موازنة مراوح الطائرات في الظروف الميدانية: نهج هندسي احترافي
بقلم كبير المهندسين ف.د. فيلدمان
BSTU "Voenmech" سميت على اسم DF Ustinov
كلية الأسلحة وأنظمة التسليح "هـ"
القسم E7 "ميكانيكا الأجسام الصلبة القابلة للتشوه"
كبير المهندسين والمطورين لسلسلة أدوات Balanset
تم تحريره بواسطة NA Shelkovenko
مُحسّن بواسطة الذكاء الاصطناعي
عندما يتعرض محرك طائرة لاهتزازات شديدة أثناء الطيران، فهذا ليس مجرد مشكلة ميكانيكية، بل هو مصدر قلق بالغ يتعلق بالسلامة ويتطلب معالجة فورية. يمكن أن تؤدي المراوح غير المتوازنة إلى أعطال كارثية، مما يُعرّض سلامة الطائرة وسلامة الطيار للخطر. يقدم هذا التحليل الشامل منهجيات مُجرّبة ميدانيًا لـ موازنة المروحة باستخدام معدات محمولة متطورة، استنادًا إلى الخبرة العملية الواسعة مع أنواع مختلفة من الطائرات.
1. الخلفية والدافع وراء موازنة المروحة الميدانية
منذ عامين ونصف، بدأت مؤسستنا الإنتاج التسلسلي لجهاز "Balanset 1"، المصمم خصيصًا لـ موازنة آليات الدوران في محاملها الخاصة. هذا النهج الثوري ل معدات موازنة المجال لقد غيرت الطريقة التي نتعامل بها مع صيانة الطائرات.
حتى الآن، تم إنتاج أكثر من 180 مجموعة، تُستخدم بفعالية في مختلف الصناعات، بما في ذلك إنتاج وتشغيل المراوح، والمنفاخات، والمحركات الكهربائية، ومغازل الآلات، والمضخات، والكسارات، والفواصل، وأجهزة الطرد المركزي، وأعمدة الكردان والكركند، وغيرها من الآليات. ومع ذلك، موازنة مراوح الطائرات لقد ثبت أن التطبيق يعد من أكثر التطبيقات أهمية وتحديًا.
في الآونة الأخيرة، تلقت مؤسستنا عددًا كبيرًا من الاستفسارات من المنظمات والأفراد فيما يتعلق بإمكانية استخدام معداتنا لـ موازنة مراوح الطائرات والمروحيات في الظروف الميدانيةيعكس هذا الارتفاع في الاهتمام الاعتراف المتزايد بأهمية الإدارة السليمة. صيانة المروحة في سلامة الطيران.
للأسف، لم يسبق لخبرائنا، ذوي الخبرة الطويلة في موازنة مختلف الآلات، التعامل مع هذا التحدي الخاص بالطيران. لذلك، كانت النصائح والتوصيات التي قدمناها لعملائنا عامة جدًا، ولم تُمكّنهم دائمًا من حل المشكلات المعقدة المرتبطة بـ تحليل اهتزازات الطائرات and تصحيح اختلال توازن المروحة.
بدأ هذا الوضع يتحسن هذا الربيع. ويعود الفضل في ذلك إلى الدور الفعال لـ VD Chvokov، الذي نظّم وشارك معنا بنشاط في العمل على موازنة المراوح طائرات ياك-52 وسو-29 التي يقودها. خبرته العملية في مجال الطيران، إلى جانب خبرتنا الهندسية، شكلت الأساس الأمثل لتطوير طائرات موثوقة. إجراءات موازنة المروحة.
