Разрушительная авиакатастрофа Ан-124, без срока давности

Огненный смерч над Иркутском.

Спустя 23 года со дня самой техногенной авиакатастрофы в истории новейшей России в период перехода к рыночной экономике (от социализма к капитализму) вызывает множество вопросов и слухов. Имея опыт расследования лётных происшествий(катастроф) попробуем разобраться…

Борт с номером RA-82005 был выпущен в 1985 году, принадлежал 556-му военно-транспортному полку (Сеща, Брянская область). 06.12.1997 года «Руслан» вылетел по маршруту Иркутск–Владивосток–Вьетнам. В его грузовом отсеке находились два новых истребителя Су-27 общей массой сорок тонн, собранных местным авиазаводом. Истребители были куплены Вьетнамом по цене $30 млн каждый.

Для справки:

Самолёт Ан – 124 RA-82005 был изготовлен в 1985 году. Первый полет был произведен 30.10.1985 года, в этот же день машину передали компании «Аэрофлот». Спустя три года лайнер выкупили ВВС России, при этом были заменены двигатели на трехвальные турбореактивного типа. Все четыре двигателя Д-18Т были изготовлены на МКБ А.Г. Ивченко в городе Запорожье. На момент крушения самолет произвел полетных 576 циклов без каких-либо серьезных проблем. Общее количество полетов машины составляло 1034 часа.



 

В катастрофе погибли все находившиеся на борту самолёта 23 человека (8 членов экипажа и 15 пассажиров), а также 49 человек на земле, в том числе 14 детей.

В результате разрушения жилого дома №45 более 79 семей остались без жилья. На тяжесть катастрофы в немалой степени повлияли десятки тонн мгновенно воспламенившегося вытекшего авиационного топлива(более 100 тонн).

Катастрофа «Руслана» в Иркутске стала одной из крупнейших и истории современной России и крупнейшей по масштабу разрушений и жертв с данным типом самолетов.

Обстоятельства трагедии 06.12.1997 года 

6 декабря 1997 года Ан-124-100 борт RA-82005 (08) перевозил во Вьетнам два истребителя Су-27УБК (экспортная модификация двухместного учебно-боевого истребителя Су-27УБ) общей массой 40 тонн, собранных Иркутским авиационным заводом. Кроме экипажа из 8 человек, на борту самолёта находились ещё 15 пассажиров.

Для справки>> Весовые характеристики Су-27:Масса нормальная, кг 22 220; Масса максимальная, кг 28 000; Масса пустого самолета, кг 16 000; Максимальная масса боевой нагрузки, кг 6 000; Полный запас топлива, л 12 000

Метеоусловия при взлёте были благоприятными — штиль, температура воздуха — −20 °C, видимость 3000 метров. С момента взлёта до падения прошло 35 секунд[3].

В 14:42 IKT самолёт вылетел из Иркутска. Но через 3 секунды после отрыва от взлётно-посадочной полосы на высоте 5 метров в условиях роста угловой скорости по тангажу произошёл помпаж двигателя № 3, в результате которого тот отключился. Спустя 6 секунд на высоте 22 метра произошла остановка двигателя № 2 с признаками штатного выключения. Ещё через 2 секунды под влиянием скольжения и большого угла атаки (не превышающего максимально допустимый) на высоте 66 метров произошёл помпаж двигателя № 1, после чего самолёт перешёл на снижение.

 

Попытка удержать самолёт на одном работающем двигателе не увенчалась успехом, и борт RA-82005 (08) с левым креном и малой поступательной скоростью рухнул на дом № 45 по улице Гражданской. Хвостовая часть самолёта существенно задела дом № 120 по улице Мира (вертикальный хвостовой стабилизатор опёрся на его стену), а остальные обломки задели здание детского дома.

Исчерпывающая картина происшествия не была восстановлена, так как оба бортовых «черных ящика» выгорели полностью. Переговоры экипажа не сохранились — оба бортовых самописца оказались в центре пожара и были сильно повреждены. Причиной отказа сразу трёх двигателей официально была признана чрезмерная перегрузка самолёта. Известно, что двигатели Д-18Т, производимые украинской компанией ОАО «Мотор Сич», имели проблемы с газодинамической устойчивостью, особенно на больших углах атаки.

Спустя несколько минут после катастрофы пожарные машины прибыли на место катастрофы и начали эвакуировать людей. Из горящих квартир пожарные вынесли двадцать семь человек.

Всю страну в тот день облетели сюрреалистические кадры с места катастрофы: разрушенные дома, дым, обломки самолета и гигантский хвост «Руслана», упершийся на кирпичную пятиэтажку.

К утру 7 декабря 1997 года пожар был локализован, однако отдельные очаги, в основном перекрытия зданий и несгоревшее топливо, еще дымились и периодически загорались. Спасатели начали разбор завалов и извлечение тел погибших. Оставшиеся без крова люди были временно размещены в детских яслях. Организован сбор вещей и продуктов от населения.

Хвостовая часть самолета, оставшаяся практически неповрежденной, опиралась на соседнее со сгоревшим домом здание и создавала угрозу для работающих спасателей. Днем 7 декабря было принято решения уронить хвост самолета на землю. Остовы сгоревших домов пришлось полностью снести. Общей сложности из поврежденных домов эвакуированы 520 человек и соседних с местом трагедии школе-интернате и детском саду размещены 158 детей и 45 взрослых, остальные пострадавшие размещены у родственников. Трагедия унесла жизни 72 человека

— «Ликвидация последствий заняла шесть дней практически без сна, работали круглые сутки, — вспоминает спикер Заксобрания Сергей Брилка, работавший тогда заместителем губернатора по архитектуре, строительству и жилищной политике. — Большое спасибо жителям — в 30-градусный мороз они отогревали курсантов в оцеплении чаем. Полуразрушенный дом 45 на Гражданской хотели взорвать, но опасались побочных разрушений. Я предложил разобрать его, и глава МЧС Сергей Шойгу дал на это 56 часов. Он сказал, что на месте нужно построить церковь, и через два года храм был открыт».

