RU2175948C2

RU2175948C2 - Method of mounting power transmission line support by means of flying vehicle

Info

Publication number: RU2175948C2
Application number: RU98117145A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Солуянов; В.Б. Козловский
Original assignee: ОАО "Научно-производственная компания применения авиации в народном хозяйстве"
Priority date: 1998-09-15
Filing date: 1998-09-15
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: devices in which lifting force is applied directly to surface of cargo. SUBSTANCE: method consists in hooking the power transmission line support lying ion the ground to helicopter and transporting it in vertical position to required area. Then, support is placed on ground between foundation and tractor equipped with winch. Two preventive ropes are secured to support; one rope is connected directly to tractor and other to winch and consequently its length may be changed in the course of mounting. After preliminary tension of both preventive ropes by motion of tractor and switching-on of winch, support is hoisted by helicopter and is transferred to foundation. In the course of motion, tension of preventive ropes is maintained due to coordinated motion of tractor and helicopter till hanging of support above foundation. Then, support is turned additionally due to change in length of second preventive rope till its shoes are matched with members of foundation, after which shoes get engageable with foundation due to descent of helicopter. After securing the support, helicopter is unhooked. EFFECT: reduction of dynamic loads on flying vehicle. 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству высоковольтных линий электропередачи, в частности к монтажу опор и других грузов с большим моментом инерции вокруг оси подвеса к летательному аппарату, например к вертолету. The invention relates to the construction of high-voltage power lines, in particular to the installation of supports and other loads with a large moment of inertia around the axis of the suspension to the aircraft, for example to a helicopter.

Известен способ монтажа металлических конструкций, включающий их подцепку к внешней подвеске летательного аппарата, транспортировку в вертикальном положении, зависание над местом монтажа, соединение дополнительных направляющих тросов, связанных с вертолетом и пропущенных через полые стойки металлоконструкции, а другим концом прикрепленных к месту монтажа, и установку металлоконструкции на проектные отметки (авт. св. СССР N 623824, B 66 F 11/02, 1977). Для обеспечения необходимой точности установки груза направляющие тросы укорачивают лебедкой, установленной на борту вертолета, и обеспечивают этим их натяжение во время снижения вертолета. В результате действия горизонтальных реакций в направляющих тросах при взаимодействии их со стойками металлоконструкции создается момент, сначала разворачивающий (ориентирующий), а затем удерживающий металлоконструкцию в необходимом положении. В процессе ориентирования груза относительно места установки в направляющих тросах возможны динамические поперечные, т.е. нерасчетные нагрузки (на срез), величина которых зависит от углового ускорения (замедления) груза при повороте вокруг оси подвеса и от его (груза) момента инерции вокруг этой оси. Угловое ускорение, в общем случае, является контролируемым параметром. Его величина во многом зависит от опыта экипажа. Например, при плавной посадке груза (т.е. при медленном снижении вертолета) и скоординированной работе лебедки, исключающей прослабление направляющих тросов, величина углового ускорения может быть безопасной. Второй параметр - момент инерции груза - является неизменной характеристикой конкретной конструкции и определяется не столько массой груза, сколько величиной разноса масс от центра масс груза (квадратичная зависимость). Например, при больших габаритах груза значительная величина этого параметра может привести к критическим срезающим нагрузкам в направляющих тросах. Поэтому известный способ не всегда возможно использовать при монтаже крупногабаритных конструкций. A known method of mounting metal structures, including their hooking to the external suspension of the aircraft, transportation in an upright position, hovering above the installation site, connecting additional guide cables connected to the helicopter and passed through the hollow metal structure posts, and attached to the installation site at the other end, and installation metal structures at design marks (ed. St. USSR N 623824, B 66 F 11/02, 1977). To ensure the necessary accuracy of cargo installation, the guide cables are shortened with a winch mounted on board the helicopter, and this ensures their tension during the helicopter descent. As a result of the action of horizontal reactions in the guide ropes during their interaction with the posts of the metal structure, a moment is created that first unfolds (orientates) and then holds the metal structure in the required position. In the process of orienting the load relative to the installation location in the guide cables, dynamic transverse ones are possible, i.e. off-design loads (per shear), the value of which depends on the angular acceleration (deceleration) of the load when turning around the axis of the suspension and on its (load) moment of inertia around this axis. Angular acceleration is, in general, a controlled parameter. Its value largely depends on the experience of the crew. For example, with a smooth landing of the cargo (i.e., with a slow reduction of the helicopter) and coordinated operation of the winch, which excludes loosening of the guide cables, the value of angular acceleration can be safe. The second parameter - the moment of inertia of the load - is an invariable characteristic of a particular design and is determined not so much by the mass of the load as by the magnitude of the separation of masses from the center of mass of the load (quadratic dependence). For example, with large cargo dimensions, a significant value of this parameter can lead to critical shear loads in the guide cables. Therefore, the known method is not always possible to use when installing large structures.