2. تحليل شامل لموازنة المروحة والاهتزازات في طائرة ياك-52 الاستعراضية
٢.١. مقدمة في مراقبة اهتزازات الطائرات المتقدمة
في الفترة من مايو إلى يوليو 2014، تم تنفيذ أعمال مكثفة على مسح الاهتزاز من طائرة ياك-52 المجهزة بمحرك الطيران M-14P، و موازنة المروحة ذات الشفرتينتمثل هذه الدراسة الشاملة واحدة من أكثر التحليلات تفصيلاً ديناميكيات مراوح الطائرات تم إجراؤها في ظروف ميدانية على الإطلاق.
ال موازنة المروحة تم تنفيذه في مستوى واحد باستخدام مجموعة الموازنة "Balanset 1"، الرقم التسلسلي 149. تم تصميم نهج الموازنة أحادي المستوى هذا خصيصًا لـ التوازن الديناميكي التطبيقات حيث تسمح نسبة طول الدوار إلى القطر بالتصحيح الفعال من خلال مستوى تصحيح واحد.
مخطط القياس المستخدم أثناء موازنة المروحة كما هو موضح في الشكل 2.1، والذي يوضح وضع المستشعر الدقيق الذي يعد أمرًا بالغ الأهمية للحصول على نتائج دقيقة vibration analysis.
خلال عملية موازنة المروحةتم تركيب مستشعر الاهتزاز (مقياس التسارع) 1 على الغطاء الأمامي لعلبة تروس المحرك باستخدام نظام تثبيت مغناطيسي على حامل مصمم خصيصًا. يضمن هذا التركيب التقاطًا مثاليًا للإشارة مع الحفاظ على بروتوكولات السلامة الأساسية لـ صيانة الطيران.
تم أيضًا تركيب مستشعر زاوية طور الليزر 2 على غطاء علبة التروس، وتم توجيهه نحو العلامة العاكسة المطبقة على إحدى شفرات المروحة. يتيح هذا التكوين قياسًا دقيقًا لزاوية الطور، وهو أمر بالغ الأهمية لتحديد الموقع الدقيق لـ تصحيح اختلال توازن المروحة الأوزان.
تم نقل الإشارات التناظرية من أجهزة الاستشعار عبر كابلات محمية إلى وحدة القياس في جهاز "Balanset 1"، حيث خضعت لمعالجة رقمية متطورة مسبقًا للقضاء على الضوضاء وتعزيز جودة الإشارة.
ثم تم إرسال هذه الإشارات في شكل رقمي إلى جهاز كمبيوتر، حيث قامت خوارزميات برمجية متقدمة بمعالجة هذه الإشارات وحساب كتلة وزاوية وزن التصحيح اللازم للتعويض عن اختلال توازن المروحةيضمن هذا النهج الحسابي الدقة الرياضية في موازنة الحسابات.
الملاحظات الفنية:
- Zk – عجلة التروس الرئيسية لعلبة التروس
- Zs – أقمار صناعية لعلبة التروس
- Zn – ترس ثابت لعلبة التروس
2.2. التقنيات والتقنيات المتقدمة المُطوّرة
أثناء تنفيذ هذا العمل، تم اكتساب مهارات حاسمة معينة وتم وضع خطة شاملة تكنولوجيا موازنة مراوح الطائرات في الظروف الميدانية باستخدام جهاز "Balanset 1" تم تطوير ما يلي:
- تحسين تركيب المستشعر: تحديد المواقع والطرق المثالية لتثبيت (ربط) أجهزة استشعار الاهتزاز وزاوية الطور على هيكل الطائرة لتحقيق أقصى قدر من جودة الإشارة مع ضمان الامتثال للسلامة؛
- تحليل تردد الرنين: تحديد ترددات الرنين للعديد من العناصر الهيكلية للطائرة (نظام تعليق المحرك، شفرات المروحة) لتجنب الإثارة أثناء إجراءات الموازنة؛
- اختيار وضع التشغيل: تحديد ترددات دوران المحرك (أوضاع التشغيل) التي تضمن الحد الأدنى من عدم التوازن المتبقي أثناء عمليات موازنة المروحة;
- معايير الجودة: تحديد التسامحات الخاصة باختلال التوازن المتبقي في المروحة وفقًا للمعايير الدولية للطيران ومتطلبات السلامة.