Расследование и причины катастрофы

Еще накануне указом премьера была создана правительственная комиссия по расследованию причин катастрофы, которую возглавил начальник Службы безопасности полетов авиации Вооруженных сил, генерал-полковник Анатолий Тарасенко.

В ночь на 7 декабря 1997 года в Иркутск прилетели премьер‑министр РФ Виктор Черномырдин и министр по чрезвычайным ситуациям РФ Сергей Шойгу, оперативная группа МЧС — двадцать два спасателя и с ними четыре поисковые собаки.

Шойгу после катастрофы объявил, что экипаж не виноват: самолет пилотировали опытные, прекрасно подготовленные летчики.

Командир корабля Владимир Федоров имел 2800 часов налета, 110 из них он налетал в 1997 году.

Для справки>>Опыт перевоз самолётов:

Март–апрель 1997 г. Пятью рейсами из Иркутска в Пуну (Индия) перевезены 8 самолетов СУ‑ЗОМК. Из Иркутска в Таганрог на ресурсные испытания доставлен фюзеляж гидросамолета Бе-200

Вскоре выяснилось, что внутренние переговоры членов экипажа не сохранились – бортовые самописцы оказались в эпицентре пожара. «Черные ящики сгорели. Пленка пришла в негодное состояние, и мы не сможем определить, что было зарегистрировано на этой пленке», — пояснил вскоре Александр Назаров, начальник НИИ эксплуатации и ремонта авиатехники Министерства обороны.

Комиссия так и не пришла к однозначному мнению относительно отказа двигателей. Причины их выключения как при помощи средств объективного контроля, так и экспериментальным путем окончательно установить не удалось. Комиссия провела большую работу, однако точно установить “причину последовательного отказа двигателей” не смогла(ситуация знакома и мне понятна “каждый кулик хвалит своё болото”.

Между тем рядом специалистов высказывались претензии к двигателям Д-18Т производства Запорожского машиностроительного КБ «Прогресс». На эту же причину указал в одном из интервью бывший член комиссии, генерал-майор авиации Борис Туманов:

«На Ан-124 отказали три двигателя из-за помпажа, низкой газодинамической устойчивости. Двигатель диаметром 3 метра, внутри вращается ротор. Необходимо сделать зазоры между лопатками ротора и корпусом такими, чтобы при нагреве до рабочей температуры они не касались. Это было достигнуто за счет увеличения зазора, но ухудшения газодинамической устойчивости двигателя, — рассказывал Туманов МК .— Эта проблема считалась у самолетов несущественной. Как насморк у людей. И были случаи, когда самолет, у которого вчера отказал двигатель из-за помпажа, на следующий день опять пускали в рейс».

Эту версию, впрочем отвергли на украинском заводе «Мотор-Сич». Окончательное заключение комиссии до сих пор **не обнародовано.

Для справки>>

Помпаж: (фр. pompage — колебания, пульсация),  помпаж двигателя— нарушение газодинамической устойчивости его работы (высоконапорные компрессоры двигателя склонны к неустойчивой работе). Входной воздушный поток, обтекающий лопатки рабочего колеса компрессора, резко меняет направление(при нерасчётном режиме работы двигателя) и в межлопаточном канале возникают турбулентные завихрения (срыв потока со спинок лопаток вихри неустойчивы и имеют тенденцию к самовозрастанию, а появление вращающегося срыва приводит к падению  напора ступеней в области малых расходов воздуха, а также  возникновению вибраций лопаток.), приводящие к изменению давление на входе компрессора (уменьшается) и выходе компрессора(увеличивается) и сопровождающийся выхлопами газов на вход компрессора(мгновенно распространяется по всему газовоздушному тракту двигателя), что приводит к резкому падению тяги и мощной вибрации, которая способна разрушить двигатель.

Повторное и многократное поджатие одной и той же порции воздуха в компрессоре при помпаже приводит к повышению температуры воздуха на входе в компрессор (в результате многократного подвода энергии к одной и той же массе воздуха).  Работа двигателя в режиме помпажа быстро приводит к его разрушению из-за недопустимого повышения температуры газов перед турбиной и потери прочности её лопаток, поэтому при его возникновении двигатель должен быть переведен в режим «малый газ» (на котором помпаж исчезнет сам собой) или отключением. Рост температуры газов может достигать нескольких сот градусов в секунду, и время принятия решения экипажем ограничено. 

Помпаж двигателя(П. д) –  разветвлённой динамической системы с большим числом степеней свободы —  может происходить с различными частотамисоответствующими разным формам колебанийВозникновение Пд. сопровождается большими динамическими  нагрузками на все элементы конструкции  силовой  установки, выбросом горячих газов на вход двигателяростом температуры  газов перед турбинойчто при длительном воздействии приводит к разрушению силовой установкиВ самолётах с  несколькими двигателями помпаж одного из них  может приводить к потере управляемости самолётом.

В зависимости от типа компрессора помпаж может возникать вследствие мощных срывов потоков воздуха с передних кромок лопаток рабочего колеса и лопаточного диффузора или же срыва потока с лопаток рабочего колеса и спрямляющего аппарата

Причины возникновения помпажа(для понимания происходящих процессов)

Помпаж вызывается сильными отклонениями в работе двигателя от расчетных режимов:

  • вывод самолета за критические углы атаки;
  • разрушение и отрыв лопаток рабочего колеса (например, из-за усталости материала в процессе эксплуатации);
  • попадание в двигатель постороннего предмета (птицы, снега, фрагмента бетонного покрытия ВПП);
  • попадание в воздухозаборник пороховых газов при стрельбе из пушек или пусках ракет на *боевых самолетах;
  • попадание в воздухозаборник продольного вихря;
  • низким давлением окружающего воздуха при высокой температуре (в жаркую погоду в горах), характерно, например, для двигателя АИ-24;
  • помпаж входного устройства может возникнуть на больших сверхзвуковых скоростях полета при значительном увеличении количества воздуха, подводимого к двигателю, по сравнению с расходом воздуха через двигатель, то есть когда пропускная способность диффузора значительно превышает потребности двигателя в расходе воздуха.

