Восстановительный ремонт носовой стойки шасси самолета Бонанза С35

[Mike]

Добрый день,
Эта статья задумана для тех, кто владеет самолетами американского производства. Не уверен до конца как ее лучше писать, как художественный очерк или сухую тех документацию. Думаю по ходу соображу. Забегая вперед, я обязан сказать, что я не в полной мере удовлетворен работой, есть моменты, которые мне не нравятся, реализации, которые требуют переделки. Но все равно, я хотел бы что бы этот очерк сохранился в истории, для тех из нас, кто захочет связать свою жизнь с Бонанзой.
Прошлым летом, я задумал устранить люфты из узла стойки и сборки управления и начал изучать вопрос. Оказалось, что наиболее ответственными деталями являются шаровые наконечники.

99% случаев не выхода носовой стойки происходят как раз из-за усталостнных явлений в метале этих наконечников.

Система предполагает наличие этих легкосменных деталей. У производителя я не нашел упоминаний о рекомендуемом времени работы этих ШС. Сам производитель указал "по состоянию", пробежав вторичные источники информации, посоветовавшись, принял для себя 2000 часов, как время замены ШС. Переведя логбук самолета с 4-х языков за все 60 лет эксплуатации я не увидел отметки о их замене, т.о. к работе я добавил замену ШС-ов.

[Mike]

Ниже я проиллюстрирую тот объем работ, который был виден после внешней дефектации, с самого начала работ. Вот что собой представляет ходовая самолета C35


В середине, как паук, сидит червячный редуктор, приводимый в действие электромотором. Рассмотрим часть касающуюся передней стойки. Приношу извинения, но для моего удобства я буду употреблять нектоторые термины на языке оригинала  в смысле на английском. Ухо нижнего рычага редуктора, через clevis bolt соединен с задней штангой, которая через шарнир соединена с передней штангой. В этом месте используется поддержка idler arm. Далее передняя штанга соединена с тягой приводящей в движение V-brace уборки выпуска. V-brace уборки выпуска на конце имеет упор замка фиксации. Такой же упор фиксации есть на ответной штанге. Цепь замыкается на корпусе амортизаторной стойки.
В каждом сопряжении был мною обнаружен люфт. Поэтому я написал список всех стандартных деталей (hardware), которые безоговорочно необходимо заменить.

Вот как выглядит детальный вид системы уборки выпуска.


Как всегда, американская система ценностей, включает в себя невероятно ценное качество: ремонтопригодность. Абажаю! В автомобилях это очень редкое качество. Итак, где был обнаружен люфт (с лева-на право): 36, 35, 24, 7, 8, 4 Т.е. фактически везде кроме коренных втолок V-brace.

[Андрей-пилот]

Миша привет. Имея некоторый опыт ремонта, могу тебе посоветовать:
-если я правильно понял, то ты собираешься покупать новые болты. Может быть, что придется заказывать ремонтные болты и под них разворачивать втулки, опять-же заказанными под новый размер развертками. Прежде чем покупать новые болты, рекомендую внимательно померять размеры в отверстиях.

[Mike]

Миша привет. Имея некоторый опыт ремонта, могу тебе посоветовать:
-если я правильно понял, то ты собираешься покупать новые болты. Может быть, что придется заказывать ремонтные болты и под них разворачивать втулки, опять-же заказанными под новый размер развертками. Прежде чем покупать новые болты, рекомендую внимательно померять размеры в отверстиях.

Андрей спасибо. Но я уже закончил. Просто описываю свои дела.

[Mike]

В самолете управляемое переднее колесо. До ремонта, расходы педалей были очень значительными, приходилось буквально ловить самолет на полосе во время разбега. Соответственно я решил присмотреться ясным взором и на систему руления. Вот она:



Рычаг на оси педали, соединен болтом с ШС-ом на конце штанги. На другом конце штанги мы имеем шарнир на демпфер, через поддержку idler arm. Демпфер соединен с сложным блоком передачи поворота на амортизатор, который состоит из monkey joint и двух коленную поддержку.