Известен другой способ монтажа конструкций, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому, т.е. являющийся прототипом. Это способ монтажа портальной опоры линий электропередачи (груза с большим разносом масс и значительным моментом инерции) с помощью летательного аппарата, включающий подцепку собранной опоры к внешней подвеске вертолета, транспортировку ее в вертикальном положении к месту монтажа, предварительную установку стойками на грунт около фундамента, подсоединение к стойкам опоры двух дополнительных страховочных тросов, прикрепленных противоположным концом к неподвижному наземному средству (анкеру), подъем и перемещение вертолетом опоры к фундаменту до натяжения страховочных тросов, обеспечивающих совмещение в плане башмаков стоек с элементами фундамента, снижение вертолета и сопряжение башмаков с фундаментом (патент РФ N 2023651, кл. В 66 F 1/02, E 04 G 21/26, E 04 H 12/34, 1992). В результате возникновения в страховочных тросах продольных (расчетных) нагрузок в процессе монтажа обеспечивается возможность ориентации груза и стабилизации его положения. Однако вследствие того, что в этом способе используют страховочные тросы неизменной длины (равной расстоянию от анкера до элементов фундамента) подъем опоры начинают с ненатянутыми страховочными тросами. В результате перемещения вертолетом опоры к фундаменту без работающих гибких связей возможно закручивание опоры вокруг оси подвеса потоком от несущего винта (обычно по часовой стрелке). Поэтому сначала резко натягивается один страховочный трос (обычно левый), а затем другой (правый). В результате мгновенной остановки вращения опоры возможны значительные величины углового замедления, что при большом моменте инерции портальной опоры может привести к значительным динамическим нагрузкам в страховочных тросах. Таким образом, при их неконтролируемом натяжении возможны динамические нагрузки (как минимум два рывка), передаваемые на вертолет и усложняющие его пилотирование. There is another method of mounting structures, the closest in technical essence to the claimed, i.e. being a prototype. This is a method of mounting a portal support for power lines (cargo with a large mass spacing and a significant moment of inertia) using an aircraft, including hooking the assembled support to the external suspension of the helicopter, transporting it vertically to the installation site, pre-installation with racks on the ground near the foundation, connecting to the struts of the support of two additional safety cables attached at the opposite end to a fixed ground vehicle (anchor), lifting and moving the support by helicopter to the document before tensioning the safety cables, ensuring alignment in terms of the shoe racks with the foundation elements, reducing the helicopter and pairing the shoes with the foundation (RF patent N 2023651, CL 66 F 1/02, E 04 G 21/26, E 04 H 12 / 34, 1992). As a result of the occurrence of longitudinal (rated) loads in the safety cables during installation, it is possible to orient the load and stabilize its position. However, due to the fact that this method uses safety ropes of constant length (equal to the distance from the anchor to the foundation elements), the support begins to be lifted with unstrained safety ropes. As a result of the helicopter moving the support to the foundation without flexible working connections, it is possible to twist the support around the suspension axis by flow from the main rotor (usually clockwise). Therefore, at first one safety cable (usually the left one) is pulled sharply, and then another (the right one). As a result of the instantaneous stop of rotation of the support, significant values of angular deceleration are possible, which with a large moment of inertia of the portal support can lead to significant dynamic loads in the safety cables. Thus, with their uncontrolled tension, dynamic loads are possible (at least two jerks) transmitted to the helicopter and complicating its piloting.

Задачей настоящего изобретения является достижение технического результата, заключающегося в снижении или полном исключении динамических нагрузок на летательный аппарат в процессе монтажа крупногабаритных грузов. The objective of the present invention is to achieve a technical result, which consists in reducing or completely eliminating dynamic loads on the aircraft during the installation of bulky goods.

