Top Banner
30 Marzec 2005 Śmigłowiec Mi-8P to statek powietrzny produkcji radzieckiej skonstruowany w ukła- dzie jednowirnikowym ze śmigłem ogono- wym, napędzany dwoma silnikami turbinowy- mi TW2-117 o maksymalnej mocy 1500 KM każdy. Śmigłowiec jest przystosowany do transportu 28 pasażerw. Jego maksymalny udźwig wynosi 4000 kg, a prędkość: maksy- malna 250 km/h, przelotowa 225 km/h. Śmigłowiec jest wyposażony w instalacje przeciwoblodzeniowe płatowca i silnikw oraz układ automatycznej rejestracji parame- trw lotu SARPP-12D1M zapisujący 6 para- metrw lotu w trybie ciągłym. Instalacje przeciwoblodzeniowe płatowca i silnikw składają się z następujących ukła- dw: przeciwoblodzeniowego łopat wirnika nośnego i śmigła ogonowego, przeciwoblo- dzeniowego szyb kabiny załogi i przeciwo- blodzeniowego tuneli wlotowych silnikw oraz łopatek aparatw kierujących pierwsze- go stopnia sprężarek i tuneli wlotowych. Zasada działania układw przeciwoblo- dzeniowych łopat wirnika nośnego i śmigła ogonowego oraz szyb kabiny załogi polega na zamianie energii elektrycznej w cieplną. Układ przeciwoblodzeniowy tuneli wloto- wych silnikw działa na zasadzie wykorzy- stywania ciepła powietrza wytwarzanego przez silniki TW2-117. Ciepło to, doprowa- dzane do tuneli i ich części wlotowych, za- pewnia właściwą pracę silnika w warunkach niskich temperatur i dużej wilgotności ota- czającego powietrza chroni wlotowe czę- ści silnikw przed wystąpieniem na nich po- włoki lodowej. Na śmigłowcu zamontowany jest sygnali- zator oblodzenia RIO-3, ktry w wypadku pojawienia się oblodzenia automatycznie włącza instalację przeciwoblodzeniową. Kie- dy na powierzchni czułej trzpienia pojawi się warstwa lodu, słabnie promieniowanie beta radioaktywnego izotopu, do bloku elektrycz- nego przekazywany jest wtedy impuls (na- pięcie) do włączenia instalacji. Jeśli warstwa lodu narasta w tym czasie także na profilach aparatu kierującego, zostaje zakłcony opływ powietrza na łopatkach sprężarki, na ich po- wierzchni powstają zaburzenia, co może spo- wodować pompaż silnika, a w następstwie jego zgaśnięcie. Aby zapobiec takiej sytuacji, instrukcja użytkowania śmigłowca w locie zobowiązuje załogę do włączenia instalacji przeciwoblo- dzeniowej na zakres pracy RĘCZNY na 2 - - 3 minuty przed wejściem w chmury lub w strefę oblodzenia. Podczas lotu śmigłowca Mi-8P nr 632 z Wrocławia do Warszawy w dniu 4 grudnia 2003 roku instalacja prze- ciwoblodzeniowa była przez cały czas włą- czona na zakres pracy AUTOMAT. Śmigłowce Mi-8 i Mi-17 należą do najbar- dziej niezawodnych maszyn w swej klasie, co potwierdzają dane eksploatacyjne i statystyki światowe. Przyczyny wypadkw tych śmi- głowcw są rżne: od nieprzestrzegania re- gulaminu lotw, nadmiernej eksploatacji (przeważnie przez cywilne firmy w krajach o stosunkowo niskiej kulturze lotniczej), po- rzez kolizje podczas wykonywania lotw gru- powych aż do zderzeń z ptakami czy zaha- czeń o linie wysokiego napięcia. Można więc Płk mgr inż. Zbigniew Drozdowski Mjr mgr inż. Cezary Musiał Inspektorat MON ds. Bezpieczeństwa Lotw Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda Michałowskiego Oblodzenie wciąż groź- ne, zamieszczonego w numerze 4/2004 Przeglądu WLOP, dotyczącego awarii śmigłowca Mi-8 z 36. specjalnego pułku lotnictwa transportowego zaistniałej 4 grudnia 2003 roku. Przedstawiają wyniki badań podkomisji technicznej KBWL MON przeprowadzonych w związku z tą awarią.
15

Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

Aug 09, 2020

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

30 Marzec 2005

Śmigłowiec Mi-8P to statek powietrznyprodukcji radzieckiej skonstruowany w ukła-dzie jednowirnikowym ze śmigłem ogono-wym, napędzany dwoma silnikami turbinowy-mi TW2-117 o maksymalnej mocy 1500 KMkażdy. Śmigłowiec jest przystosowany dotransportu 28 pasażerów. Jego maksymalnyudźwig wynosi 4000 kg, a prędkość: maksy-malna � 250 km/h, przelotowa � 225 km/h.Śmigłowiec jest wyposażony w instalacje

przeciwoblodzeniowe płatowca i silnikóworaz układ automatycznej rejestracji parame-trów lotu SARPP-12D1M zapisujący 6 para-metrów lotu w trybie ciągłym.

Instalacje przeciwoblodzeniowe płatowcai silników składają się z następujących ukła-dów: przeciwoblodzeniowego łopat wirnikanośnego i śmigła ogonowego, przeciwoblo-dzeniowego szyb kabiny załogi i przeciwo-blodzeniowego tuneli wlotowych silnikóworaz łopatek aparatów kierujących pierwsze-go stopnia sprężarek i tuneli wlotowych.

Zasada działania układów przeciwoblo-dzeniowych łopat wirnika nośnego i śmigłaogonowego oraz szyb kabiny załogi polegana zamianie energii elektrycznej w cieplną.Układ przeciwoblodzeniowy tuneli wloto-wych silników działa na zasadzie wykorzy-stywania ciepła powietrza wytwarzanegoprzez silniki TW2-117. Ciepło to, doprowa-dzane do tuneli i ich części wlotowych, za-pewnia właściwą pracę silnika w warunkachniskich temperatur i dużej wilgotności ota-czającego powietrza � chroni wlotowe czę-ści silników przed wystąpieniem na nich po-włoki lodowej.

Na śmigłowcu zamontowany jest sygnali-zator oblodzenia RIO-3, który w wypadkupojawienia się oblodzenia automatyczniewłącza instalację przeciwoblodzeniową. Kie-dy na powierzchni czułej trzpienia pojawi sięwarstwa lodu, słabnie promieniowanie betaradioaktywnego izotopu, do bloku elektrycz-nego przekazywany jest wtedy impuls (na-pięcie) do włączenia instalacji. Jeśli warstwalodu narasta w tym czasie także na profilachaparatu kierującego, zostaje zakłócony opływpowietrza na łopatkach sprężarki, na ich po-wierzchni powstają zaburzenia, co może spo-wodować pompaż silnika, a w następstwiejego zgaśnięcie.