Люфты были в зонах: 31, 14, 32, 16, 18.

[Mike]

Сама стойка представляет из себя такое:


Тут были небольшие люфты в коренных втулках 1.



Ну а тут, люфты просто везде.

Летом я составил список всех найденных дефектов и стал заниматься комплектацией. Это была самая сложная для меня работа. Первое, что попадает на ум это заказать все детали оригинальные. Но далеко не на все адекватные цены. Так например комплект корневых втулок опоры шасси стоит в районе $180, тогда мне казалось это очень дорого, но в последствии выяснилось, что дешевле это и не будет. Но не будем забегать вперед. Первая сложность тут в возрасте самолета. Последняя ревизия каталога была сделана в семидесятых годах, с тех пор стандарты сменились и многих спецификации болтов поменялись, правда в сторону улучшения характеристик. Пришлось поработать со справочниками и перевести некоторые старые стандарты в новые. Вторая сложность это определить, что целесообразно заказать оригинальное, что изготовить на месте. Тут помимо цены, нужно было понять будет ли новая деталь решать проблему. В некоторых местах, я принял решение делать на месте. Третья сложность это скомплектовать набор. Некоторые вещи приходилось вылавливать месяцами на ebay. Четвертая сложность - доработки. Учитывая то, что это самолет - третье поколение Бонанзы из более чем 15-ти, мне хотелось немного усовершенствовать конструкцию более поздними доработками. Для этого мне пришлось проанализировать некоторую документацию и определить те места, где целесообразно дорабатывать. Такими местами стали, установка масленок в двух элементах, установка нового типа болтов.

[Mike]

Юридический аспект работы.

Мало кто пишет о своих ремонтах на форуме. Это очень печально. Каждый раз, когда кто то начинает думать о ремонте своего самолета, этот человек начинает ити почти с нуля. Конечно есть американские ресурсы, в которые можно заглядывать, но иногда хочется кому то позвонить и поговорить на родном языке, но увы... Моим консультантом на самом первом этапе стал Vladimir V, у которого похожая стойка.

В моем конкретном случае, я решил работать в правовом поле, для этого я уточнил что имею право делать я, что я обязан передать на ремонт в сертифицированую мастерскую. Оказалось, что 99% работ могу делать я сам, как хозяин. Такая модель работы в США называется супервайзинг. В этом случае я согласовываю все работы с моим инспектором. Разобравшись в вопросе, я отправил десяток фотографий с описанием дефекта американскому сертифицированому механику и предложил выбранный мной способ ремонта. Когад все было согласовано я приступил к работе. Позже, я рапортовал о завершении, а во время годового осмотра он все проверил и внес всю работу в логбук самолета. Таким образом все, что я сейчас описываю является полностью законным с точки зрения FAA.

[Mike]

Сама работа представляет из себя демонтаж, разборку, анализ размеров и отклонений, заказ или изготовление деталей, сборка/доработка, проверка. На самом первом этапе, мне решил помочь Закота Николай, за что ему огромное спасибо.

Так самолет простоял всю зиму. Хочу отметить, что не все гидравлические домкраты имеют механический фиксатор. Это очень удобно, ведь на домкратах оставлять груз на долго нельзя, а с фиксаторами можно. Если думаете покупать или изготавливать, то обязательно подумайте о долгосрочной механической фиксации.


У Николая в мастерской мы провели разборку и дефектацию. Самое неоднозначное место оказалось места сопряжения V-brace и корпуса амотризатора, №4 на странице со стойкой. Хотелось бы рассказать о материалах стойки. V-Brace невероятно легкая деталь! Она сделана из магниевого сплава. Магний чрезвычайно електро активный материал. Во всех американских таблицах он возглавляет списки по активности. Таким образом, в тех местах где существует сопряжение его с любым другим металлом при наличии даже небольшого кол-ва воды возникает мощная электрокоррозия. Коррозия тем больше, чем большая разница потенциала. Как и описывают учебники, за пол-века в местах впресовки втулок таки возникла коррозия, мы наблюдали ее особенно в нижней части, где куда стекает конденсат.

