Строительство ЛЭП с применением вертолетов требует особой подготовки и всегда идет строго в соответствии с проектом производства работ. В районе Красной Поляны все работы шли по проекту, разработанному филиалом компании «Южэнергосетьпроект» (Ростов-на-Дону). Техническое сопровождение вертолетного монтажа металлоконструкций осуществляли также представители ООО «Энергетика Юга» (Сочи) и филиала Федеральной сетевой компании «Магистральные электрические сети Юга» (Пятигорск). Эти организации имеют большой опыт монтажа высоковольтных линий электропередачи с помощью вертолетов.
При установке четырехстоечных опор УС-330 был применен метод свободного монтажа конструкций с вертикальным наращиванием отдельных их секций в полностью или частично собранном (без траверс) виде. Такой метод монтажа предусматривает установку на верхней части каждой монтажной секции специальных приспособлений — ловителей. Эти приспособления позволяют существенно повысить точность установки секций на фланцевые соединения, обеспечить их устойчивость после отцепки от внешней подвески вертолета, а следовательно, сократить летное время на проведение монтажных работ. Прочность самих ловителей перед установкой на объект проверяется при совместном действии нагрузок от изгиба в плоскости наибольшей и наименьшей жесткости, кручении, а также при воздействии местных ударных и циклических нагрузок.
Каждая верхняя часть секции УС-330 была оснащена ловителем грубой наводки, представляющим собой четыре соединенные между собой трубостойки в форме купола или пирамиды. Функцию ловителя точной наводки выполнял стальной трос диаметром 17,5 мм, натянутый по периметру нижней части устанавливаемой секции. В комплект дополнительного технологического оборудования при проведении авиационных строительно-монтажных работ входили регулируемые по длине фалы или растяжки (пеньковый или синтетический трос) диаметром 30–35 мм и длиной 7-10 м с грузом массой 1,5–2 кг на концах для исключения запутывания тросов потоком воздуха, индуцированным НВ вертолета. Эти фалы позволяли компенсировать различные толчки и колебания груза на внешней подвеске. Перед выполнением монтажа фалы крепили к стойкам секции, их пропускали в отверстия фланцевых соединений, и наземный персонал удерживал их в заданном положении до момента окончательной установки секции на проектные отметки. Следует сказать, что постоянное присутствие людей в зоне выполнения монтажа высотных объектов (с большими значениями момента инерции монтажных блоков) требовало от экипажа вертолета особого внимания.
Точное наведение устанавливаемой секции на ловитель, как правило, затрудняется колебаниями, возникающими при перемещении системы «вертолет — груз» над монтажным соединением. Пилоту необходимо точно выдерживать параметры висения и вертикального маневрирования вертолета над местом установки объекта. Сделать это непросто, «мешают» ограниченный запас мощности двигателей и времени использования максимальных режимов их работы, отсутствие устойчивой визуальной связи с объектом монтажа и выбранными ориентирами видимости, интенсивность ведения радиообмена и внутривертолетных переговоров в процессе выполнения работ и многое другое.
Наиболее эффективным методом устранения или уменьшения возникающих в процессе транспортировки колебаний груза на внешней подвеске является применение специальных технических средств. (Еще в 1959 году при создании вертолета S-60 Sky Crane И.И. Сикорский начал разработку амортизаторов, аэродинамических обтекателей, вибропоглотителей и стабилизаторов, позволяющих существенно повысить устойчивость груза при его обтекании воздушным потоком, свести до минимума вибрации, передаваемые на груз с вертолета). Для обеспечения устойчивого поведения грузов во время полета используются аэродинамические стабилизаторы, ориентирующие и стабилизирующие подвески, средства, совмещающие то и другое.
В настоящее время в НПК «ПАНХ» на основе анализа отечественного и зарубежного опыта созданы экспериментальные образцы систем азимутальной ориентации (САО) и фиксации груза (САФ) для вертолетов Ми-26, Ми-8 и Ка-32. Эти системы удовлетворяют следующим основным требованиям: максимальному использованию элементов узлов штатной подвески вертолета; отсутствию необходимости внесения изменений в конструкцию вертолета для установки САО и САФ; взлету и посадке вертолета с установленными на борту системами стабилизации груза.
Транспортировка секции опоры У-2 к месту монтажа
Работа вертолета Ми-26 на установке опор ЛЭП, 2004 г.
Наиболее удачной оказалась схема САО 26-3-2. Она обладает хорошими демпфирующими свойствами, существенно снижающими динамические нагрузки от колебаний груза как на вертолет, так и на место установки груза. Об особенностях конструкции этого устройства мы уже рассказывали на страницах журнала в публикации «Новые технологии монтажа» («Вертолет» № 1, 2004 г.). С помощью этой системы за две недели полетов по установке опор линии электропередачи в районе Красной Поляны было выполнено более 30 монтажных циклов на различных высотных отметках, уложено 32 железобетонных фундамента, доставлено к месту использования более 100 т различных строительных материалов. САО успешно обеспечила повороты груза через систему тросов и поворотных роликов с угловой скоростью до 10 град./с и угловым ускорением до 3,5 град./с2, при которых в элементах конструкции системы отсутствовали критические нагрузки и обеспечивалось оперативное управление грузом массой до 16 тонн и моментом инерции до 1000000 кгм2 при его наведении на проектные отметки.
Среднее время установки одной секции УС-330 составляло не более 40 минут (и это с учетом времени полета вертолета с грузом на внешней подвеске до места установки конструкции, расположенного в пяти километрах от взлетной площадки). Затраты летного времени на выполнение технологических операций, непосредственно связанных с установкой одной секции на горном пикете, составляли от 30 до 50 секунд, то есть 1,6 % всего монтажного цикла.
Особенность работ заключалась в том, что трасса ЛЭП протяженностью 60 км проходила по склонам гор Сочинского государственного природного национального парка. Уклон этих гор составляет до 30–35°, естественно, что никакая другая техника, кроме вертолета, тут работать не может. Использование вертолета Ми-26 позволило существенно сократить сроки строительства, сохранить растительность склонов и снизить вырубку реликтовых деревьев.
Надо сказать, что в НПК «ПАНХ» накоплен значительный опыт работы в горах. Серьезным испытанием для специалистов предприятия стала работа в 2004 году при ликвидации последствий схода лавины на Нахарском перевале. Снежная лавина тогда полностью уничтожила один из пикетов с анкерными опорами высоковольтной линии электропередачи (по этой линии, кстати, электроэнергия идет из России в Турцию). Тогда впервые в отечественной практике с помощью вертолета Ми-26Т был осуществлен посекционный монтаж стальных опор У-2 на высоте 2880 м. Жесткие сроки проведения ремонтно-восстановительных работ на трасе ЛЭП ограничивали время на подготовительные, ликвидационные и транспортные мероприятия. Для перевозки персонала, сварочного оборудования, такелажной оснастки, доставки улавливающих приспособлений на место аварии был использован вспомогательный вертолет Ми-8МТВ. На этой машине энергетики следили за проведением ремонта: с высоты можно было заметить не только обрыв проводов и поломку изоляторов, но и повреждение антикоррозионного покрытия опор. Для высадки ремонтников экипажам приходилось подбирать пригодные для посадки вертолета площадки прямо в горах. На восстановление полного электроснабжения ушло тогда всего шесть дней. И это при неустойчивом ветре до 10 м/с и температуре наружного воздуха более 25 °C!