Помпаж третьего двигателя C-17 во время показательного движения задним ходом по рулежке с реверсом

А также:

Для избежания Пд. линии рабочих режимов (ЛРР) компрессора на его характеристик располагаются на достаточном удалении от области неустойчивых режимоврасстояние между ЛРР и границей устойчивых режимов (смрис. Характеристики компрессора), где: (π*к — степень повышения полного давленияGпр — расход воздухаприведённый к стандартным атмосферным условиямназывается запасом устойчивости компрессорав стендовых условиях на установившихся режимах работы газотурбинного двигателя величина Kу — функция приведённой частоты вращения

Характеристика компрессора ( = nпр/nпр max — относительная приведённая частота вращения).1) Под воздействием нестационарных внешних возмущенийнапример, пульсаций давления в воздухозаборникеВ этих условиях возможно жёсткое самовозбуждение помпажа двигателякоторый в некоторых случаях после прекращения возмущении может самоликвидироваться;

2) Смещение линии рабочих режимов (ЛРР) компрессора к границе устойчивости в результате повышения температуры газов перед турбиной  на неустановившихся режимах (за счёт увеличения расхода топлива для раскрутки двигателя).  Уменьшение запаса устойчивости по этой причине тем большечем выше температура разгона (меньше время «приёмистости») и на отдельных участках может достигать 1215от Ку. В турбореактивных двухконтурных двигателях с форсажем может уменьшаться запас устойчивости вентилятора при включении форсажаесли рост температуры в форсажной камере не компенсируется соответствующим увеличением площади критического сечения реактивного  сопла.  Аналогичные процессы происходят и при нестационарном повышении температуры воздуха перед двигателем;

Требуемый для взлета самолета режим работы двигателя определяется по номограмме, приведенной в РЛЭ самолет.

3) Смещение границы устойчивых режимов в сторону ЛРР вследствие неравномерности поля давлений и температуры перед двигателемвозникающей в результате отрывного несимметричного течения в воздухозаборнике или появления перед  ним теплового возмущения с неравномерным распределением температуры по сечению  входного канала;

4) Взаимное сближение границы устойчивых режимов и ЛРР в процессе эксплуатации в результате падения кпд компрессора и турбины и уменьшения максимального напора изза эрозии лопаток и износа истираемых покрытий проточной части.

Антипомпажные мероприятия

Практически на всех двигателях антипомпажные меры приняты комбинированно: например, ТВ3-117 имеет лишь один вал (вал свободной турбины, приводящей  трансмиссию вертолёта, в работе самого двигателя не участвует), но РНА имеют целых 4 первых ступени компрессора (из 12), а за 7-й ступенью установлен КПВ. На двигателях семейства Д-36 РНА настраиваются и фиксируются при испытаниях двигателя на стенде и в полёте не регулируются, но имеются клапаны перепуска как за КНД, так и за КВД, управляются раздельно.

  • Для обеспечения устойчивой работы компрессора при нормальной эксплуатации двигателя используются автоматически управляемые  поворот лопаток  направляющих аппаратов компрессора и  перепуск  воздуха;
  • Этой же цели  способствует выполнение двигателя по двух-, трёхзальной схеме(применена на Д-18Т и Д-36)
  • Во многих конструкциях для расширения области безотрывного обтекания лопаток над рабочими колёсами устанавливаются специальные участки корпуса с перфорированной обечайкой и полостью  над ней

На современных двигателях предусмотрена противопомпажная защита  двигателя, обеспечивающая автоматическое, без участия экипажа, устранение помпажа путём обнаружения помпажных явлений через измерение давления и пульсаций давления на разных участках газовоздушного тракта; кратковременного (на доли секунды) снижения или прерывания подачи топлива, открытия перепускных заслонок и клапанов, включения аппаратуры зажигания двигателя, восстановления подачи топлива и восстановления режима работы двигателя. Устанавливается сигнализация на приборных досках экипажа и производится запись в бортовых регистраторах параметров полета.

Например, на двигателях Д-36 -прототип Д-18Т(двигатель самолётов Ан-72Ан-74Як-42), Д-136  (двигатель тяжёлого вертолёта Ми-26)Д-436 (Ан-148Бе-200) устанавливается сигнализатор помпажа ПС-2-7, по конструкции схожий с вариометром: его контакты замыкаются при большой скорости изменения давления за компрессором и зажигают табло «Помпаж», кроме того, на Ан-72 и Ан-74 режим работы двигателя автоматически снижается до 0,7 номинального, на вертолёте Ми-26 открываются клапаны перепуска воздуха из-за КНД.

На самолёте Ту-22М3 в системе электронного управления двигателями ЭСУД-25 имеется канал АПФ — автоматика помпажа и форсажа, которая в случае появления противотока газов в газовоздушном тракте двигателя (который определяется блоком термопар и штатными датчиками двигателя) автоматически, за время менее 1 с отключает подачу топлива и производит перезапуск двигателя, с зажиганием табло «Помпаж». На взлёте эта автоматика блокируется.

По теме: Из воспоминаний В.И. Толмачёва

“…На Ан-124, оказалось: один двигатель действительно отказал. Через секунды автоматика самостоятельно его отключает. Но по инструкции полагается продублировать отключение вручную. И бортинженер по ошибке «продублировал» другой двигатель. Вот и дали сообщение об отказе двух. Когда же разобрались, безбоязненно запустили исправный. А сообщать об ошибке в эфир накануне праздника не стали: бортинженера пришлось бы серьезно наказывать…

Теория турбореактивных двигателей на непрерывных потоках

УДК 629.7.036.001
Рецензенты:
Л. И. Ивщенко, д-р техн. наук, проф., директор машиностроительного
института Запорожского национального технического университета;
В. А. Шаломеев, д-р техн. наук, проф., Запорожский национальный
технический университет.
Мамедов Б. Ш.

