анализ конструкции и технической эксплуатации самолета embraer-135bg

Согласно маркетинговым исследованиям [26] объем продаж в России средств малой авиации составляет последние годы около 200 шт. в год. При этом преобладает импортная техника. Сегмент самолетов составляет около 47%. Доля импортных самолетов – около 33%, на самолеты российского производства приходится всего 14% рынка.
Крупнейшим поставщиком легких самолетов в Россию является американская фирма Cessna Aircraft Company. Почти половина легких самолетов авиации общего назначения, используемых в мире, произведена этой компанией. Самолеты Cessna-172 используются в авиационных академиях, школах, клубах уже десятки лет и считаются самыми распространенными. Модель зарекомендовала себя как надежный и неприхотливый инструмент для обучения. На сегодняшний день десятки тысяч самолетов Cessna используются как для обучения, так и для решения задач авиации общего назначения и коммерческих перевозок на всех континентах.
В то же время, по данным Международной организации гражданской авиации, в мире насчитывается более 18000 фирм, занимающихся разработкой и производством легких самолетов. Среди них и российские фирмы. Безусловными флагманами остаются ОКБ им. П.О. Сухого, А.С. Яковлева, С.В Ильюшина. Помимо них на рынке группа «Каскол», компании «Техноавиа», «Интеравиа» и многие др. Нельзя сказать, что их продукция не востребована. Возможно даже, что востребована больше за рубежом. И тем отчетливее возникает вопрос: каковы же конкурентные преимущества самолетов Cessna на российском рынке? Почему Cessna Aircraft Company прочно занимает на нем свою нишу?
Представляемая дипломная работа является попыткой ответить на эти вопросы путем сравнительного анализа конструктивных и эксплуатационных особенностей самолета embraer-135bg и его силовой установки на фоне нескольких самолетов–аналогов зарубежного и отечественного производства.
Конструктивные и эксплуатационные особенности рассматриваемого самолета являются, таким образом, предметом нашего исследования. Их выявление и сравнительный анализ – наша цель, для достижения которой потребуется решить следующие задачи:
- провести обзор технической документации и специальной литературы и выявить из множества воздушных судов авиации общего назначения ближайшие зарубежные и отечественные аналоги самолета embraer-135bg;
- выделить наиболее значимые критерии сравнения самолета embraer-135bg и аналогов и сравнить самолеты по выделенным критериям;
- выявить и охарактеризовать особенности конструкции и эксплуатации основных систем самолета embraer-135bg: планера, системы управления, шасси;
- выявить и охарактеризовать особенности конструкции и эксплуатации основных систем силовой установки самолета embraer-135bg: системы топливопитания, двигателя и движителя.
embraer-135bg – одна из последних модификаций модели семейства самолетов embraer-135bg. Сегодня она входит в парк учебно-тренировочных самолетов Санкт- Петербургского государственного университета гражданской авиации. И поэтому именно эта модификация стала объектом нашего исследования.

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ОБЗОР КЛАССА ВОЗДУШНЫХ СУДОВ – АНАЛОГОВ САМОЛЕТА EMBRAER-135BG 5
2. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ КОНСТРУКЦИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОСНОВНЫХ СИСТЕМ САМОЛЕТА embraer-135bg 18
2.1. Анализ особенностей конструкции и эксплуатации системы навигации ВС Embraer -135BJ 18
2.2. Анализ особенностей конструкции и эксплуатации «Центральная система технического обслуживания (Central maintenance computer) ВС Embraer 135 BJ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 61

Проведенный в настоящей работе сравнительный анализ конструктивных и эксплуатационных особенностей самолета embraer-135bg и его зарубежных и отечественных аналогов строился до сих пор на основании данных технической документации и литературы. Считаем важным обратиться и к отзывам обслуживающего персонала российских эксплуатирующих организаций.
Специалисты отмечают следующие особенности самолета embraer-135bg, облегчающие его обслуживание и положительным образом сказывающиеся на качестве обслуживания и безопасности полетов.