Aby zapobiec takiej sytuacji, instrukcjaużytkowania śmigłowca w locie zobowiązujezałogę do włączenia instalacji przeciwoblo-dzeniowej na zakres pracy �RĘCZNY� na 2 -- 3 minuty przed wejściem w chmury lubw strefę oblodzenia. Podczas lotu śmigłowcaMi-8P nr 632 z Wrocławia do Warszawyw dniu 4 grudnia 2003 roku instalacja prze-ciwoblodzeniowa była przez cały czas włą-czona na zakres pracy �AUTOMAT�.Śmigłowce Mi-8 i Mi-17 należą do najbar-

dziej niezawodnych maszyn w swej klasie, copotwierdzają dane eksploatacyjne i statystykiświatowe. Przyczyny wypadków tych śmi-głowców są różne: od nieprzestrzegania re-gulaminu lotów, nadmiernej eksploatacji(przeważnie przez cywilne firmy w krajacho stosunkowo niskiej kulturze lotniczej), po-rzez kolizje podczas wykonywania lotów gru-powych aż do zderzeń z ptakami czy zaha-czeń o linie wysokiego napięcia. Można więc

Płk mgr inż. Zbigniew DrozdowskiMjr mgr inż. Cezary MusiałInspektorat MON ds. Bezpieczeństwa Lotów

Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzeniaAutorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda Michałowskiego Oblodzenie wciąż groź-

ne, zamieszczonego w numerze 4/2004 �Przeglądu WLOP�, dotyczącego awarii śmigłowca Mi-8z 36. specjalnego pułku lotnictwa transportowego zaistniałej 4 grudnia 2003 roku. Przedstawiająwyniki badań podkomisji technicznej KBWL MON przeprowadzonych w związku z tą awarią.

Page 2: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

31Przegląd Sił Powietrznych

mówić, że są to wypadki spowodowane czyn-nikiem ludzkim bądź warunkami zewnętrzny-mi (np. pogodą). Wśród zdarzeń lotniczych,których przyczyną była niesprawność silnika,przeważają stosunkowo niegroźne sytuacje,gdy pilot po sygnale o niesprawności z pokła-dowego układu ostrzegania o sytuacjachszczególnych w locie lądował awaryjnie beznastępstw dla życia załogi i pasażerów (tegotypu lądowania przeważnie nie muszą byćwykonywane, gdyż śmigłowce mogą konty-nuować lot tylko z jednym sprawnym silni-kiem). Niebezpieczne są te zdarzenia, którezaistniały w wyniku równoczesnego wyłącze-nia się obydwu silników. Prawdopodobień-stwo, że do takich zdarzeń dojdzie z przyczyntechnicznych można uznać za małe, gdyż pra-wie zawsze przyczyną takich zdarzeń są czyn-niki środowiskowe (warunki atmosferyczne,zderzenia z ptakami), a więc czynniki, którychnie da się wyeliminować, lub czynnik ludzki.

Analizowany wypadek śmigłowca Mi-8Pbył bardzo podobny do wypadku czeskiegoMi-8, który wydarzył się 28 października 2001roku. Do zdarzenia doszło w godzinach wie-czornych podczas lotu wykonywanego nawysokości 300 metrów w niekorzystnych wa-runkach atmosferycznych. Załoga po zgaśnię-ciu obydwu silników i braku jakiejkolwieksygnalizacji zewnętrznej zdołała bezpieczniewylądować sposobem awaryjnym. Na podsta-wie badań przyczyn wypadku ustalono, że sty-ki instalacji sygnalizującej brak paliwaw zbiorniku rozchodowym były pokryte tlen-kiem srebra, co uniemożliwiło jej prawidło-we zadziałanie. Czeska komisja badania wy-padków lotniczych stwierdziła, że pompyprzepompowujące paliwo działały prawidło-wo, ale AZS włączenia pompy przepompo-wującej był po wypadku ustawiony w położe-niu �WYŁĄCZONY�, co może sugerować,że załoga nie włączyła go przed lotem.

Podobne zdarzenie odnotowano takżew lotnictwie Sił Zbrojnych RP dwadzieścia lattemu, choć mniej groźne w skutkach. 1 grud-nia 1983 roku podczas lotu śmigłowca Mi-8Tnr 615 z 37. pśt zaistniała przesłanka szcze-gólnego rodzaju � �I�.

Załoga wykonywała lot po trasie Mirosła-wiec � Jaworze � Poznań � Łęczyca z pasaże-rami na pokładzie. Śmigłowiec wystartowało godzinie 9.20, lot odbywał się w DZWA nawysokości około 100 metrów z prędkościąprzelotową 210 km/h.

Około 30 minut po starcie wystąpił lekkiopad śniegu, dowódca załogi polecił techni-kowi pokładowemu włączyć podgrzew tuneliwlotowych silników na zakres pracy �RĘCZ-NY�. Po niespełna 8 minutach lotu załogausłyszała huk od strony silników. Śmigłowieczaczął gwałtownie przepadać i jednocześnieprzechylać w prawo oraz pochylać w dół. Za-częła zmniejszać się prędkość obrotowa le-wego silnika i wirnika nośnego. Dowódca za-łogi natychmiast przestawił dźwignię skokui mocy w dół w celu zwiększenia prędkościobrotowej wirnika nośnego (odciążenia wir-nika nośnego), a gdy stwierdził, że wyłączyłsię lewy silnik, polecił technikowi wyłączyćzawór odcinający i przeciwpożarowy lewegosilnika.

Załoga wyprowadziła śmigłowiec ze zniża-nia na wysokości 50 - 70 metrów. Dowódcazałogi, po upewnieniu się, że parametry pra-cy prawego silnika oraz wirnika nośnego sązgodne z określonymi w warunkach technicz-nych, przerwał wykonywanie zadania i pod-jął decyzję o lądowaniu na lotnisku zapaso-wym w Powidzu.

Dalszy lot przebiegał bez następstw, a za-łoga o godzinie 10.10 wylądowała na lotni-sku na drodze startowej sposobem samoloto-wym.

Przyczyną opisanej przesłanki było zbytpóźne włączenie przez załogę instalacjiprzeciwoblodzeniowej � ogrzewania tuneliwlotowych silników po wejściu w strefę opa-du śniegu. Spowodowało to, że utworzona nałopatkach wlotowego aparatu kierującegowarstwa lodu oderwała się i wpadła do silni-ka, w efekcie czego zaburzony został prze-pływ powietrza w sprężarce, to zaś doprowa-dziło do zgaśnięcia silnika.

Podczas badania zdarzenia okazało się, żeistnieje rozbieżność między polską instruk-cją Śmigłowiec Mi-8. Technika pilotowania

Page 3: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

32 Marzec 2005

a wydawnictwem rosyjskim Wiertolot Mi-8.Instrukcyja ekspłuatacyi i tiechniczeskogoobsługiwanija. W tym ostatnim, w rozdzialePolot w zonie obledienienija (Lot w strefieoblodzenia), nakazywano bezwzględnie włą-czyć podgrzew tuneli wlotowych powietrzado silników w temperaturze +5°C i niższej,natomiast zabraniano włączania podgrzewu,jeśli śmigłowiec już znalazł się w strefie ob-lodzenia.

