих пор нежно вспоминают Ми-4, где стоял также АШ-82 - любили его за простоту, предсказуемость и дешевизну.

PS: Блин, "недавно летали"! Один инженер в 80-х в Апапельгино в ходе экскурсии по своему хозяйству полуматерно излагал мне и группе товарищей сравнительный анализ стоимости часа полета на Ми-8 и Ми-4, выходило 3000 и 800 советских рублей соответственно. Не говоря уж о количестве операций и требованиям к их качеству. В это время на взлет рулил Ан-2 с АШ-62 и прогревался Ил-14 ледовой разведки, на котором нас потом катали.


Tags: просто так, рассуждалки, самолетиковое
Subscribe

  • Праздничное

    Всех с Праздником.

  • Самолетиковое

    Внезапный субботний самолетик. Это уже второй вариант, допиленный и менее вычурный. А это самый первый подход к…

  • Саночное

    Просто такЪ. При внешней схожести - никакого отношения ни к буханке, ни к РАФ не имеет. Клепали из дюраля, идентичного натуральному.…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 10 comments

  • Праздничное

    Всех с Праздником.

  • Самолетиковое

    Внезапный субботний самолетик. Это уже второй вариант, допиленный и менее вычурный. А это самый первый подход к…

  • Саночное

    Просто такЪ. При внешней схожести - никакого отношения ни к буханке, ни к РАФ не имеет. Клепали из дюраля, идентичного натуральному.…