Топливные горловины самолетов embraer-135bg имеют крышки, закрываемые вручную без помощи какого-либо инструмента и не прикрытые какими-либо лючками, что сокращает время заправки и упрощает ее. Заливные же отверстия топливных и масляных баков некоторых легких отечественных самолетов закрыты лючками, фиксируемыми замками типа «дзус», для открытия которых требуется отвертка под шлиц. Открытие таких замков занимает некоторое время, если их проточки под шлиц сильно изношены. Постоянное же ношение с собой отвертки чревато тем, что ее можно забыть внутри самолета, исходя из чего многие техники заводят личные отвертки, вместо того чтобы пользоваться отвертками из комплектов инструмента для обслуживания самолетов. Проконтролировать местонахождение забытого личного инструмента техников практически невозможно, так как он не входит в комплект инструментов для обслуживания самолетов. Забывать же различный инструмент и другие посторонние предметы, не имеющие отношения к полетам, внутри воздушного судна недопустимо по причине его возможного попадания в жизненно важные узлы и системы воздушного судна и их повреждения либо заклинивания, что в конечном итоге может оказать серьезное влияние на безопасность полетов.
Большая часть технологических лючков, а также зализы крыльев и стабилизаторов некоторых легких отечественных самолетов фиксируются в закрытом положении винтами, вворачиваемыми в гайкопистоны, тогда как большая часть технологических лючков самолета embraer-135bg фиксируется в закрытом положении саморезами, вворачиваемыми в натплейты (гайкопластины). Усилия при вворачивании саморезов в натплейты существенно меньше, чем при вворачивании винтов в гайкопистоны, что экономит труд и время обслуживающего персонала.
Капоты некоторых легких отечественных самолетов фиксируются большим количеством замков «дзус» и винтов, в то время как капоты самолета embraer-135bg фиксируется в закрытом положении шестью замками типа «дзус», что сокращает время снятия и установки капотов.
Иногда при техническом обслуживании самолетов требуется снимать кресла пилотов, чтобы обеспечить доступ к каким-либо элементам самолета. Кресла некоторых легких отечественных самолетов фиксируются в кабине морскими болтами, доступ к которым чрезвычайно затруднен, что увеличивает время на съем и установку кресел. В самолете embraer-135bg кресла пилотов передвигаются по направляющим рельсам, а их перемещение ограничивается стопорами в виде обычных болтов, легко доступных для отвинчивания и завинчивания.
Клапаны для слива отстоя топлива некоторых легких отечественных самолетов расположены внизу фюзеляжа самолетов, закрыты технологическими лючками-обтекателями и имеют подпружиненный кран для открытия клапана. Клапаны слива отстоя самолета embraer-135bg расположены на нижней части высокого крыла, не закрыты лючками и открываются путем нажатия на них трубкой штатного стаканы для слива отстоя, что существенно сокращает время контроля качества топлива.
Штурвальная струбцина самолета embraer-135bg имеет более простую конструкцию, чем аналогичные струбцины некоторых легких отечественных самолетов, что обусловливает меньшее время ее установки и снятия.
Съем и установка дверей кабины самолета embraer-135bg менее трудоемки, чем тот же процесс на некоторых легких отечественных самолетах, за счет простоты наружных петель навески дверей самолета embraer-135bg в отличие от внутренних петель навески дверей некоторых других самолетов.
В самолете embraer-135bg имеется свободный доступ к штурвальной колонке для ее обслуживания в отличие от некоторых других самолетов.
Запуск двигателя самолета embraer-135bg осуществляется с помощью электростартера в отличие от запуска сжатым воздухом некоторых двигателей старшего поколения, что устраняет необходимость в постоянном наличии на аэродроме баллонов со сжатым воздухом.
Доступ к тягам управления двигателем в самолете embraer-135bg гораздо лучше доступа к аналогичным тягам некоторых легких отечественных самолетов.
Шасси самолета embraer-135bg оснащено дисковыми тормозами, во-первых, более эффективными, чем камерные тормоза некоторых самолетов старшего поколения, во-вторых, менее трудоемкими в обслуживании и замене тормозных колодок.
Обслуживание гидравлической тормозной системы самолета embraer-135bg требует значительно меньше времени в сравнении с воздушной тормозной системой некоторых самолетов старшего поколения за счет простоты конструкции данной системы.
Резиновые шланги гидравлических систем самолета имеют большой срок службы – 10 лет.
Процесс перебортирования колес основного шасси самолета embraer-135bg занимает гораздо меньше времени, чем аналогичный процесс на некоторых легких отечественных самолетах. Ступицы колес основного шасси самолета embraer-135bg состоят из двух частей, соединенных тремя болтами. Шины на ступицах колес основного шасси некоторых легких отечественных самолетов фиксируются с двух сторон кольцами с буртиками. Кольца стопорятся на ступицах с помощью 4 полуколец, по два на каждое кольцо. Вытащить стопорные полукольца составляет немало труда и времени. Проще и быстрее развинтить три болтовых соединения ступицы embraer-135bg.