Wypadki śmigłowców Mi-8, które zaistniaływ przeszłości i których bezpośrednimi przy-czynami było równoczesne zgaśnięcie obydwusilników, można zaliczyć do trzech grup, mia-nowicie:" spowodowanych błędem załogi � niewłą-

czeniem AZS pompy przepompowującej," zaistniałych w wyniku niewłaściwej tech-

niki pilotowania (przy nadmiernym obcią-żeniu wirnika nośnego elektroniczny układregulacji wyłączył silnik ze względu namożliwość przekroczenia dopuszczalnejtemperatury gazów za turbiną),

" spowodowanych nieumiejętnym użytkowa-niem instalacji przeciwoblodzeniowejw warunkach bardzo dużej wilgotności i wtemperaturze otoczenia 0 - 5 °C (niewłą-czenie instalacji przeciwoblodzeniowejw takich warunkach na zakres pracy�RĘCZNY� powoduje gwałtowne osadza-nie się lodu na wlotach powietrza do silni-ków i w konsekwencji wyłączenie się silni-ków w wyniku pompażu).Wracając do analizowanej awarii śmigłow-

ca Mi-8 z 36. splt, przypomnę, jak wykony-wano obsługi i zabezpieczano lot tego śmi-głowca. 4 grudnia 2003 roku o godzinie 0.10załoga wystartowała do lotu po trasie War-szawa � Katowice. Wylądowała w Katowi-cach o godzinie 1.18. Po wykonaniu obsługipolotowej i zatankowaniu 900 litrów paliwazałogę przewieziono do hotelu na odpoczy-nek. Tego samego dnia o godzinie 9.25, powykonaniu obsługi startowej, załoga wystar-towała do Kleszczowa. Wylądowała tam po24 minutach lotu, czyli o godzinie 9.49. Za-łoga wykonała obsługę startową i, zajmującmiejsca w śmigłowcu, oczekiwała na pasa-

żerów. Po ich przybyciu, o godzinie 10.52śmigłowiec wystartował do miejscowościLubin. Jednak ze względu na złe warunkipogodowe śmigłowiec o godzinie 11.50 wy-lądował na lotnisku we Wrocławiu. Tam za-łoga odtworzyła gotowość śmigłowca, wy-konując obsługę startową, w ramach którejzatankowała 1350 litrów paliwa zawierają-cego dodatek antykrystaliczny Bikanol M-2.Lot powrotny do Warszawy załoga rozpoczę-ła o godzinie 17.03.

Geometria zderzenia śmigłowcapo lądowaniu autorotacyjnym� proces niszczenia konstrukcji

Śmigłowiec lądował awaryjnie, wykorzy-stując zakres autorotacji, w terenie zalesionymw pobliżu miejscowości Pilawa, przy trasieRadom � Warszawa. Wrak śmigłowca leżałw płytkim rowie o głębokości około 1,5 me-tra i szerokości w górnej części około 3 me-trów, zwrócony w kierunku odpowiadającymkursowi 130°.

Pierwszymi przeszkodami terenowymi, najakie natrafił śmigłowiec, były drzewa o wy-sokości około 20 m (schemat lotu autorota-cyjnego przedstawiono na rys. 5). Przyjętozatem, że proces niszczenia konstrukcji śmi-głowca zapoczątkowany został w momenciezahaczenia wirującym śmigłem ogonowymo wierzchołek najpierw drzewa rosnącegow odległości około 120 metrów od miejsca,w którym leżał wrak śmigłowca, a następnieo drzewo znajdujące się w odległości około68 metrów od wraku. Zahaczenie o drzewaspowodowało wyhamowanie prędkości obro-towej wirnika nośnego.

Z zapisu pokładowego rejestratora para-metrów lotu wynika, że śmigłowiec zniżał sięz pochyleniem 11° �na ogon� oraz przechy-leniem 9° w prawo. Zmniejszająca się pręd-kość obrotowa wirnika nośnego oraz dużaprędkość pionowego opadania spowodowa-ły, że zachwiana została równowaga momen-tów sił � nośnej, ciężkości, bezwładnościi odśrodkowej � działających na łopaty wir-nika nośnego. W wyniku zmniejszenia się

Page 4: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

33Przegląd Sił Powietrznych

prędkości obrotowej wirnika nośnegozmniejszyła się też siła odśrodkowa, a co zatym idzie jej moment, w efekcie czego zwięk-szył się kąt wzniosu łopat wirnika nośnego.Po przekroczeniu krytycznego kąta wzniosuoraz, dodatkowo, pod wpływem oporu po-wietrza działającego na dolne powierzchniełopat, łopaty obróciły się względem przegu-bów osiowych i zaklinowały z ujemnym ką-tem nastawienia około �135°. W wyniku tego� jak stwierdzono podczas oględzin wrakuśmigłowca � krawędzie spływu stały się kra-wędziami natarcia.

Na wysokości około 5 metrów spadającyśmigłowiec uderzył przednią oszkloną czę-ścią kadłuba w kolejne drzewo, które � wy-ginając się � wyhamowało całkowicie pręd-kość postępową śmigłowca i wbiło się oko-ło 1,5 metra w głąb kabiny załogi. Śmigło-wiec z nieruchomym wirnikiem nośnym osu-nął się po pniu drzewa, jednak siła uderze-nia w ziemię była tak duża, że pod wpły-wem ciężaru zespołu napędowego i prze-kładni głównej kadłub uległ dalszemu znisz-czeniu (schemat miejsca lądowania przed-stawiono na rys. 4).

Fot. 2. Sprawna piasta wirni-ka nośnego � łopaty wirnikanośnego znajdują się w poło-żeniu neutralnym

Fot. 1. Łopaty wirnika nośne-go obrócone o kąt �135°względem przegubów osio-wych piasty wirnika nośnego.Strzałką zaznaczono kierunekobrotu

Page 5: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

34 Marzec 2005

Ustalenia komisji dotyczące ocenysprawności śmigłowca

W celu zweryfikowania sformułowanych napoczątku badania hipotez komisja przeprowa-dziła liczne badania i ekspertyzy, takie jak:1. Przegląd optyczny oraz ocena stanu tech-

nicznego traktu gazowego silników TW2-117śmigłowca Mi-8 nr 632.

2. Próby i badania silników na hamowniWZL-3 Dęblin.

3. Sprawdzenie parametrów następującychzdemontowanych ze śmigłowca urządzeń:# regulatorów temperatury URT-27,# pompy paliwowej PCR-1Sz,# termometru TW-45,# sygnalizatora oblodzenia RIO-3,# pompy paliwowej ECN-75B.

4. Określenie koncentracji pierwiastkówmetalicznych w produktach zużycia zawar-tych w próbkach oleju Castrol 98 pobranychz instalacji olejowych silników śmigłowcai przekładni głównej oraz oleju hydraulicz-nego ASF 41.