Для этого в способе монтажа опоры линии электропередачи, включающем подцепку собранной опоры к внешней подвеске летательного аппарата, транспортировку ее в вертикальном положении к месту монтажа, предварительную установку стойками на грунт около фундамента, подсоединение к стойкам опоры двух страховочных тросов, прикрепленных к наземному средству, подъем и перемещение опоры к фундаменту с натяжением страховочных тросов, обеспечивающих совмещение в плане башмаков стоек с элементами фундамента, снижение летательного аппарата и сопряжение башмаков с фундаментом, согласно изобретению используют один трос фиксированной длины, а второй страховочный трос - переменной длины, применяют подвижное наземное средство, например трактор, причем первый страховочный трос прикрепляют непосредственно к подвижному наземному средству, а второй - к тяговому механизму, например к лебедке, установленной на этом наземном средстве. Перед подъемом опоры выбирают слабину обоих страховочных тросов, т.е. их предварительно натягивают путем перемещения наземного средства в направлении от фундамента и включением тягового механизма на уборку троса. После подъема опоры в процессе ее перемещения вертолетом к фундаменту первый трос держат натянутым за счет перемещения наземного средства скоординированно с вертолетом, а второй трос укорачивают или удлиняют лебедкой таким образом, чтобы он был постоянно натянут и в то же время обеспечивал доворот опоры в необходимом направлении для совмещения в плане ее башмаков с элементами фундамента. При достижении совмещения опору опускают вертолетом до сопряжения башмаков с фундаментом. To do this, in the method of mounting the power line support, including hitching the assembled support to the aircraft’s external suspension, transporting it in an upright position to the installation site, installing racks on the ground near the foundation, connecting two safety ropes attached to the ground to the support racks, lifting and the movement of the support to the foundation with the tension of safety cables, ensuring the alignment in terms of shoes racks with the elements of the foundation, reducing the aircraft and mate The use of shoes with a foundation, according to the invention, use one cable of a fixed length, and the second safety cable of variable length, a mobile ground tool, such as a tractor, is used, the first safety cable attached directly to the mobile ground tool, and the second to the traction mechanism, for example to a winch installed on this ground vehicle. Before lifting the supports, select the slack of both safety cables, i.e. they are pre-stretched by moving the ground means in the direction from the foundation and turning on the traction mechanism to clean the cable. After lifting the support during its movement by helicopter to the foundation, the first cable is kept tensioned by moving the ground means in a coordinated manner with the helicopter, and the second cable is shortened or lengthened by the winch so that it is constantly stretched and at the same time ensures the support is turned in the necessary direction for combination in terms of its shoes with elements of the foundation. When alignment is achieved, the support is lowered by helicopter until the shoes mate with the foundation.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена последовательность предварительной установки опоры на грунт, подцепки страховочных тросов и установки опоры на фундамент; на фиг. 2 - то же, вид сверху. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the sequence of pre-installation of support on the ground, the hooking of safety cables and installation of support on the foundation; in FIG. 2 - the same, top view.

Способ осуществляют следующим образом. При подготовке на месте монтажа (на пикете) на элементы фундамента 1 устанавливают специальные приспособления - ловители (не показаны), обеспечивающие точное совмещение башмаков 2 опоры 3 с фундаментом. На безопасном расстоянии от фундамента 1 устанавливают подвижное наземное средство 4 (например, трактор, автомобиль и пр.) с крюком 5 и тяговым механизмом 6 (например, лебедкой). В качестве страховочного троса 7 может быть использован трос лебедки 6 или прикрепленный к нему подстропник. К крюку 5 прикрепляют конец другого страховочного троса 8, длина которого выбирается и фиксируется исходя из размеров пикета и обеспечения безопасной совместной работы средства 4 и вертолета 9. В удобном месте - на полигоне собирают опору 3 в горизонтальном положении. Собранную опору посредством каната 10 подцепляют к вертолету 9 так, чтобы она (опора) при транспортировании к месту монтажа находилась в вертикальном положении. При подлете к пикету снижают скорость и высоту полета вертолета. Затем вертолет зависает над пикетом и устанавливает опору 3 предварительно на грунт между фундаментом 1 и наземным средством 4 (положение А вертолета 9). Этим исключают возможность вращения опоры и обеспечивают безопасное выполнение подготовительных операций к монтажу, описанных ниже. The method is as follows. When preparing at the installation site (at the picket), special devices are installed on the foundation elements 1 - catchers (not shown) that ensure the exact combination of the shoes 2 of the support 3 with the foundation. At a safe distance from the foundation 1, a movable ground means 4 is installed (for example, a tractor, a car, etc.) with a hook 5 and a traction mechanism 6 (for example, a winch). As a safety cable 7 can be used a winch cable 6 or attached to it a pillar. The hook 5 is attached with the end of another safety cable 8, the length of which is selected and fixed based on the size of the picket and ensuring the safe joint operation of the tool 4 and the helicopter 9. In a convenient place, the support 3 is assembled in a horizontal position on the training ground. The assembled support by means of a rope 10 is hooked to the helicopter 9 so that it (support) is transported to the installation site in a vertical position. When approaching the picket, they reduce the speed and altitude of the helicopter. Then the helicopter hangs over the picket and installs the support 3 previously on the ground between the foundation 1 and the ground means 4 (position A of the helicopter 9). This eliminates the possibility of rotation of the support and ensure the safe execution of preparatory operations for installation, described below.