В самолете embraer-135bg все радиооборудование сосредоточено на приборной панели, и доступ к нему ничем не затруднен. В некоторых других самолетах доступу к радиооборудованию препятствуют панели кабины.
Отмечаются и особенности отрицательного характера.
Стыковка плоскостей крыла самолета embraer-135bg несколько сложнее, чем у некоторых легких отечественных самолетов, из-за стесненного доступа к узлам навески плоскостей.
Аккумулятор самолета embraer-135bg расположен под капотом у пожарной перегородки и имеет накидные клеммы. Для замены или зарядки аккумулятора необходимо сначала снять оба капота, верхний и нижний, снять крышку короба аккумулятора, ослабить гаечными ключами болты, фиксирующие клеммы, снять клеммы и только потом вынуть аккумулятор или подключить к нему зарядное устройство. После установки аккумулятора нужно проделать все действия в обратном порядке. Все это требует большого количества времени. В некоторых отечественных самолетах вместо клемм используются штекеры, позволяющие сократить общее время обслуживания аккумулятора.
Специалисты-ремонтники отмечают также следующие характерные неисправности и отказы самолета embraer-135bg: отказ концевых выключателей системы управления закрылками; заклинивание троса системы управления закрылками; трещины на сварных швах патрубков выхлопной системы; трещины в районе сварных швов горловин алюминиевых топливных баков; коррозия подшипников и внешних обойм подшипников основных колес шасси при длительной стоянке; разрушение резиновых уплотнений в амортизационных стойках носовой опоры шасси; разрушение уплотнительных прокладок впускных патрубков в результате перетяжки стяжных болтов; засорение топливных фильтров в результате использования бензина АИ-95; забивание маслосъемных колец и их расточек, а также направляющих каналов клапанов цилиндров коксом, образовавшимся при взаимодействии автомобильного бензина АИ-95 и авиационного масла, следствием чего является прогар клапанов цилиндров и разрушение направляющих каналов клапанов после 70 часов эксплуатации двигателя на автомобильном бензине АИ-95; отказ датчика температуры выхлопных газов; отказ датчика давления топлива; отказ блока управления генератором; отказ антенны GPS.
Очевидно, причиной значительной доли вышеприведенных неисправностей является нарушение условий хранения и эксплуатации.
В целом же обслуживающий персонал эксплуатирующих организаций отмечает, что самолет embraer-135bg имеет хороший доступ практически ко всем узлам и агрегатам и весьма технологичен для оперативного технического обслуживания.
Что касается анализа технической документации и литературы, то здесь подытоживая настоящую работу можно сделать следующие выводы.
Конструкцию самолета embraer-135bg отличают высокое аэродинамическое качество, сравнительно небольшая масса при довольно большой вместимости, достаточно высокая прочность и жесткость.
По максимальной взлетной массе embraer-135bg находится примерно в середине интервала масс выбранных самолетов. Все элементы отделки салона облегчены для использования в авиации.
При производстве самолета embraer-135bg применяется потайная клепка, обеспечивающая гладкие поверхности самолета, что придает ему высокие скоростные характеристики. При этом применяются обычные вытяжные заклепки, что значительно упрощает технологию сборки.
Серийность самолета позволяет обеспечить взаимозаменяемость деталей и узлов самолета без их подбора и пригонки, что повышает качество сборки и улучшает ремонтопригодность самолета.
Небольшая потребная длина разбега и пробега при взлете и посадке, трубчатые стойки шасси с применением пневматиков низкого давления, позволяют эксплуатировать самолет с минимально подготовленных грунтовых взлетно-посадочных полос и аэродромов ограниченных размеров.
Самолет имеет хорошую сбалансированность масс относительно оси основных колес. Для получения минимального радиуса разворота при наземном обслуживании самолет может быть развернут вручную на основных стойках шасси путем надавливания на шпангоут хвостового конуса, расположенный перед стабилизатором.
Оснащение самолетов embraer-135bg и Cirrus SR-20 обтекателями шасси позволяет увеличить скорость на 2…4 км/ч, и это увеличение тем больше, чем больше скорость самолета.
Самолет Cessna-272S в базовой комплектации оснащен стандартным набором средств обеспечения безопасности, в частности аварийным передатчиком, ремнями безопасности, огнетушителем, детектором угарного газа, установленном на противопожарной перегородке со стороны двигателя. В стенках кабины и дверей устанавливаются на клеевой основе шумо- и виброизоляционные вставки и теплоизоляционные панели. Отделочные материалы отвечают нормам по горючести.