5. Badania laboratoryjne wybranych wła-ściwości fizykochemicznych płynów eksplo-atacyjnych: próbek paliw do turbinowych sil-ników lotniczych Jet-A1, oleju lotniczegoCastrol 98 oraz oleju hydraulicznego AeroShell Fluid 41, pobranych z instalacji śmi-głowca oraz z instalacji dystrybucyjnych nalotniskach, na których śmigłowiec był tanko-wany przed awarią.

6. Badania silnika turbinowego TW2-117 nahamowni zakładu remontowego WZL-3 Dę-blin w celu określenia wpływu oblodzeniawlotu płatowcowego i aparatu kierownic sprę-żarki na podstawowe parametry pracy silnikaoraz działania ograniczników maksymalnejtemperatury gazów wylotowych (T3) przedturbiną sprężarki URT-27 obydwu silników.

7. Badania wlotu w skali 1:1 w swobod-nym opływie w warunkach stałej temperaturyotoczenia oraz modelu wlotu w opływie z wy-muszonym przepływem wewnętrznym.

Podczas przeglądu zewnętrznego silnikównie stwierdzono uszkodzeń, które mogłybybyć spowodowane przez ciało obce zassane

do traktu gazowego i które mogłyby wpłynąćna niewłaściwą pracę silnika podczas lotu.

Po zdemontowaniu silników stwierdzono,pokręcając wałami, że pędnie obu silnikówobracają się płynnie, bez zacięć i oporów.W hangarach dokonano szczegółowego prze-glądu stanu technicznego traktu gazowego sil-ników (sprężarek, komór spalania i turbin)i stwierdzono, że silniki są w dobrym stanietechnicznym, nie wykryto ani uszkodzeń trak-tu gazowego, ani ciał obcych. Na podstawieprzeglądów oceniono, że można uruchomićsilniki i wykonać odpowiednie próby na ha-mowni.

Próby takie przeprowadzono w zakładzieremontowym WZL-3 Dęblin � wszystkie pa-rametry pracy były zgodne z parametramiokreślonymi w warunkach technicznych.

Na podstawie przeprowadzonych badaństwierdzono, że obydwa silniki były sprawnetechnicznie oraz że nie było związku przyczy-nowego między stanem technicznym silnikówa ich samoczynnym wyłączeniem się podczaslotu w dniu 4 grudnia.

W takiej sytuacji pozostała do zweryfiko-wania hipoteza wskazująca jako przyczynęawarii oblodzenie tuneli wlotowych silnikóworaz łopatek wlotowych aparatów kierującychsprężarek.

Bardzo szczegółowo i wszechstronniesprawdzono więc instalację przeciwoblodze-niową śmigłowca.

Na podstawie analizy położenia wyłączni-ków, przełączników, automatów zabezpiecze-nia sieci (fot. 3) oraz stanu włókien żaróweklampek sygnalizacyjnych instalacji przeciw-oblodzeniowej zamontowanych na pulpitachw kabinie pilotów ustalono, że układ sygnali-zujący wystąpienie oblodzenia był włączony,a instalacja działała na automatycznym zakre-sie pracy.

Oznacza to, że po zadziałaniu układu sy-gnalizującego pojawienie się oblodzenia zo-stałoby w sposób automatyczny włączoneogrzewanie wlotu prawego silnika i łopatekwlotowego aparatu kierującego oraz łopatwirnika nośnego i śmigła ogonowego. Zosta-łoby to zasygnalizowane zaświeceniem się

Page 6: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

35Przegląd Sił Powietrznych

lampek. W celu włączenia układu ogrzewa-nia lewego silnika należy przestawić dźwignięwyłącznika w położenie �WŁĄCZONE�.

Analiza stanu technicznego włókien żaró-wek lampek sygnalizacyjnych instalacjiprzeciwoblodzeniowej pozwoliła na stwier-dzenie, że żadna z nich nie świeciła się w chwi-li przyziemienia.

W wypadku takiej konfiguracji elementówsterujących instalacja przeciwoblodzeniowapowinna zadziałać automatycznie po wystą-pieniu oblodzenia sygnalizowanego przez sy-gnalizator oblodzenia RIO-3.

Stan techniczny sygnalizatora oblodzeniaRIO-3 sprawdzono kompleksowo w zakładzieremontowym WZL-1 w Łodzi przez wykona-nie dwukrotnie pomiarów parametrów.

W trakcie pierwszego pomiaru parametrówpozytywny wynik sprawdzenia uzyskano pozłożeniu dwóch imitatorów lodu sektoraminr 2, co odpowiada grubości lodu 0,8 milime-tra. Zgodnie z warunkami technicznymi sy-gnalizacja oblodzenia powinna zadziałać poprzysłonięciu nadajnika izotopowego sekto-rem nr 2 już pojedynczego imitatora lodu (gru-bość lodu 0,4 milimetra). Otrzymany wynikświadczył o obniżeniu się czułości zadziała-nia sygnalizacji wystąpienia oblodzenia. Po-zostałe parametry sygnalizatora były zgodnez określonymi w warunkach technicznych.

Drugiego pomiaru parametrów dokonanopo wygrzaniu sygnalizatora oblodzenia � sy-gnalizator był przez półtorej godziny zasila-ny energią elektryczną.

Kiedy w trakcie sprawdzenia nadajnik izo-topowy przysłonięto sektorem nr 2 pojedyn-czego imitatora lodu (grubość lodu 0,4 mili-metra), sygnalizator sygnalizował wystąpienieoblodzenia w sposób niestabilny. W sposóbwyraźny sygnalizacja zaświeciła się dopieropo przysłonięciu nadajnika sektorami nr 1i nr 2 dwóch złożonych imitatorów lodu (od-powiada to grubości lodu 0,6 milimetra).Wynik tego sprawdzenia wskazywał, że sy-gnalizator działał w sposób bardziej czuły naskutek elektrycznego wygrzania. Pogorszeniewskazań parametrów było zaś efektem wilgo-ci, która oddziaływała na blok elektronicznyw sposób bezpośredni przez 48 godzin. Podrugim sprawdzeniu odnotowano niewielkieobniżenie się czułości sygnalizatora w stosun-ku do określonej w warunkach technicznych,jednak niemożliwe było ustalenie momentu wy-stąpienia tego obniżenia, tzn. czy obniżenie czu-łości nastąpiło podczas eksploatacji śmigłow-ca przed wypadkiem, czy też było efektemzmian wewnętrznych, jakie pojawiły się w blo-ku elektronicznym po wypadku w wyniku od-działywania wilgoci i przeciążeń niespotyka-nych w czasie normalnej eksploatacji.

Fot. 3. Położenie dźwigniprzełączników i wyłączników wkabinie pilotów śmigłowca

Page 7: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

36 Marzec 2005

Dlatego też KBWL stwierdziła, że nie mazwiązku przyczynowego pomiędzy zaistniałąawarią a sprawnością i obsługą sygnalizatoraoblodzenia RIO-3 oraz instalacji przeciwoblo-dzeniowej śmigłowca.