Единая теория движителей на непрерывных потоках: Монография /
Б. Ш. Мамедов. – Х.: Харьков, 2013. – 296 с.
ISBN 978-966-97289-3-7

Рассматриваются неточности современной теории воздушно-реактивных двигателей, связанные с ошибочным термодинамическим циклом турбореактивных двигателей в координатах P-V, T-S, с ошибочной формулой тяги, с ошибочной формулой полетного (тягового) КПД турбореактивных двигателей, с ошибочной теоремой о подъемной силе продуваемого профиля, с ошибочным пониманием уравнения Эйлера, что приводит к полному несоответствию теоретических и экспериментальных данных, к неточному проектированию воздушно-реактивных двигателей, снижающих их газодинамическую устойчивость работы при взлете, полете, посадке, что приводит к снижению безопасности полетов, экологических и технико-экономических показателей воздушно-реактивных двигателей, к невозможности разработки правильных направлений технического прогресса в области авиадвигателестроения.

Приводится разработка и вывод фундаментальных основ единой теории движителей на непрерывных потоках, связанных с разработкой принципиально нового термодинамического цикла турбореактивных двигателей в координатах P-V, T-S, с выводом принципиально новых формул тяги, полетного (тягового) КПД любых движителей на непрерывных потоках, включая различные типы ТРД, ТРДД, ТРДФ, РД и др., с выводом принципиально новой теоремы о подъемной силе продуваемого профиля, при этом все фундаментальные основы единой теории движителей на непрерывных потоках полностью соответствуют всем экспериментальным данным современной теории воздушно-реактивных двигателей.

Приводится описание реальной зоны заторможенного потока, которая генерируется перед воздухозаборником любого ВРД, и на основании кинематического анализа приводится принципиально новая трактовка теоретических и физических основ генерирования неустойчивой работы (помпажа) воздушно-реактивных двигателей при взлете, полете, посадке.

Приводится принципиально новый подход к определению энергетических потоков, потребляемых двигателем по первому и второму контуру ТРДД.

Приводится описание нескольких направлений технического прогресса в области теории и проектирования спутновращающихся воздушных винтов, в области теории и проектирования турбореактивных двигателей, связанных не только с вопросом повышения тяги движителя, но и с повышением их газодинамической устойчивости работы при взлете, полете, посадке, что существенно повышает безопасность полетов, улучшает . экологические и технико-экономические показатели двигателя…Читать подробнее:

На основании созданной принципиально новой единой теории движителей на непрерывных потоках…

При Vп > Ск, где Ск – осевая скорость газового потока на выходе из компрессора, при взлете все ступени компрессоров работают в режиме недогруза, особенно первые. Это означает, что приращение осевой скорости выше расчетного значения на первых ступенях компрессоров, особенно в сечении В, существенно превышает приращение осевой скорости газового потока на
последних ступенях компрессоров, что, естественно приводит к снижению *Пк.

При Са > Vп > Ск, где Са – осевая скорость входа газового потока во входные кромки лопаток первого рабочего колеса компрессора, первые ступени компрессоров остаются недогруженными, т.е. приращение осевой скорости выше расчетного значения пока остается, но меньше, чем в предыдущем режиме, а последние ступени компрессоров перегружены, т.е. осевая скорость газового потока на этих ступенях становится ниже расчетного значения.

При Vп > Са, все ступени компрессоров работают в режиме перегруза, особенно последние, при этом *Пк с увеличением скорости полета уменьшается, поскольку темпы роста * Рн существенно превышают темпы роста * Рк.

Где:

  • Vп – скорости полета; 
  • Ск – осевая скорость газового потока на выходе из компрессора;
  • Са – осевая скорость входа газового потока во входные
    кромки лопаток первого рабочего колеса компрессора

Причины заглохания воздушно-реактивных двигателей при взлете, полете, посадке:

Рассмотрим старт и взлет авиалайнера со взлетно-посадочной полосы

На старте все двигатели работают на расчетном взлетном режиме, при этом инжектирование газового потока в двигатель осуществляется со всей поверхности сфероида Fн, рис. 18. 1, поз.6, который при этом является зоной невозмущенного потока Н. Согласно содержанию главы 1 для вывода формулы тяги ВРД при Vп = 0,весь объем сфероида разбивается на три зоны А, В, С. Зона С генерирует отрицательную тягу, зона В генерирует такую же, но положительную тягу, т.е. эти две зоны (В, С) взаимно компенсируют друг друга по тяге и, в результате, при расчете силы тяги участвует только зона А:

Известно, что в зоне Н-В любого ВРД имеет место наихудшая форма движения частиц газового потока – движение с нарастающим ускорением. При графическом дифференцировании графика изменения осевых скоростей tgα, который показывает изменение ускорения газового потока, в зоне Н-В постоянно растет и носит положительное значение. В сечении В, которое совпадает со входными кромками лопаток первого рабочего колеса (РК) компрессора, tgα мгновенно меняет свое значение на отрицательное, поскольку после сечения В идет процесс сжатия газового потока с одновременным уменьшением осевых скоростей. Мгновенная смена значений tgα в сечении В свидетельствует о том, что это сечение является кинематической зоной жесткого (упругого) удара, которая генерирует мощные ударные волны в колебательном режиме, которые распространяются во все стороны одинаково,
рисунок 1в, [2], фиг.1. Осевая скорость входа Са газового потока в лопатки первого РК имеет расчетное значение при Vп = 0 .

После растормаживания тормозных колодок колес авиалайнер входит во взлетный режим с нарастающей скоростью полета Vп.