Вот так выглядит V-brace


Вот втулка, в которой проворачивается корпус амортизатора, во время руления.

[Mike]

Для того, что бы дефектировать эти мощные втулки и принять решения по методу ремонта, пришлось очистить корпус амортизатора от наклепа.


Далее мы промеряли все элипсности и стали думать что с этим делать. К радости выяснилось, что непосредственно сам цилиндрический корпус не изношен. В последствии я узнал, что он выполнен из хромированной стали, так что не мудрено, что истираясь с бронзой, он остался цел. Далее были выполнены эскизы оснастки и втулок, которые решено было делать на месте.


Так выглядит barrel, корпус амортизатора

[Mike]

После первой сессии у Николая в мастерской, мне потребовалось около месяца. За это время я изготовил чертежи и передал их Andriy для изготовления оснастки. Андрей выполнил отличную работу, и у меня заимелись все приспособления для дальнейшей работы. Так же я заказал комплект дюймовых разверток, метчиков, колесных подшипников комплект и кучку всякой мелочи.

Покраска магния
Интересное исследование пришлось выполнить при покраске элементов носовой стойки. Как я уже заметил выше, V-brace, а так же многие литые детали, включая половинки диска носового колеса выполнены из магниевого сплава. Такой сплав чрезвычайно важно правильно готовить к покраске и красить. Изучив тонны документов по этому вопросу я все таки сделал ошибку! Металургия всегда для меня была сложна. Магниевый сплав, по крайней мере тот, из которого льют авиационные корпуса обладает интересными свойствами. При разрушении изначального заводского покрытия, поверхность разрушается становясь по структуре похожей на пензу. Этот тонкий слой одновременно служит барьером предотвращающим дальнейшую коррозию. Перед покраской этот слой нужно удалить, так как к нему не будет адгезии. Для удаления этого слоя я применил классику - пескоструй. Другой метод - химическое травление, не подходил.  Однако, во время пескоструя я допустил непоправимую ошибку. Этим абзацом я предостерегаю всех остальных. Пескоструить магний можно ТОЛЬКО чистым материалом, будь то кремниевый песок, пластиковые гранулы или стеклянные шарики. Категорически нельзя пользоваться старым абразивом. В этом случае вбиваем в мягкую поверхность магния частички разнородных материалов, которые обрабатывались до того. Напоминаю, магний очень активный, наличие инородных материалов в его структуре провоцирует електрокорозию. Но увы, об этом я подумал после работы.
В отношении окраски магния существует две технологии. Порошковые краски или мокрая система AkzoNobel. Порошковая краска для старого магния не рекомендуется. Очень большая вероятность разрушения метала под коркой краски. Я логично выбрал систему AkzoNobel. Имея хорошие отношения с директором фирмы УкрАвиаСнаб Валерием, передал им детали для покраски. Со второго раза покрасили, новый для них материал - неправильно подобранный грунт. Визуально окраска - превосходная, адгезия к магнию прекрасная. Надеюсь хватит лет на 20. ))

[Mike]

После того как детали были окрашены, а Николай придумал как аккуратно изъять втулки из корпуса, мы продолжили работу.









Тут хорошо видно корозию магния


Один из самых сложных моментов был расчет размеров новой втулки. Необходимо было учесть пластическую деформацию втулки после запресовки ее в корпус. Но все таки после дня расчетов, привлечения коллег и звонков другу, эскиз был сделан.

Затем были заменены все втулки приехавшие из-за океана.





Собрано колесо.