Szczegółowym przeglądom poddano rów-nież silniki, nie stwierdzono jednak żadnychśladów, które mogłyby świadczyć o wystąpie-niu oblodzenia. Z analizy sytuacji meteorolo-gicznej wynikało zaś, że w rejonie lotniskaOkęcie panowały warunki sprzyjające wystą-pieniu oblodzenia.

Aby potwierdzić istnienie zależności mię-dzy oblodzeniem łopatek wlotowego aparatukierującego sprężarki a wyłączeniem się sil-nika, przeprowadzono próby oblodzenia sil-nika. W czasie tych prób, przeprowadzonychna hamowni w WZL-3, uzyskano oblodzenietunelu wlotowego, które spowodowało, że sil-nik wyłączył się z charakterystycznym efek-tem akustycznym.

Ponadto zlecono Instytutowi Techniki Lot-niczej WAT i ITWL wykonanie sprawdzeńoraz próby modelu wlotów silników i wenty-latora w tunelu aerodynamicznym oraz próbyoblodzenia silnika na hamowni. Sprawdzeniai próby miały dać odpowiedź na pytanie, czybyło możliwe oblodzenie wlotów silników,łopatek wlotowych aparatów kierujących sprę-żarek w warunkach atmosferycznych panują-cych podczas przelotu po trasie Wrocław �Warszawa nawet mimo niezadziałania sygna-lizacji oblodzenia od czujnika sygnalizatoraRIO-3.

W WAT wykonano takie badania, jak:" obliczenia gazodynamiczne metodami

uproszczonymi," pomiary rozkładu temperatur w tunelu wlo-

towym do silników oraz wentylatora w swo-bodnym przepływie,

" pomiary rozkładu temperatur we wlociew opływie z wymuszonym przepływemwewnętrznym (dokonano ich w tunelu ae-rodynamicznym na modelu wlotów silni-ków i wentylatora w temperaturach +2 °Ci �3 °C),

" analiza statystyczna wpływu oblodzenia napracę silników turbinowych.

Przeanalizowano różne materiały źródłowezawierające informacje o wpływie oblodze-nia silników na pracę lotniczych silników tur-binowych. Wykorzystano dane dotyczące róż-nego rodzaju badań, sprawozdań i raportówze zdarzeń lotniczych, których przyczyną byłowyłączenie silników.

Wyniki badań w locie i analiz statystycz-nych występowania oblodzenia prowadzonychod lat trzydziestych XX wieku w wielu kra-jach wskazują, że oblodzenie jest zjawiskiemprzypadkowym, występującym z różnymprawdopodobieństwem dla różnych rodzajówchmur, przy czym podczas lotu statku po-wietrznego w chmurach typu stratocumulusw warunkach ujemnych temperatur otoczeniaprawdopodobieństwo oblodzenia statku jestbardzo duże i wynosi 85%, przy czym pręd-kość narastania powłoki lodowej zawiera sięw przedziale 0,5 - 2,0 mm/min.

Wzrost oporów przepływu wpływa nazmniejszenie masowego natężenia przepły-wu powietrza oraz sprężu, a tym samym po-woduje zmniejszenie mocy silnika. Abyw warunkach zmniejszenia masowego natę-żenia przepływu powietrza zachować mocsilnika niezbędną do utrzymywania stałejprędkości obrotowej wirnika nośnego, trze-ba zwiększyć ilość paliwa podawanego dokomory spalania. To prowadzi do znaczne-go wzrostu temperatury gazów przed turbi-ną, a w konsekwencji może spowodowaćprzegrzanie elementów turbiny lub wyłącze-nie silnika przez układ ograniczający tempe-raturę przed turbiną.

Pojawienie się oblodzenia silnika, awarięlub nieefektywne działanie instalacji prze-ciwoblodzeniowej silnika można rozpoznaćpo znacznym wzroście temperatury przed tur-biną, zmniejszeniu prędkości obrotowej wir-nika oraz wzroście drgań lub objawach nie-statecznej pracy sprężarki. W takim wypadkunależy możliwie szybko wyjść ze strefy oblo-dzenia lub wyłączyć silnik.

Podczas lotu w warunkach oblodzenia in-stalacja przeciwoblodzeniowa silników po-winna być włączona. Należy ją włączać przedwejściem w strefę oblodzenia i wyłączyć po

Page 8: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

37Przegląd Sił Powietrznych

wyjściu statku powietrznego z tej strefy, przyczym trzeba pamiętać, że powietrzna instala-cja przeciwoblodzeniowa (najczęściej stoso-wana) charakteryzuje się w porównaniu z in-stalacją elektryczną dużą bezwładnością ciepl-ną, a to z powodu powolnego nagrzewania sięchronionych powierzchni. Kiedy więc panująwarunki, w których można się spodziewaćoblodzenia, należy wcześniej włączyć insta-lację przeciwoblodzeniową.

Trzeba zdawać sobie sprawę, że nagłe za-ssanie do wnętrza kanału przepływowego sil-nika turbinowego płata śryżu (to początkowestadium powstawania pokrywy lodowej � bło-to pośniegowe), a także śniegu, wody, graduitp. (nawet w bardzo małej ilości, odpowia-dającej 350 cm3 wody), może zgasić płomieńw komorze spalania i spowodować wyłącze-nie silnika, a � często � nawet obu silników.Efektywnym środkiem zabezpieczającymprzed dostawaniem się do kanału przepływo-wego silnika bryłek lodu i płatów śryżu (orazśniegu, wody, gradu itp.) są bezwładnościo-we odpylacze powietrza wlotowego lub wie-lofunkcyjne układy dolotowe, które pracującw trybie przeciwoblodzeniowym separująz powietrza wlotowego wszystkie cząstki lodui usuwają je na zewnątrz.

Rozpatrując zagadnienie oblodzenia lotni-czych zespołów napędowych, należy pamię-tać, że w odróżnieniu od oblodzenia płatow-ca, które następuje w ujemnych temperaturachotaczającego powietrza, oblodzenie zespołównapędowych � powstające w wyniku przepły-wającego w kanale wlotowym z dużą prędko-ścią powietrza, w efekcie czego obniża siętemperatura powietrza w tym kanale � możepojawić się, gdy temperatura otoczenia jestdodatnia i zawiera się w zakresie od +5 °C do+10 °C. Dzieje się tak zwłaszcza podczas pra-cy silnika na ziemi lub gdy prędkość obroto-wa silnika jest niewielka, natomiast wirnikanośnego duża (jak w przypadku silnikówśmigłowcowych). Ze względu na bezpieczeń-stwo lotu należałoby w kanałach wlotowychsilników montować sygnalizatory oblodzeniadziałające niezależnie od sygnalizatorów pła-towcowych, generalnie zaś we wszystkich

przypadkach, w których to możliwe, sygnali-zatory oblodzenia należy ustawiać w kanałachwlotowych silników.