При этом зоны В, С сфероида исчезают под действием скоростного напора набегающего потока воздуха, остается только зона А,  газовый  поток в  которой начинает сжиматься, поскольку двигатель не успевает пропускать через себя весь набегающий поток воздуха, зона невозмущенного потока Н по оси двигателя начинает приближаться к последнему, характеристика изменений осевых скоростей становится более крутой, рисунок 1б, [2], с.22, фиг.1, Са при этом увеличивается выше расчетного значения, поскольку при Vп > 0 перед двигателем всегда генерируется дроссельная (тормозящая) зона заторможенного потока Н-f, рис. 18. 1, б, форма которой – параболоид со статическим давлением *Рн по его наружной поверхности, которая заканчивается на входном сечении воздухозаборника площадью Fвх, Зона заторможенного потока – это физическое явление, которое имеет место перед любым движущимся предметом в любой окружающей среде.

Кинематический анализ показывает, что при взлете до Vп=Ск на первых секундах взлета все рабочие колеса компрессора работают в режиме недогруза, поскольку статическое давление в зоне В-К ниже расчетного значения для взлетного режима, особенно в сечении В, соответственно осевые скорости газового потока выше расчетного значения, особенно в сечении В. Это очень
опасный режим взлета, поскольку, в первую очередь, он ведет к существенному увеличению Са в сечении В, что может привести к развитому срыву потока по корытцам лопаток первого рабочего колеса ротора осевого компрессора, заглоханию двигателя при взлете, снижению безопасности полетов, во вторую очередь, он ведет к снижению КПД, тяги двигателя.[1], с.49, рис.1.24.

Таким образом, наиболее опасным режимом взлета является режим до Vп=(0,2-0,3) Мп или 247-367 км/час (рубеж взлёта Ан-124 в зависимости от взлётного веса(Gвзл) начинается с *Vвзл. = 245 км/час…)

Для справки>>Число Маха(Мп)

Мп = V/a, где V – скорость потока в м/с, а – скорость звука в м/с. Таким образом число М как бы учитывает в себе скорость движения плюс изменение параметров воздушной среды через скорость звука, которая как раз от этих параметров и зависит.

 

При взлете и наборе высоты появление дополнительной внешней силы –дополнительная внешняя сила – гравитационная составляющей Рга, (1), направленной по оси двигателя за потоком, способствует дополнительному ускорению входящего газового потока в зоне Н-В(Рис 19.1), дополнительному уменьшению статического давления в сечении В-В, что автоматически генерирует дополнительное увеличение Са в этом же сечении выше расчетного значения, что неизбежно приводит к генерированию развитого срыва потока покорытцам лопаток первого РК компрессора. Это физическое явление абсолютно неизвестно ни в теории, ни конструкторам, проектирующим авиадвигатели, поскольку в современной ошибочной теоретической части полностью отсутствует кинематический анализ и теория относительности.

Таким образом, при взлете, особенно на первых секундах, на входных кромках лопаток первого рабочего колеса ротора осевого компрессора имеет место динамическая смена углов атаки в колебательном режиме от отрицательных (генерируемых увеличением Са) до положительных (генерируемых уменьшением Са). При определенных условиях, например, завышенной расчетной осевой скорости газового потока Са (240-250 м/с) на входе в первое рабочее колесо ротора осевого компрессора, высокой плотности
входящего потока при пониженных температурах и высокой влажности и др. динамическая смена углов атаки в колебательном режиме от отрицательного до положительного значения приводит к увеличению углов атака выше 5-7º, к развитому срыву потока по корытцам или по спинкам лопаток первого рабочего колеса ротора осевого компрессора, заглоханию двигателя при взлете, полете, посадке, снижению безопасности полетов.

В заключение:

Если при этом режиме взлета увеличивается плотность газового потока, входящего в двигатели, например: при минусовых температурах и повышенной влажности воздуха, при попадании в плотный туман, густую облачность, в реактивную струю от
двигателей пролетевшего самолета, при полете в инверсионном слое и др., то заглохание двигателей авиалайнера всегда идет по следующей схеме:

1. Увеличивается плотность газового потока в зоне H-f, зоне заторможенного потока, что способствует увеличению статического давления в этой зоне, одновременно увеличивается инерционность зоны заторможенного потока, существенно увеличивается ее дросселирующая (тормозящая) способность.
2. Увеличение дросселирующей (тормозящей) способности зоны заторможенного потока H-f мгновенно генерирует падение статического давления в сечении В, рис. 18.1, б, [2], с.22, фиг.1.
3. Падение статического давления в сечении В мгновенно генерирует увеличение осевой скорости потока Са в сечении В выше расчетного значения при одновременном увеличении силы и мощности ударных волн, генерируемых в кинематической зоне жесткого (упругого) удара в этом же сечении, рис.18. 1, б, поз.7.
4. Увеличение Са выше расчетного значения всегда приводит к развитому срыву потока по корытцам лопаток первого рабочего колеса компрессора, поскольку углы атаки при этом уменьшаются ниже –(5 – 7º), генерируется развитой срыв потока, который приводит к заглоханию двигателей авиалайнера в полете, снижению безопасности полетов.
4.1 Увеличение Са выше расчетного значения одновременно приводит к увеличению силы и мощности ударных волн, генерируемых в кинематической зоне жесткого (упругого) удара в сечении В в колебательном режиме. Эти ударные волны одинаково распространяются по всем направлениям. Ударные волны, которые направлены против потока, тормозят последний, уменьшая Са
ниже расчетного значения, что изменяет углы атаки выше 5-7º, что приводит к генерированию развитого срыва потока со спинок лопаток первого рабочего колеса компрессора, к заглоханию двигателей авиалайнера в полете, снижению безопасности полетов.

Источником генерирования помпажа или неустойчивой работы ВРД являются не лопатки последних РК КВД, как это принято в современной теории ВРД, а лопатки первого РК КНД, как это принято в единой теории движителей на непрерывных потоках.