Мощность двигателя Lycoming IO-360-L2A, используемого на самолете embraer-135bg, в соотношении с массой двигателя и массой самолета обеспечивает сравнительно высокую удельную тягу (0,60 л.с./кг) и энерговооруженность самолета (0,16 л.с./кг).
Конструктивно двигатель в целом отличают инжекторная система впрыска топлива, обеспечивающая экономичность и высокий к.п.д., и система двойного зажигания с двумя свечами на каждый цилиндр и двумя магнето двигателя, обеспечивающая более полное сгорание топлива и повышающая надежность зажигания. Надежность системы питания воздухом также повышена использованием в конструкции воздухозаборника дополнительной дверцы на случай перекрытия основного воздухозаборного экрана.
Топливная система самолета embraer-135bg при соблюдению ограничений по топливу обеспечивает надежную работу двигателя посредством дублирования основного топливного насоса в случае его отказа подкачивающим насосом, а также посредством перераспределения при необходимости потоков топлива из разных баков и посредством использования возможностей системы возврата топлива.
Двухлопастный винт фиксированного шага соответствует назначению самолетов типа embraer-135bg с мощность двигателя до 200 л.с. В данной эксплуатационной нише недостаток винта фиксированного шага – невозможность обеспечения оптимального соотношения мощности и скорости на режимах взлета и крейсерского полета – компенсируется простотой конструкции, простотой изготовления, малой массой, отсутствием необходимости обслуживания механизма изменения шага.
Приближенный и уточненный расчет диаметра винта для скоростного и крейсерского режимов и сравнение результатов расчета с действительным диаметром винта самолета embraer-135bg показывают, что действительный диаметр практически совпадает с диаметрами, рассчитанными для скоростного режима, использующего полную мощность двигателя. Очевидно, проектировщики самолета, подбирая винт, отдали предпочтение скоростным характеристикам и маневренности самолета, сделав его в первую очередь учебно-тренировочным летательным аппаратом.
В ценовом ряде, состоящем из самолета embraer-135bg и ближайших аналогов, интересно то, что верхняя ценовая граница ряда (420…430 тысяч долларов) втрое превышает нижнюю (120…140 тысяч долларов), при том что технические характеристики самолетов, влияющие на ценообразование и рассмотренные в настоящей работе, отличаются максимум в 1,5 раза. Причина этого, с одной стороны, кроется, видимо, в более низкой цене труда российских авиастроителей и в маркетинговой политике продвижения нового товара, а, с другой стороны, возможно, причина - в эксплуатационных составляющих, безопасности и стоимости эксплуатации. Не менее интересно и то, что среди ближайших аналогов embraer-135bg (295…305 тысяч долларов) занимает второе сверху место по цене лишь по порядку, а по абсолютному значению цены находится чуть выше середины ценового интервала, что выгодно отличает самолет.
Снижению эксплуатационных расходов самолета embraer-135bg способствует то обстоятельство, что в России уже работает технический сервисный центр компании, где оперативно и качественно производится диагностика, техническое обслуживание, ремонт и обеспечение запасными частями поршневых самолетов Cessna на уровне, принятом во всех странах, где они эксплуатируются.
На основании вышесказанного считаем целесообразным изучение конструкции, летно-технических характеристик и особенностей эксплуатации самолета embraer-135bg в процессе подготовки специалистов по эксплуатации и обслуживанию авиационной техники в специальных учебных заведениях и учебно-тренировочных центрах Российской Федерации.

1. Cessna Model 172S Skyhawk SP Nav III Avionics option Pilot’s Operating Handbook.- Original Issue, 25 February 2005.
2. Cetus aero: летайте вместе снами!- http://www.cetus.aero/text/76189580
3. Lycoming 360 Series. Rugged reliability meets silky smooth performance.- Lycoming, 2004.
4. Lycoming. Some engines purr like kittens.- Lycoming, 2004.
5. O-360 & IO-360 series engines overhaul manual.- Superior Air Parts Inc., March 2005.
6. Авиация общего назначения: Рекомендации для конструкторов/ В.Г. Микеладзе, А.И. Дунаевский, В.Д. Боксер и др. Под ред. В.Г. Микеладзе.- Жуковский: ЦАГИ, 1996.- 300 с.
7. Авиация: Энциклопедия/ М.М. Абдулгамидов, В.Х Абианц, Г.Н. Абрамович и др. Гл. ред. Г.П. Свищев.- М.: Большая Российская энциклопедия, 1994.- 736 с.