W przepisach FAR jako warunki do powsta-nia oblodzenia zespołów napędowych przy-jęto utrzymywanie się temperatury otoczenia(OAT) na ziemi lub podczas startu lub tempe-ratury spiętrzenia w locie (TAT) równej 10 °Club niższej oraz występowanie wilgoci wi-docznej w każdej postaci (np. jako chmury,mgła z widocznością 1 mili lub mniejszą,deszcz, śnieg, deszcz ze śniegiem, kryształkilodu). Oblodzenie może pojawić się także naziemi lub podczas startu, gdy temperatura oto-czenia wynosi 10 °C lub jest niższa i gdy płasz-czyzny postoju, drogi kołowania oraz drogistartowe są pokryte śniegiem, lodem, stojącąwodą lub błotem pośniegowym. Wszystko tomoże zostać zassane do kanałów przepływo-wych silników lub może zamarzać na silni-kach, osłonach lub czujnikach silników.

Na podstawie analizy zdarzeń lotniczychustalono, że piloci mogą popełniać błędy pod-czas rozpoznawania oblodzenia i podejmowa-nia działań zapobiegających oblodzeniu sil-ników. Piloci mogą źle zinterpretować warunkipowstawania oblodzenia, gdy temperaturawynosi nieco powyżej 0 °C, szczególnie w no-cy, gdy nie jest możliwe zaobserwowanie two-rzenia się lodu.

Dane wskazują, że wiele zgaszeń silnikóww wyniku oblodzenia nastąpiło w czasiepodchodzenia do lądowania i lądowania,a więc wtedy, gdy załoga jest znacznie obcią-żona. W takiej sytuacji pilotowi trudno jestrozpoznać oblodzenie i jednocześnie właści-wie ustawić przełącznik zapłonu.

Instrukcja pilotowania stwierdza, że nienależy polegać na obserwacji oblodzenia pła-towca � zbyt późne włączenie instalacji prze-ciwoblodzeniowej silników, gdy oblodzeniejest widoczne z kokpitu, może być przyczynąbardzo poważnych uszkodzeń silnika.

Producenci śmigłowców próbują różny-mi metodami uniemożliwić zassanie śniegui lodu do silników. Stosują specjalne separa-tory, zwrotne kanały wlotów, wewnętrzneprzesłony, a na niektórych śmigłowcach � do-

Page 9: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

38 Marzec 2005

datkowo � urządzenia automatycznego zapło-nu, które uruchamiają silnik w razie jego zga-śnięcia.

W biuletynach zaleca się, żeby na samolo-tach, na których to możliwe, instalować nawlotach urządzenia zabezpieczające przed do-stawaniem się lodu do kanału przepływowe-go silnika (chodzi o różnego rodzaju zmody-fikowane odpylacze bezwładnościowe), zakła-dać instalacje zapłonowe pracujące w sposóbciągły w warunkach oblodzenia i przez pewienczas po wyjściu ze strefy oblodzenia, rozsze-rzać zakres temperatury definiującej warunkioblodzenia oraz regulować używanie instala-cji przeciwoblodzeniowej silników i układówzapłonowych w warunkach oblodzenia, a tak-że ustalać procedury odladzania i przeglądustatków powietrznych na ziemi (w tym wlo-tów do silników i płatowca w miejscach, z któ-rych lód może zostać zassany do silników).

Przykładowo biuletyn dotyczący samolo-tów SAAB-Fairchild, podczas lotu którychwystąpiły przypadki wyłączenia się obu silni-ków, wprowadza do instrukcji eksploatacji wpowietrzu oddzielną definicję warunków ob-lodzenia dla płatowca i silników. O warunkachdo wystąpienia oblodzenia silników mówi się,jeżeli wilgoć w powietrzu przybiera jakąkol-wiek formę (chmury, mgła z widocznością do1 mili lub mniejszą, deszcz, śnieg, deszcz ześniegiem, kryształki lodu) bądź na płaszczyź-nie postojowej, drogach kołowania lub dro-dze startowej znajdują się stojąca woda, bło-to pośniegowe, śnieg (z wyjątkiem twardoubitego śniegu), a temperatura OAT lub TATpodczas wszystkich operacji na ziemi i w po-wietrzu wynosi +10 °C lub mniej. Jeśli takiewarunki występują, nakazuje się włączyć in-stalacje przeciwloblodzeniowe silników. De-finicja warunków oblodzenia w odniesieniudo pozostałych instalacji przeciwoblodzenio-wych, z wyjątkiem silnikowej, jest niemalidentyczna, inna jest jedynie wartość tempe-ratury � w tym wypadku wynosi +5 °C lubmniej.

Biuletyn nakazuje także wpisać do instruk-cji eksploatacji w powietrzu ostrzeżenie, żekłopoty z działaniem silników w warunkach

lekkiego (lub niesygnalizowanego) oblodze-nia lub w krótkim czasie po wyjściu ze strefyoblodzenia mogą zdarzać się, gdy temperatu-ra ISA wynosi do +20 °C. Nakazuje się włą-czać instalacje przeciwoblodzeniowe silnikówprzed wejściem w strefę oblodzenia i pozo-stawić je włączone przez 5 minut po wyjściuz takiej strefy. Dodatkowo nakazuje się w wa-runkach oblodzenia wykorzystywać układyzapłonowe mogące pracować w trybie ciągłym� jeżeli samolot jest w nie wyposażony.

Podsumowanie

Na podstawie danych pochodzących z róż-nych źródeł, można sformułować następują-ce wnioski dotyczące wpływu oblodzenia napracę silników turbinowych:1. Oblodzenie wlotów do silników nie jest

zjawiskiem rzadkim i wielokrotnie było przy-czyną wyłączeń silników turbinowych w cza-sie lotu statków powietrznych, co prowadziłodo różnych zdarzeń lotniczych.

2. Aby działanie sygnalizatora oblodzeniaRIO-3 było wiarygodne, należy sygnalizatorumieścić we wlotach silników.

3. Wskazane jest zainstalowanie czujnikatemperatury w rejonie ciała centralnego wlo-tu silnika. Czujnik powinien współdziałać z in-stalacją przeciwoblodzeniową i stanowić au-tonomiczne dodatkowe źródło informacjio oblodzeniu (np. jako lampka sygnalizacyj-na w kabinie pilota).

4. Należy rozważyć możliwość wyposaże-nia śmigłowców w odpylacze powietrza wlo-towego przystosowane jednocześnie do sepa-rowania zasysanego do wlotów lodu i śniegu.

5. Do instrukcji eksploatacji w powietrzuwszystkich typów statków powietrznych wy-posażonych w silniki turbinowe należy wpro-wadzić zapis o różnych temperaturach począt-ku oblodzenia płatowca i silnika (płatowiec+5 °C, silnik +10 °C).

6. W harmonogramach szkoleń personelulatającego i naziemnego należy uwzględnićtematykę dotyczącą oblodzenia statków po-wietrznych. Zalecaną formą szkolenia powin-ny być kursy doskonalące.