Версии авиакатастрофы(очевидцев и компетентных лиц)

1.«На Ан-124 отказали три двигателя из-за помпажа, низкой газодинамической устойчивости (из-за конструктивного недостатка)

Двигатель диаметром 3 метра, внутри вращается ротор. Необходимо сделать зазоры между лопатками ротора и корпусом такими, чтобы при нагреве до рабочей температуры они не касались. Это было достигнуто за счет увеличения зазора, но ухудшения газодинамической устойчивости двигателя, — рассказывал Туманов МК .— Эта проблема считалась у самолетов несущественной. Как насморк у людей. И были случаи, когда самолет, у которого вчера отказал двигатель из-за помпажа, на следующий день опять пускали в рейс».

Комиссия, которая проводила расследование, указала, что подобные отказы двигателей Д-18Т по причине “помпаж” фиксировались 60 раз на разных бортах Ан-124 в течение десяти лет, предшествовавших трагедии.

Другое рассматриваемое объяснение состоит в том, что ошибочная команда от системы управления двигателем вызвала отключение, но это могло лишь быть следствием “Помпажа”, т.к важные системы на Ан-124(Д-18T) 4-х резервированные.

При этом, производитель этих моторов – украинское предприятие «Мотор Сич» – с выводами комиссии не согласился.

Эту версию, впрочем отвергли на украинском заводе «Мотор-Сич». Окончательное заключение комиссии до сих пор не обнародовано.

Очевидцы:

— Когда он только взлетел, я сразу заметил: у двигателя промелькнуло что-то красное, похожее на искры, — рассказывает Сергей Белоусов, который тогда работал помощником начальника восьмой пожарной части и оказался на летном поле. – Я тут же крикнул об этом напарникам, мы прыгнули в машины, но в этот момент уже увидели густой черный дым… На месте крушения мы были через несколько минут.

— Я был на аэродроме. Нам сразу стало ясно — что-то идет не так. Невооруженным глазом было видно, что самолет не может набрать высоту. Все произошло моментально…» — вспоминает Игорь Уткин.

— Баки Ан-124 были полными, а это около двух железнодорожных цистерн. Топливо разлилось, пожар вспыхнул мгновенно. Мы снимали людей прямо с горящих балконов, — рассказал Игорь Уткин.

*Личное мнение: Наиболее вероятная версияэто первичный Помпаждвигателя № 3(КПН)  из-за малого запаса газодинамической устойчивости двигателя с суммированием условий взлёта, загрузки, выбранного по номограмме в РЛЭ  самолета режим работы двигателей и т.п, с катастрофическими последствиями.

2.Самолет упал вследствие перегрузки

Ее сторонники объясняют, что на аэродроме Иркутского авиазавода короткая взлетная полоса и ее попросту не хватило «Руслану» для набора взлетной скорости.

В результате отрыв от земли был произведен на большем, чем положено, угле атаки. Вследствие чего увеличилось сопротивление, самолет потерял скорость и совершил падение.

При этом специалисты и летчики знали об этой проблеме. Для ее решения существовала практика, когда при необходимости полной загрузки Ан-124 взлетал с аэродрома авиазавода недозаправленным, перелетал в соседний Иркутский аэропорт, где дозаправлялся до максимума и отправлялся в рейс.

В этот раз якобы было решено сэкономить и лететь без промежуточной посадки в городской воздушной гавани, что и стало, по мнению сторонников этой версии, причиной трагедии.

Для справки: Ирку́тск-2 (Восто́чный) — экспериментальный аэродром «Иркутского авиазавода», используется для лётно-технических испытаний самолётов. Расположен на территории завода в северо-западной части города Иркутска. Аэродром по взлетной массе принимаемых ВС – 1 класса, способен принимать самолёты Ил-76, Ан-12 и все более лёгкие, а также вертолёты всех типов. Возможен приём самолётов Ан-124-100 «Руслан» с частичной загрузкой. Максимальная взлётная масса воздушного судна 320 тонн летом, 385 тонн зимой. Классификационное число ВПП (PCN) летом 31/R/B/X/T, зимой 37/R/B/X/T.

Взлётно-посадочные полосы
НомерРазмеры (м)Покрытие
14/322595 × 60бетон

*Версия не подтверждается.

Опытность экипажа и многократность выполнение аналогичных  перевозок *отвергает эту версию.

3. Версии связанные  с качеством топлива и неисправностями в топливной системе(топливного регулятора двигателя и электронной системы управления)

Комиссия изучала теорию о том, что причиной аварии была смесь «летнего и зимнего топлива». Грузовое судно вернулось из Вьетнама за два дня до крушения с значительным количеством топлива в баках.

Температура воздуха в Иркутске была ниже -20 ° C. Нормальный рабочий процесс предусматривает заправку баков топливом, модифицированным для предотвращения кристаллизации льда из частиц воды.

Смесь «летнего» топлива, используемого во Вьетнаме, и «зимнего» топлива, добавленного в Иркутске, не соответствовала бы требованиям для холодной погоды. В результате топливные фильтры могли быть быстро забиты частицами льда, что привело к прекращению подачи топлива в двигатели.

В частности, в 2009 году генеральный конструктор Запорожского машиностроительного конструкторского бюро “Прогресс” (предприятие-разработчик двигателей для Ан-124) Федор Муравченко высказал свое предположение.

Компетентные лица:

— Вот что, например, рассказывает генеральный конструктор «Ивченко Прогресс» Фёдор Муравченко в своей публикации, посвящённой иркутской трагедии 1997 года, когда военный «Руслан» рухнул на жилые дома, якобы из-за отказа на взлёте сразу трёх двигателей Д-18Т (помпажи на двух и отказ электромагнитного клапана на третьем). Досконально зная свой двигатель, Муравленко никогда не соглашался с выводами комиссии и в целях выяснения истинных причин катастрофы в течение десяти лет вёл на эту тему беспрецедентные исследования.