8. Агролет.- http://www.agrolet.ru/chemistry_12?prn=1
9. Александров В.Л. Воздушные винты.- М.: Оборонгиз, 1951.- 448 с.
10. Арепьев А.Н. Вопросы проектирования легких самолетов. Выбор схемы и параметров.- М.: МГТУГА, 2001.- 136 с.
11. Бадягин А.А., Мухамедов Ф.А. Проектирование легких самолетов.- М.: Машиностроение, 1978.- 208 с.
12. Воздушный кодекс РФ от 19 марта 1997 г. №60-ФЗ (с изменениями от 8 июля 1999 г., 22 августа, 2 ноября, 29 декабря 2004 г., 21 марта 2005 г., 18 июля, 30 декабря 2006 г., 26 июня, 8 ноября, 1, 4 декабря 2007 г., 14, 23 июля, 30 декабря 2008 г., 18 июля 2009 г., 23 июля 2010 г.).- http://sklad-zakonov.narod.ru/avia/vk_rf.htm
13. Житомирский Г.И. Конструкция самолетов.— М.: Машиностроение, 1991.— 400 с.
14. Ил-103.- http://www.aviaport.ru/directory/aviation/il103/
15. Ил-103.- http://www.ilyushin.org/products/passenger/103.html
16. Когге Ю.К., Майский Р.А. Основы надежности авиационной техники.- М.: Машиностроение, 1993.- 176 с.
17. Конструкция самолетов/ А.Н. Глаголев, М.Я. Гольдинов, С.М. Григоренко.- М.: Машиностроение, 1975.- 480 с.
18. Котельников В.Р. Отечественные авиационные поршневые моторы (1910-2009).– М.: Русский фонд содействия образованию и науке, 2010.– 504 с.
19. Кравец А.С. Характеристики воздушных винтов.- М.: Оборонгиз, 1941.- 262 с.
20. Кузнецов А.А. Инвестиционное обеспечение развития гражданской авиационной деятельности в России – М.: Экономика, 2005.– 159 с.
21. Лапшин А.М., Анохин П.И. Авиационный двигатель М-14П.- М.: Транспорт, 1976.- 229 с.
22. Постановление Правительства РФ от 11 марта 2010 г. №138. Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации.- http://sklad-zakonov.narod.ru/avia/pprf_138.htm
23. Проектирование конструкций самолетов/ Е.С. Войт, А.И. Ендогур, З.А. Мелик-Саркисян и др.- М.: Машиностроение, 1987.- 416 с.
24. Проектирование самолетов/ С.М. Егер, В.Ф. Мишин, Н.К. Лисейцев и др. Под ред. С.М. Егера.- М.: Машиностроение, 1983.- 616 с.
25. Рекомендации по технологичности самолетных конструкций/ М.М. Богомолова, Л.А. Голомидова, Н.Н. Губин и др. Под общ. рук. и ред. С.М. Лещенко.- М.: НИИТОП НИАТ, 1972.- 684 с.
26. Российский рынок легких самолетов и вертолетов. Маркетинговое исследование: отчет.- Консалтинговая компания «Амико», 28 ноября 2008.- 55 с.
27. Смирнов Н.Н. Эксплуатационная технологичность самолетных конструкций.- М.: Оборонгиз, 1963.- 126 с.
28. Современные технологические процессы сборки планера самолета/ Ю.Л. Иванов, В.Ф. Кузьмин, Б.Н. Марьин и др. Под ред. Ю.Л. Иванова.- М.: Машиностроение, 1999.- 304 с.
29. Технологичность авиационных конструкций, пути повышения. Ч. 1/ И.М. Колганов, П.В. Дубровский, А.Н. Архипов.- Ульяновск: УлГТУ, 2003.- 148 с.
30. Технология самолетостроения/ А.Л. Абибов, Н.М. Бирюков, В.В. Бойцов и др. Под ред. А.Л. Абибова.- М.: Машиностроение, 1982.- 551 с.
31. Торенбик Э. Проектирование дозвуковых самолетов/ Пер. с англ. Е.П. Голубкова.- М.: Машиностроение, 1983.- 648 с.
32. Углов Б.А. Анализ эксплуатационной технологичности летательных аппаратов.- Куйбышев: КуАИ, 1980.- 82 с.
33. Як-112.- http://www.aviaport.ru/directory/aviation/yak112/
34. Як-112.- http://www.yak.ru/PROD/current_112.php