[Mike]

Было три места, где новые втулки заказывать смысла не было, так как отверстие было слишком разбито. Нужно точить новые. Первый вопрос который у меня возник какой использовать материал и какие обработки поверхности. С материалом мне здорово помог Игорь Юнак из Днепропетровска. Я отправил ему оригинальные втулки, что бы он мог сделать хим.анализ. Анализ показал интересную штуку. Многие втулки были сделаны из материала, аналог нашего сталь 35ХМ. А большие втулки из самого простого БРАЖ. Если с БРАЖ-ем все мне понятно, но со сталью 35ХМ, возникали вопросы. Такой материал идет во втулки в узлах №: 5, 19, 16


Такой выбор мне был поначалу непонятен, так как это не фрикционный материал. Но найдя этот материал в таблице електро активности, я понял задумку: эти узлы 98% времени находятся в неподвижном состоянии, и лишь немного двигаются. Вопрос коррозионной устойчивости более актуальный чем его фрикционность. Теперь, когда все стало на места, мне нужно заказать материал и выполнить токарные работы. И тут возник очень интересный вопрос: какой материал лучше ставить во втулки между магнием V-brace и хромированой сталью barrel. Пришел к выводу что идеально БРОФ или даже БрБ2, т.е. либо бронза оловянно-фосфорная либо берилиевая. В данном случае я типа улучшал конструкцию Заказав Игорю найти любой из этих материалов, я и не знал, что столкнусь с новой проблемкой. Оказывается, что просто купить материал мало, нужно убедится, что это именно тот материал, что нужен. Для этого нужно делать хим аналих купленного материала. Но, в случае с БРОФ, точный анализ, по крайней мере спектрографией сделать нельзя, т.к. фосфор не определяется этим методом. Ровно как и беррилий! Однако формула БрБ2 настолько уникальна, что даже без определения кол-ва беррилия, можно с точностью 98% убедится, что это именно то что надо. Таким же методом невозможно удостоверится в чистоте БРОФ. Так я купил беррилиевую бронзу в качестве втулок для магния. Теоретически - отличный материал, по активности близкий к магнию, по фрикционности - неплох с хромом.
Ну что же  - посмотрим.

[Mike]

Теперь пришло время разработать чертежи. Эскизы - эскизами, а разработка документации это намного объемнее.


Николай Закота, предложил использовать притир для снятия наклепа на корпусе амортизатора. С ним была небольшая история. При разработке чертежа, выяснилось, что это довольно объемная штука, и такого объема материала у Андрея Гнашука нет. Пришлось ити в контору по покупке металолома и там в куче чермета искать кусок кокого-то агрегата килограма на 4. Из этого куска в итоге получился замечательный притир.
Точение же основных втулок из берилиевой бронзы было сопряжено со сложностью. Как я уже говорил, было принято решение точить готовые втулки, что бы просто впресовав их в корпус, сразу получить нужный размер. Это оказалось довольно хлопотно. Таблиц посадок для БрБ2 я не нашел, соответственно пришлось теоретизировать, какой размер нам нужно точить, что бы после впресовки, нам получить размер Х.
Тут я хочу остановится поподробнее. Я думаю, что выбранный мной путь - дискусионный. На самом деле существовал еще один вариант и мы его рассматривали. Он заключался в том, что бы выточить полуфабрикат, впресовать его в магний и после расточить на нужный нам внутренний размер. Отказался я от него по таким причинам:
- необходим расточной станок с большим ходом координатного стола. Такого в близком окружении не было
- необходимо индивидуальное приспособление, позволяющее очень точно выставить огромный корпус V-brace
- необходимо сделать оба подшипника (втулки) на одной установке, ибо при переустановке будет заложена погрешность на соосность.
- деталь на момент была покрашена, при таких работах остались бы повреждения.
Кто будет делать за мной - пусть решает сам, как оптимальнее делать.