К двум стойкам опоры подсоединяют свободные концы страховочных тросов 7 и 8, натягивают их перемещением средства 4 в направлении от фундамента (показано сплошной стрелкой) и включением лебедки 6. После этого опору 3 поднимают вертолетом 9 на высоту 1...1,5 м выше ловителей на элементах фундамента 1, и согласованным перемещением вертолета 9 со средством 4 переносят опору в направлении к фундаменту (штрихпунктирная стрелка). Причем трактор начинает движение с некоторым запозданием, исключая тем самым ослабление страховочных тросов, которое может привести к колебаниям и вращению опоры под действием потока воздуха от несущего винта вертолета. Как только вертолет 9 достигнет положения В, в котором вертикальная ось опоры совпадает примерно со строительной осью фундамента лебедкой 6, изменяют длину страховочного троса 7 для доворота опоры 3 вокруг вертикальной оси (оси подвеса) до ориентировочного совмещения в плане башмаков 2 с элементами фундамента 1. Снижением вертолета 9 опускают опору в ловители, которые обеспечивают точную посадку башмаков 2 на фундамент. После закрепления опоры к фундаменту вертолет отсоединяет канат 10 от опоры и уходит за следующей опорой. Монтажный цикл повторяется. The two ends of the support are connected to the free ends of the safety cables 7 and 8, tensioned by moving the means 4 in the direction from the foundation (shown by a solid arrow) and turning on the winch 6. After that, the support 3 is raised by helicopter 9 to a height of 1 ... 1.5 m above catchers on the elements of the foundation 1, and the coordinated movement of the helicopter 9 with the tool 4 transfer support in the direction of the foundation (dash-dot arrow). Moreover, the tractor begins to move with some delay, thereby eliminating the weakening of the safety cables, which can lead to oscillations and rotation of the support under the action of the air flow from the rotor of the helicopter. As soon as the helicopter 9 reaches position B, in which the vertical axis of the support coincides approximately with the construction axis of the foundation with the winch 6, the length of the safety cable 7 is changed to rotate the support 3 around the vertical axis (suspension axis) to an approximate alignment in terms of shoes 2 with the elements of the foundation 1. By reducing the helicopter 9 lower the support into the catchers, which ensure the exact fit of the shoes 2 on the foundation. After securing the support to the foundation, the helicopter disconnects the rope 10 from the support and leaves for the next support. The assembly cycle is repeated.

Таким образом, обеспечивается фиксация и ориентация грузов с большим моментом инерции в процессе монтажа, что снижает динамические нагрузки и повышает безопасность работ. Способ наработан в летных испытаниях по отработке технологии монтажа опор типа P2 ("рюмка") массой до 19 т и портальных опор типа ПБ4(с) массой до 10 т с размахом траверс до 26 м. В испытаниях был задействован тяжелый вертолет МИ-26Т. Thus, the fixation and orientation of loads with a large moment of inertia during installation is ensured, which reduces dynamic loads and increases the safety of work. The method has been developed in flight tests to develop the installation technology of P2 type supports (shot glass) weighing up to 19 tons and gantry supports of the PB4 (s) type weighing up to 10 tons with a traverse span of up to 26 m. A heavy MI-26T helicopter was used in the tests.

Claims

A method of mounting a power line support using an aircraft, including hooking the assembled support to the aircraft's external suspension, transporting it vertically to the installation site, pre-installing the posts on the ground near the foundation, connecting two safety cables attached to the ground to the support posts, lifting and moving the support to the foundation with the tension of safety cables, ensuring the alignment in terms of shoes racks with the elements of the foundation decrease flying about the apparatus and pairing the shoes with the foundation, characterized in that they use a movable ground tool with a traction mechanism installed on it, with one safety cable attached directly to the ground tool and the other to the traction mechanism, before lifting the support, select the slack of the safety cables by moving the ground funds from the foundation and the inclusion of the traction mechanism, and after lifting in the process of moving the support by the aircraft to the foundation, they retain the tension of the first safety cable thereby coordinated movement of the ground means to the foundation, the length of the other safety cable is changed by turning on the traction mechanism in one or the opposite direction, providing support rotation around the suspension axis to align its shoes with the foundation.