Page 10: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

39Przegląd Sił Powietrznych

7. Należy przeprowadzić podczas lotu cyklbadań dotyczących oblodzenia statków po-wietrznych, a ściślej � określenia spadku tem-peratury we wlotach silników turbinowych.

W ITWL podjęto próby pomiaru tempera-tur oraz określenia wpływu warunków at-mosferycznych na obladzanie się silnikówpodczas lotu, a także wpływu zjawiska obla-dzania na pracę silników. W tym celu:# określono stan techniczny zespołu wirniko-

wego przed próbami obladzania tunelu wlo-towego i po próbach,

# oblodzono silniki i dokonano pomiaru tem-peratur (fot. 4),

# określono skuteczność instalacji przeciwo-blodzeniowej silników,

# sprawdzono możliwości uruchomienia silni-

ka po jego zgaśnięciu w wyniku oblodzenia,# sprawdzono działanie sygnalizatora RIO-3.

Na podstawie badań i prób hamownianychwyciągnięto następujące wnioski:! możliwe jest powstanie oblodzenia silników

w warunkach dodatnich temperatur otocze-nia i słabego oblodzeniu (którego intensyw-ność wynosi do 0,5 mm/min),

! podczas zasysania strumienia powietrzajego temperatura na odcinku wlot płatow-cowy � palisada łopatek wlotowego apara-tu kierującego obniża się o kilka stopni (wgprób hamownianych na zakresie przeloto-wym bez napływu �mgły� wodnej o prawie4 °C, natomiast podczas napływu �mgły�wodnej � o 5 - 6 °C) � rys. 1,

! podczas lotu w warunkach sprzyjających

Fot. 4. Oblodzone łopatki wlo-towego aparatu kierującegosprężarki podczas próby nahamowni

Rys. 1. Przekrój silnikaTW2-117 z zaznaczonymiprzekrojami, w których wy-konywano pomiary tempe-ratury

Page 11: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

40 Marzec 2005

powstawaniu oblodzenia istnieje dużeprawdopodobieństwo zgaśnięcia silnika jużpo jednej minucie lotu,

! instalacja przeciwoblodzeniowa działa sku-tecznie nawet w sytuacji wystąpienia znacz-nego oblodzenia elementów tunelu wloto-wego silnika,

! możliwe jest ponowne uruchomienie w po-wietrzu silnika po jego zgaśnięciu w wyni-ku oblodzenia,

! różnica między temperaturą zmierzonąw przekroju sygnalizatorów RIO-3 we wlo-cie wentylatora a temperaturą zmnierzonąprzed wlotowym aparatem kierującym sprę-żarki wynosiła ponad 6 °C.Na podstawie ustaleń KBWL oraz zapisu

pokładowego rejestratora parametrów lotuSARPP-12D1M (rys. 2) określono, że mniejwięcej od 83 minuty i 35 sekundy lotu, na sku-tek powstającego oblodzenia tuneli wlotowychsilników, powoli zaczęły zmniejszać się obrotywirnika nośnego. Zmiany kąta nastawienia wir-nika nośnego były nieznaczne i nie spowodo-wały zwiększenia prędkości obrotowej wirnikanośnego, stąd wniosek, że załoga nie kontrolo-wała parametrów pracy zespołu napędowego.

Zgodnie z instrukcją Śmigłowiec Mi-8.Technika pilotowania. Sygn. Lot.1437/71prędkość obrotowa wirnika nośnego powinnabyć utrzymywana w zakresie 93 - 97%. Z za-pisu rejestratora wynika, że prędkość obroto-wa zmniejszyła się samoczynnie do 88%w ciągu 2 minut.

Kiedy w sytuacji narastania oblodzenia tu-neli wlotowych silników zwiększono w pew-nym momencie kąt nastawienia łopat wirnikanośnego o około 1° (dociążono wirnik), pręd-kość obrotowa wirnika spadła z 88% do 82%.W 85 minucie i 56 sekundzie lotu, na wyso-kości około 650 metrów wyłączył się pierw-szy silnik. Towarzyszył temu efekt dźwięko-wy, który załoga zinterpretowała jako zderze-nie z ptakiem. Śmigłowiec pochylił się w dóło kąt 9° i przechylił w prawo, początkowo do16°, potem do 30°.

Dowódca załogi, gdy zorientował się w sy-tuacji, po niemal 20 sekundach od zgaśnięciasilnika zmniejszył kąt nastawienia łopat wir-

nika nośnego z 7,1° do 5°, co spowodowałowzrost prędkości obrotowej wirnika. Zacząłstabilizować śmigłowiec, zmniejszając prze-chylenie do 16°, a pochylenie do 7°.

W 86 minucie i 20 sekundzie lotu, nawysokości około 350 metrów wyłączył się dru-gi silnik. Śmigłowiec gwałtownie jeszcze bar-dziej przechylił się w prawo, do 47°, oraz po-chylił w dół � do 13°. W wyniku tego zwięk-szyła się prędkość lotu, ze 165 km/godz. dookoło 200 km/godz., oraz prędkość obroto-wa wirnika nośnego. Po wyłączeniu się dru-giego silnika dowódca załogi zmniejszyłprzechylenie oraz pochylenie, a następnie �po 20 - 25 sekundach od momentu wyłącze-nia się drugiego silnika, na wysokości około100 metrów (już po wyjściu z chmur) �zmniejszył kąt nastawienia łopat wirnika z 5°do 1,2°, przez co zwiększył prędkość obro-tową wirnika do 96%, i przeszedł na zakreslotu autorotacyjnego. Po 8 sekundach lotu au-torotacyjnego, na wysokości 70 metrówzwiększył skok wirnika nośnego z 1,2° do2,1° i jednocześnie ustabilizował lot, wypro-wadzając śmigłowiec z prawego przechyle-nia i pochylenia �na nos�.

Po kolejnych 10 sekundach lotu na zakre-sie autorotacji, na wysokości około 60 metrówdowódca załogi zaczął zwiększać skok wirni-ka nośnego � początkowo szybkim ruchem do4°, a następnie płynnie, pochylając jednocze-śnie śmigłowiec �na ogon� i zmniejszając tymsamym prędkość obrotową wirnika oraz pręd-kość lotu. Na wysokości około 50 metrówskok wirnika nośnego dalej był płynnie zwięk-szany, natomiast pochylenie �na ogon� zwięk-szyło się do wartości 11°. Takie działanie do-wódcy załogi spowodowało dalsze zmniejsze-nie prędkości obrotowej wirnika nośnego �do wartości 77°, z tendencją do dalszego szyb-kiego zmniejszania, aż do niemal całkowite-go zatrzymania wirnika na kilka sekund przeduderzeniem w ziemię.

Na podstawie wyników badań, ekspertyzoraz własnych ustaleń KBWL zrekonstruowa-ła proces wyłączania się silników podczas fe-ralnego lotu.