*И где же официальные результаты ?, косвенные представляю:

Для справки>> Газодинамическая устойчивость Д-18T:

с 2012 г. Запорожским ГП «Ивченко-Прогресс» (Украина) проведены работы по повышению надежности, газодинамической устойчивости и ресурса двигателя Д-18Т III-серии. Проводится разработка более современного двигателя Д-18Т IV-серии, 3М с цифровой системой управления типа FADEC, а также нового двигателя Д-18Т серии 5. Источник: http://bastion-karpenko.ru/An-124-100/ ВТС «БАСТИОН» A.V.Karpenko

Во многих экспериментах участвовал лично. Во время одного из них обжёг лёгкие жидким азотом, что, бесспорно, укоротило его яркую жизнь. Так вот его рассказ:

«Зная о том, что… акты Госкомиссии, мягко выражаясь, несостоятельны, я обратился за помощью к компании «Волга-Днепр», чтобы они задержали на аэродромах самолеты, возвратившиеся из дальнего рейса, и при отрицательной температуре вскрыли все четыре расходных бака, осуществив проверку на наличие льдообразований в расходном баке и топливе. Ранее «Авиалинии Антонова» отказали мне в этом, а Толмачев и Исайкин( компании «Волга-Днепр» сразу согласилась выполнить просьбу».

Как видим, на то и друзья, чтобы помощь приходила по первому зову. Провожая Ф.М. Муравленко в последний путь, его коллега глава «Мотор Сич» Вячеслав Богуслаев так подытожил изыскания соратника:

«Муравченко убедительно доказал, что в 1997 году в Иркутске «Руслан» упал по вине внешнего фактора – из-за образовавшейся корки льда, которая перекрыла проход топлива через фильтры. Он доказал всему миру, что льдообразование является виной многих крушений, после чего стали делать специальные очистители фильтров… Муравченко – это школа, эпоха. Пройдут десятилетия, прежде чем появится подобный ему конструктор». 

Большинство российских специалистов, кстати говоря, опровергают эту точку зрения. Так как при подготовке к вылету бортовой техник в обязательном порядке делает слив топлива из контрольных точек и проверяет его качество. При этом вода и лед в авиакеросине легко выявляется визуально.

Так как на самолёте применяется система контроля качества топлива, наличия воды в топливе
и централизованная система слива отстоя топлива, опытность экипажа и возможным наличием допускаемый %  антикристаллизационной жидкости  в топливе,  то следует *исключить эту версию.

5. Еще одна версия происшедшего указывает на человеческий фактор и халатность экипажа.

В частности, в качестве доказательств приводятся неофициальные свидетельства пожарного, который в момент подготовки «Руслана» к вылету дежурил на аэродроме.

С его слов, экипаж Ан-124, не прогрев до конца двигатели, порулил на взлет и сразу взлетел. При этом температура воздуха была ниже минус 20. Обычно в таких случаях, объяснял пожарный, двигатели прогревали долго. А тут 5 минут – и сразу в небо!

Для справки: Д-18ТРУКОВОДСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИДВИГАТЕЛЬ – ПРОГРЕВ 1. После каждого запуска двигателя перед выводом на повышенные режимы прогрейте двигатель в следующей последовательности.

1.1. Перед выводом двигателя на режимы выше ЗМГ до 0,4 номинального включительно проработайте на режиме ЗМГ не менее 4 мин с учетом времени запуска. Это время может быть совмещено с рулевым самолетом. В конце прогрева двигателя на режиме ЗМГ температура масла на входе в двигатель должна быть не ниже минус 5 “С.

1.2. Перед выводом двигателя на режимы выше 0,4 номинального до 0,7 номинального включительно проработайте на режиме 0,4 номинального не менее 2 мин. После прогрева двигателя на режиме 0,4 номинального перед выводом на режимы 0,7 номинального и выше включите вручную перепуск воздуха из-за 2-й ступени КВД, как указано в РЛ самолета.

1.3. Перед выводом двигателя на режимы выше 0,7 номинального проработайте на режиме 0,7номинального не менее 2 мин.

2. Прогрев двигателей на режимах 0,4 и 0,7 номинального выполняйте перед каждым взлетом самолета на исполнительном старте непосредственно перед выводом двигателей на требуемый для взлета режим. 

2.1. *При необходимости, оговоренной РЛ самолета, разрешается на исполнительном старте перед взлетом в условиях Тн < +40 °С (6.012.17 г. Тн = – 20°С) выполнять на режимах 0,4 и 0,7 номинального сокращенный прогрев двигателя, для чего необходимо проработать по 1 мин на режимах 0,4 и 0,7 номинального (см. пп. 1.2 и 1.3), при этом перед сокращенным прогревом на режимах 0,4 и 0,7номинального двигатель должен проработать на режиме ЗМГ не менее 4 мин без учета времени запуска.

*Личное мнение: из слов очевидца – взлёт был произведён  через 5 мин после выруливания на исполнительный, соответствует РЛЭ и получается экипаж не нарушая РЛЭ, но допустил не обдуманную ошибку в условиях низких температур, высокой плотности наружного воздуха на входе в компрессор, а дальше смотри предыдущий материал заголовкаПричины заглохания воздушно-реактивных двигателей при взлете, полете, посадке”…

Для справки>>Д-18Т ранних версий:

Д-18Т — трёхвальный (ротор вентилятора, ротор низкого давления и ротор высокого давления), с высокой степенью двухконтурности (5,6 — более 80 % подаваемого вентилятором воздуха не поступает в компрессор и не участвует в горении, а просто отбрасывается, создавая тягу), тягой у земли на взлётном режиме 23,43 тонна-силы. Каждый двигатель оборудован электронной системой управления (ЭСУ). Возможен последовательный запуск двигателей в любой произвольной последовательности либо ускоренный автоматический запуск (1-3-2-4). Двигатели имеют низкую газодинамическую устойчивость на взлётных режимах и массу различных ограничений в эксплуатации, в том числе по ветру на аэродроме.

 

*На кануне авиакатастрофы, как пример привожу  аналогичный случай: 1 сентября 1997 года на Ан-124 (RA-82013) во время взлёта в аэропорту Братска при взлётном весе 387 тонн произошёл помпаж 2-го двигателя. Экипаж пошёл на вынужденную посадку, выполнил выравнивание на высоте более 10 метров. Потерял скорость и просел. Для уменьшения вертикальной скорости увеличил тангаж. При посадке коснулся ВПП основными стойками шасси и створками грузового люка, серьёзно их повредив. Никто из членов экипажа не пострадал. Самолёт и груз удалось спасти.                       Должных выводов не было сделано!