Итак был выбран расчетный метод. Получившиеся в результате потребная точность выходила за пределы большинства токарных станков. Николай договорился с Аэросом, что бы на их парке сделать нужную работу. Надо сказать, что токарь выполнил отличную работу, не смотря на то, что его станок был на грани заданых размеров. Идет речь о сотых. ОТК в моем лице определило отклонения как допустимые, особо порадовало приемлимое отклонение от цилиндричности, которое было в районе .005 мм.





Пока точились втулки я сделал кучу дополнительной работы по самолету, о чем дополнительно возможно напишу. Наприпер вот http://www.ukraviaforum.com/index.php/topic,11192.0.html

[Mike]

Пришло время устанавливать основные втулки. Тут всю работу сделал Николай. Мой теория тут была бессильна, однако практическая сноровка Николая в самый раз. Перед установкой мы еще раз проверили размеры отверстия, и тут выяснился афигенный облом. Оказалось, что за долгие годы эксплуатации тонкий магниевый корпус деформировался в местах посадки подшипников (втулок). Посадочная поверхность превратилась из цилиндра в элипс. Буквально пару десяток отклонения внесли свою лепту.
Николай предпринял попытку отхонинговать отверстия.


Хон снял корозионную пленку оголив магний. Элипсность стала немного меньше.


После этого втулки были впресованы. Была надежда, что более твердая бериливая бронза немного исправит элипс.


Замеры после впресовки. Не идеально. Элипс сохранился.


Позже, изучая этот вопрос на уровне документации производителя, я обнаружил, что в шестидесятых годах, фирма Бичкрафт, изготовила комплект нового V-Brace. Отличий было два. Первое отличие в отсутствии облегчающих отверстий. Второе в увеличеном теле в районе втулок. Т.е. разработчики определили недостатки и устранили их. Однако сейчас найти такую стойку чрезвычайно сложно, кроме того она тяжелее и требует доработок системы уборки/выпуска.
Теперь, кто будет ремонтировать стойку, нужно сразу мерять элипсность и от этого отталкиваться в разработке технологии ремонта.

[Mike]

Притирка корпуса амортизатора. Очень, надо сказать, древняя и правильная технология!


К сожалению после сборки люфт немного остался. Нам не удалось полностью от него избавится. Но это не сравнить с тем, что было до ремонта.

Впресовка нового подшипника в наконечник демфера управления.


Важная деталь, требуемая производителем - удостоверится что pin в тяге уборки/выпуска не сточен или деформирован.


Далее сборка колеса, его балансировка. Балансировка сделана для уменьшения эффекта шимми. Балансировано на мотоциклетном сервисе Tip-Top на проспекте Правды. Получилось 5 грам грузик - отличный результат.


Смазка и переборка рулевого демфера.

Тут я заменил манжету.


В v-brace заменил все масленки. Правда ошибся с материалом, уже потом понял, что лучше ставить из метала monel.


Собранная сборка.




В твух треугольниках torque knee была проблема со всеми масленками - они были подломаны. Пришлось разсверливать и нарезать новую резьбу. После чего все стало на свои места.


Естественно в самом амортизаторе заменил все манжеты, скрепер, пыльник.


В тяге рулевого механизма, котрорую я принял решение не демонтировать использовал Loctite 648 для вклейки новых втулок


Самый громадный люфт был в idler arm рулевой системы. Он был настолько гиганским, что после замены всего что мог, я решил доработать этот узел и установить масленку. Теперь в 100 часовой сервис включился пункт о шприцовке этого узла. Я надеюсь, что теперь он прослужит намного дольше.


Очень ответственный узел lift leg. Его я отдал на неразрушающий контроль. Оказалось все четко. После чего я установил полученные от производителя болт и гайку. В этом узле необходимо ставить hardware предварительно прошедший неразрушающий контроль. Обычно такие болты и гайки красят зеленой или синей краской. Это говорит о том, что они проверены и сертифицированны.

[Тэги:]

Украинский авиационный форум > Форум > Легкая авиация > Эксплуатация > Тема: Восстановительный ремонт носовой стойки шасси самолета Бонанза С35