Po wejściu śmigłowca w chmury do wlo-

Page 12: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

41Przegląd Sił Pow

ietrznych

Rys. 2. Zapis pokładowego rejestratora lotu SARPP-12D1M. Elipsami zaznaczono miejsca wyłączenia się silników

Page 13: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

42 Marzec 2005

tów silników zasysane było powietrze o tem-peraturze niższej niż +5 °C, wodności około0,5 g/m3 i objętościowym natężeniu przepły-wu na jeden silnik około 6 m3/s (co wynosiłookoło 180 g/min zasysanej do silnika wody).Podczas przepływu powietrza przez wlot sil-nika, na skutek spadku ciśnienia, temperatu-ra powietrza obniżała się i przed wlotowymaparatem kierującym sprężarki była niższao 5 - 6 °C niż temperatura otoczenia. Ozna-cza to, że w temperaturach otoczenia niż-szych niż +5 °C temperatura powietrzaw przekroju wlotowym aparatu kierującegosprężarki osiągała wartości ujemne takie, żewystępująca w zasysanym powietrzu wodaulegała przechłodzeniu i osadzała się na ło-patkach wlotowego aparatu kierującego sprę-żarki oraz na kołpaku wlotowym w postacilodu (tzw. śryżu). Konsekwencją tego zjawi-ska było zmniejszenie się przekroju przepły-wu strumienia powietrza na wlotowym apa-racie kierującym sprężarki oraz zmiany pro-filu łopatek wlotowego aparatu kierującegosprężarki.

Wyraźnie pogorszyła się praca łopatek wlo-towego aparatu kierującego z powodu poza-obliczeniowego ich opływu, czego skutkiembyło:" odrywanie strug powietrza od profilu łopa-

tek i zawirowanie strug," pulsacja ciśnienia powietrza w sprężarce

(pompaż)," charakterystyczne efekty akustyczne," spadek sprężu oraz masowego natężenia

przepływu powietrza dostarczanego do ko-mory spalania.W efekcie tego moc silnika, a tym samym

prędkość obrotowa turbiny napędowej orazwirnika nośnego się zmniejszyły.

Przy znacznym oblodzeniu łopatek wloto-wego aparatu kierującego zaburzenie przepły-wającego przez silnik strumienia powietrzajest tak duże, że powoduje pulsację ciśnieniapowietrza w sprężarce, pompażowe efektyakustyczne i w konsekwencji zerwanie pło-mienia w komorze spalania oraz samoczynnewyłączenie silnika.Pompaż silnika

Pompaż silnika (nazwa zapożyczona z ję-zyka francuskiego, w terminologii polskiej �niestateczna praca silnika) oznacza pojawie-nie się zakłóceń w procesie sprężania powie-trza w sprężarce silnika turbinowego na sku-tek zaburzenia przepływu powietrza na wlo-cie do sprężarki. Zaburzenia na wlocie stop-niowo przenoszą się wzdłuż kanałów kolej-nych stopni sprężarki. Gdy utworzą one naczęści obwodu połączony ciąg w postaci ka-nału zaburzonego przepływu, następuje zja-wisko zwrotnego przepływu sprężonego po-wietrza o ciśnieniu około 1 MPa przez tenkanał w kierunku wlotu. W tym czasie pło-mień w komorze spalania, a zatem i silnik,zwykle gaśnie na skutek braku powietrza i dez-organizacji procesu spalania.

W tej sytuacji układ automatycznej regula-cji silnika, w tym regulator obrotów RO-40M,podtrzymywał moc, dostarczając większąilość paliwa do komory spalania. Powodowa-ło to wzrost temperatury gazów i nieznacznywzrost obrotów turbosprężarki, ale z powodu

Rys. 3. Przepływ powietrza na wlociedo sprężarki

Page 14: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

43Przegląd Sił Powietrznych

Rys. 4. Schemat miejsca lądowania

Page 15: Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia · 2007-01-20 · Silniki TW2-117 swoistym sygnalizatorem oblodzenia Autorzy nawiązują do artykułu płk. dypl. pil. Ryszarda

44 Marzec 2005

deficytu powietrza niezbędnego do właściwe-go procesu spalania nie powodowało wzrostumocy silnika, a tym samym wzrostu prędko-ści obrotowej wirnika nośnego. Jednocześnie,gdy temperatura gazów wylotowych wzrasta-ła powyżej wartości dopuszczalnych, włączałsię układ ograniczający maksymalną tempe-raturę gazów wylotowych URT-27, który ogra-niczał ilość paliwa podawanego do komoryspalania, a tym samym nie pozwalał na dalszywzrost temperatury gazów i przegrzanie ło-patek turbiny.

W warunkach oblodzenia łopatek wlotowe-go aparatu kierującego sprężarki układ auto-matycznej regulacji silnika nie zapewnia mocypotrzebnej do utrzymania prędkości obroto-wej wirnika nośnego w wymaganym zakresie93 - 97%. W tej sytuacji utrzymanie prędko-ści obrotowej wirnika możliwe jest jedynieprzez zmniejszenie jego skoku.

Na podstawie analizy jakościowej układupaliwowego silnika TW2-117 stwierdzono, żejeśli w warunkach oblodzenia wlotów obu sil-ników jeden z nich samoczynnie wyłączy się,to układ automatyki drugiego (pracującego)silnika nie jest w stanie z powodu deficytupowietrza dostarczanego przez oblodzonąsprężarkę zwiększyć mocy silnika do warto-

ści określonej dla zakresu startowego.Przyczyną awarii lotniczej było samoczyn-

ne wyłączenie silników śmigłowca Mi-8Pw powietrzu z powodu niestatecznej pracysprężarek. Niestateczna praca sprężarek byłaskutkiem oblodzenia wlotów silników i łopa-tek wlotowych aparatów kierujących spręża-rek. Przyczyną oblodzenia zaś było to, żew czasie lotu przed wejściem w chmury, gdytemperatura otoczenia wynosiła +5 °C i mniej,załoga nie włączyła podgrzewu silników nazakres �RĘCZNY�.

Wyniki badań jednoznacznie potwierdzi-ły tezę, że najbardziej wrażliwe na oblodze-nie są silniki, a dopiero później inne elemen-ty płatowca. Dlatego należy odróżnić i roz-graniczyć oblodzenie płatowca i oblodzeniesilników. W wypadku nieogrzewania wlotówsilników właśnie silniki stają się szczegól-nego rodzaju sygnalizatorem oblodzeniai najwrażliwszymi elementami śmigłowcaMi-8 na oblodzenie. Już w temperaturze +6 °Cw warunkach sprzyjającej wodności chmurnastępuje oblodzenie łopatek wlotowych apa-ratów kierujących sprężarek, co w konse-kwencji prowadzi do samoczynnego wyłą-czenia silników.

Rys. 5. Schemat lotu autorotacyjnego

The author refers to the article of Col. pil. Ryszard Michałowski �Cing still dangero-us� published in AADF Review No. 4/2004, dealing with the failure of Mi-8 helicopterfrom 36th Special Transport Air Regiment that took place on December 4, 2003. Thearticle discusses research and assessments commissioned by the MoD Flight Acci-dents Examination Board in order to explain that failure.