ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ/9. Авиация и космонавтика.

К. т. н. Кузнєцова О.Я., Нетреба Ж.М., д. т. н. Соловйов А.М.

Національний авіаційний університет м. Київ, Україна

Стан контролю якості гідравлічних рідин у сучасних умовах експлуатації повітряних суден

Робоча рідина гідравлічної системи повітряних суден має відповідати певним вимогам, а саме: мати високі змащувальні властивості в широкому діапазоні питомих навантажень та робочих температур; оптимальну в’язкість в межах робочих температур та тиску; мати задовільні низькотемпературні властивості; не руйнувати матеріали та металеві деталі; мати хорошу теплопровідність; не розчиняти гази; мати не велику густину та хороші діелектричні властивості; бути не токсичною.

Відповідність рідини цим вимогам визначає її придатність до роботи в гідравлічних системах. Однак виконати одночасно всі вимоги під час виготовлення рідин не можливо і тому звичайно покращують найважливіші фізико-хімічні властивості. До таких належать випаровуваність, корозійна активність, хімічна та термічна стабільність.

Фізико-хімічні властивості гідравлічних рідин характеризуються показниками якості. Кількісна оцінка цих показників дозволяє встановити відповідність якості рідини вимогам стандарту. Для забезпечення відповідності властивостей гідравлічних рідин встановленим вимогам виконується контроль якості. Тобто, впродовж всього «часу життя» гідравлічної рідини виконуються певні дії для забезпечення відповідності якості рідини вимогам до рівня якості. На рис. 1 схематично показано рух гідравлічної рідини від виробника до користувача.

Рис. 1. Схема руху гідравлічної рідини від виробника до користувача

Завод-виробник 1 через торгову фірму-посередника 2 постачає гідравлічну рідину (наприклад, французьку FH-51) на склад паливно-мастильних матеріалів (ПММ) 3 аеропорту для зберігання. Якщо на склад ПММ надходить гідравлічна рідина російського виробництва АМГ-10, тоді ланка 1®2®3 відсутня, замість неї існує прямий зв’язок між виробником та складом 1®3. Французька рідина FH-51 постачається в герметичних банках ємністю 15 л і 20 л або в бочках ємністю 50 л. Рідина АМГ-10 розфасована в герметичні бочки ємністю 50 л або в банки ємністю 20 л. У зв’язку з тим, що гідравлічні рідини поставляються в герметичних банках або бочках прийомо-здаточний аналіз під час прийому рідини на склад ПММ, згідно чинних інструкцій, не виконується. Прийомо-здаточний аналіз виконується тільки в тому випадку, якщо спостерігається пошкодження ємностей, в яких рідина поступає на склад. Під час зберігання гідравлічної рідини на складі ПММ через кожні 6 місяців зберігання виконується повний аналіз якості, який складається із таких показників якості: густина при 20°С, зовнішній вигляд, в’язкість при 50° С, температура спалаху у відкритому тиглі, вміст механічних домішок та води, кислотне число. Далі зі складу ПММ гідравлічна рідина відпускається авіаційно-технічній службі 4 аеропорту для заправки її в гідравлічну систему 5 літака (ємність гідравлічної системи 60 л). Через кожні 300 годин нальоту авіаційно-технічна служба 4 аеропорту, в якому літак виконав посадку, перевіряє кількість гідравлічної рідини в гідробаку літака і, якщо це необхідно дозаправляє її. Також через кожні 300 годин нальоту технік авіаційно-технічної служби 4 зливає відстій кількістю 100-200 см³ із гідробаку літака і візуально перевіряє пробу на наявність механічних домішок та води. Якщо результати такої перевірки незадовільні, тоді треба взяти пробу для виконання повного аналізу якості і за його результатами приймається рішення про заміну рідини в гідробаку літака. Однак на сьогоднішній час в умовах комерційних відносин між експлуатаційними службами аеропорту та авіакомпаніями всі необхідні випробування робочої рідини не тільки фінансуються компанією-власником літака, а й замовляються кількість та перелік тестувань. Тому часто-густо компанії-власники літака не дотримуються існуючих вимог до контролю якості гідравлічних рідин. Доречи, аналіз відмов та порушень роботи гідросистем показує, що більше 10% їх відбувається як наслідок недопустимого засмічення робочої рідини та зміни її стабільності. Через 5000 годин нальоту авіаційно-технічна служба зливає відпрацьовану рідину з гідробаку літака та відправляє її на утилізацію 6.

З метою виявлення динаміки зміни властивостей гідравлічних рідин під час експлуатації виконано контроль якості товарних (тов.), після нальоту 3600 годин та після нальоту 5000 годин зразків гідравлічних рідин АМГ-10 та FH-51 в об’ємі повного аналізу. На підставі обробки статистичних даних побудовано діаграми, які ілюструють зміну властивостей гідравлічних рідин під час експлуатації.

На рис. 2 наведено діаграму залежності кінематичної в’язкості при 50° С (мм² /с) від напрацьованих годин в гідравлічній системі літака рідин АМГ-10 та FH-51.

Рис. 2. Діаграма залежності кінематичної в’язкості при 50° С від напрацьованих годин в гідравлічній системі літака рідин АМГ-10 та FH-51

На рис. 3 наведено діаграму залежності температури спалаху у відкритому тиглі (°С) від напрацьованих годин в гідравлічній системі літака рідин АМГ-10 та FH-51.

Рис. 3. Діаграма залежності температури спалаху у відкритому тиглі від напрацьованих годин в гідравлічній системі літака рідин АМГ-10 та FH-51

На рис. 4 наведено діаграму залежності кислотного числа (мг КОН на 1 г рідини) від напрацьованих годин в гідравлічній системі літака рідин АМГ-10 та FH-51.

Рис. 4. Діаграма залежності кислотного числа від напрацьованих годин в гідравлічній системі літака рідин АМГ-10 та FH-51

Отримані результати безперечно свідчать про протікання процесів окислення вуглеводнів, випаровування низько киплячих фракцій, утворення органічних високомолекулярних сполук. Проте донині вважається, що ці процеси суттєво не впливають на якість рідин або їхній вплив не призводить до виникнення відмов та несправностей.

Контроль якості паливно-мастильних матеріалів, у тому числі і гідравлічних рідин, складався впродовж досить довгого історичного періоду як розвитку, так і становлення цивільної авіації. Можна констатувати той факт, що контроль якості гідравлічних рідин і методи аналізу показників якості, так само як хімічний та компонентний склад, незмінювані з кінця 60-их років минулого століття. Однак за цей час відбулося, і відбувається далі, як удосконалення систем літальних апаратів, так і вимог до якості робочих рідин, які забезпечують роботу цих систем. До того ж, на сьогодні зазнали суттєвих перетворень фінансові відносини та підпорядкованість у сфері взаємодії виробник ПММ – експлуатаційне підприємство (аеропорт) - авіакомпанія. На сьогодні, нажаль, прагнення отримати більший прибуток за рахунок зниження витрат на якість переважає над звичайною відповідальністю за кінцевий результат. Як наслідок цих процесів - не достатньо уваги приділяється обґрунтуванню доцільності виконання тих чи інших аналізів якості або відмова від їх виконання у встановлені чинними інструкціями терміни. У зв’язку з цим, нагальною потребою часу є детальне дослідження хімічних перетворень, які відбуваються в гідравлічних рідинах під час експлуатації, застосовуючи сучасні методи компонентного, групового, молекулярного та спектрального аналізу, та наукове обґрунтування необхідності та періодичності визначення певних показників якості з метою оптимізації контролю якості гідравлічних рідин під час їхнього застосування.