3. Если в процессе прогрева двигателя при температурах наружного воздуха плюс 45 °С и выше при выводе на режим выше 0,4 номинального не происходит увеличение параметров двигателя (при этом КПВ КВД открыты и ЭСУ работает в режиме ограничения температуры газов за ТСД), продолжайте перемещать РУД до момента закрытия КПВ КВД и начала увеличения параметров двигателя, после чего установите режим 0,7 номинального и завершите прогрев.[/il_note] 

Другое рассматриваемое объяснение  версия катастрофы основывается на мнении, что ее причиной могла стать радиосигнал, в результате чего произошел сбой бортовой электроники самолета.

Так спустя полтора года после трагедии при подведении итогов расследования в СМИ просочились сведения, что во время взлёта был зафиксирован сильный радиоимпульс с земли. Это могло произойти, например, если кто-то позвонил на радиотелефон одному из пассажиров Ан-124.

При таком варианте возможно, что катастрофа могла быть кем-то подстроена. Так некоторые конспирологи указывают на то, что определенным силам было выгодно сорвать поставки российских военных самолетов во Вьетнам (куда должен был лететь несчастный «Руслан») и в прочие азиатские страны.

Другие считают, что выгода тех, кто подстроил катастрофу, могла заключаться в том, чтобы выбить военно-транспортную авиацию, к которой и был приписан погибший самолет, из коммерческих перевозок. А там были миллионные контракты…(Имеет право на жизнь в настоящее время в связи с обострением конкуренции на рынке)

Катастрофа послужила поводом для проведения независимого расследования коммерческих операций ВВС.

Выяснилось, что ИАПО заключило контракт на 1,7 миллиона долларов с российской частной компанией Cargo Trans на транспортировку шести Су-27 во Вьетнам. Cargo Trans не зарегистрирован в качестве коммерческого оператора авиаперевозок Федеральной авиационной службой России.

Сообщается, что Cargo Trans возглавляет бывший заместитель директора Росвооружения, государственного агентства по экспорту вооружений. Cargo Trans перевела 1,4 миллиона долларов офшорной компании Cargo Lift, зарегистрированной на Кипре. В конце концов, российские ВВС получили только 327 000 долларов, что составляет менее одной пятой от первоначальной суммы контракта, на поставку истребителей.

Источник: Flight International

Чаще такие, не законные сделки “в смутные времена” приводили к перегрузу зафрактованных  транспортных  самолётов и являлась причиной  авиакатастроф, например: Ан-12(аэр. Завитинск), Ан-22(аэр. Тверь)…

В 1999 году в Иркутске на улице Мира на месте одного из разрушенных домов возведен храм Рождества Христова, первая же служба в котором была посвящена памяти погибших.

Храм Рождества Христова. Фото: Оленникова Мария, ИА IrkutskMedia
Каждый год 6 декабря ровно в 14.45 на весь микрорайон Иркутск-2 слышатся звуки колокола.
Горожане вспоминают жертв страшной авиакатастрофы 1997 года. Именно в этот день и в этот час военно-транспортный самолет Ан-124 «Руслан» 23 года назад рухнул на жилой дом…

В заключение

Из анализа доступной информации и выше изложенного можно судить о “причинах последовательного отказа двигателей” на взлёте, следующим образом:
“…Через 3 секунды после отрыва от взлётно-посадочной полосы на высоте 5 метров в условиях роста угловой скорости по тангажу произошёл “помпаж” двигателя № 3 по причине: малого запаса газодинамической устойчивости на взлётном режимедалее вероятней всего, по инструкции полагается продублировать отключение вручную и бортинженер по ошибке не исключается: «продублировал» выключение другого двигателя №2 или из-за образовавшейся корки льда, которая перекрыла проход  топлива  через фильтры(маловероятно), или отказа топливного регулятора приведшее к самовыключению двигателя. Ещё через 2 секунды под влиянием скольжения и большого угла атаки (не превышающего максимально допустимый) на высоте 66 метров произошёл “помпаж” двигателя № 1 по причине: малого запаса газодинамической устойчивости на взлётном режиме…, после чего самолёт перешёл на снижение и разрушился при столкновении со строениями и землёй”.

На основании анализа имеющейся доступной информации и материала “Теории турбореактивных двигателей на непрерывных потока”, 2013г. могу выразить своё мнение:  что  основной причиной авиакатастрофы Ан-124 «Руслан» 6.12.1997г. является :

Помпаж двигателей Д-18Т №3 и №2 из-за неточности проектирования воздушно-реактивных двигателей Д-18Т(ранних выпусков), снижающих их газодинамическую устойчивость работы при взлете, полёте и посадке, который относится к конструктивно производственному недостатку(КПН)

Для справки>> Газодинамическая устойчивость Д-18T:

*Ответ на косвенные причины авиакатастрофы с 2012 г. Запорожским ГП «Ивченко-Прогресс» (Украина) проведены работы по повышению надежности, газодинамической устойчивости и ресурса двигателя Д-18Т III-серии. Проводится разработка более современного двигателя Д-18Т IV-серии, 3М с цифровой системой управления типа FADEC, а также нового двигателя Д-18Т серии 5. Источник: http://bastion-karpenko.ru/An-124-100/ ВТС «БАСТИОН» A.V.Karpenko

По теме:

Непревзойденный в своем роде. ТРДД Д-18Т. Часть1

One thought on “Разрушительная авиакатастрофа Ан-124, без срока давности

  1. Мнение: Земляки – сибиряки должны знать правду о трагедии, в ни в чём не повинных, а живущим в назидание: “Лучше горькая правда, чем сладкая ложь” и “В авиации нет мелочей”…

Comments are closed.