بالإضافة إلى ذلك، هناك بيانات قيمة عن مستويات اهتزاز الطائرات تم الحصول على طائرات مجهزة بمحركات M-14P، مما ساهم بشكل كبير في قاعدة المعرفة الخاصة بصيانة الطيران.
فيما يلي مواد التقرير المفصلة التي جُمعت بناءً على نتائج هذه الأعمال. فيها، بالإضافة إلى نتائج موازنة المروحة، بيانات شاملة عن مسوحات الاهتزاز يتم توفير نماذج لطائرات Yak-52 و Su-29 التي تم الحصول عليها أثناء الاختبارات الأرضية والجوية.
قد تكون هذه البيانات ذات أهمية كبيرة لكل من طياري الطائرات والمتخصصين المشاركين في صيانة الطائرات، مما يوفر رؤى عملية لتحسين بروتوكولات سلامة الطيران.
أثناء تنفيذ هذا العمل، مع الأخذ بعين الاعتبار الخبرة المكتسبة في موازنة المراوح بالنسبة لطائرات Su-29 وYak-52، تم إجراء عدد من الدراسات الشاملة الإضافية، بما في ذلك:
- تحليل التردد الطبيعي: تحديد الترددات الطبيعية لاهتزازات المحرك والمروحة للطائرة Yak-52؛
- تقييم اهتزازات الطيران: التحقق من حجم وتركيبة الاهتزازات الطيفية في كابينة الطيار الثاني أثناء الرحلة بعد موازنة المروحة;
- تحسين النظام: التحقق من حجم وتركيبة الاهتزازات الطيفية في كابينة الطيار الثاني أثناء الرحلة بعد موازنة المروحة وضبط قوة شد ممتصات صدمات المحرك.
٢.٢ نتائج الدراسات حول الترددات الطبيعية لتذبذبات المحرك والمروحة
تم تحديد الترددات الطبيعية لتذبذبات المحرك، المثبتة على ممتصات الصدمات في هيكل الطائرة، باستخدام محلل الطيف AD-3527 الاحترافي من شركة A&D (اليابان)، من خلال الإثارة المتحكم بها لتذبذبات المحرك. تُمثل هذه المنهجية المعيار الذهبي في تحليل اهتزازات الطائرات.
في طيف التذبذبات الطبيعية لنظام تعليق محرك طائرة ياك-52، والذي يُعرض مثال عليه في الشكل 2.2، تم تحديد أربعة ترددات رئيسية بدقة عالية: 20 هرتز، 74 هرتز، 94 هرتز، و120 هرتز. تُعد هذه الترددات بالغة الأهمية لفهم السلوك الديناميكي للطائرة وتحسين إجراءات موازنة المروحة.
تحليل الترددات وتداعياتها:
من المرجح أن تكون الترددات 74 هرتز، 94 هرتز، و120 هرتز مرتبطة بالخصائص المحددة لنظام تثبيت المحرك (التعليق) على جسم الطائرة. يجب تجنب هذه الترددات بحذر أثناء عمليات موازنة المروحة لمنع إثارة الرنين.
من المرجح أن يرتبط التردد 20 هرتز بالتذبذبات الطبيعية للطائرة بأكملها على هيكل معدات الهبوط، مما يمثل وضعًا أساسيًا لهيكل الطائرة بأكمله.
كما تم تحديد الترددات الطبيعية لشفرات المروحة باستخدام نفس طريقة الإثارة التأثيرية الصارمة، مما يضمن الاتساق في منهجية القياس.
في هذا التحليل الشامل، تم تحديد أربعة ترددات رئيسية: ٣٦ هرتز، ٨٠ هرتز، ١٠٤ هرتز، و١٣٤ هرتز. تمثل هذه الترددات أنماط اهتزازية مختلفة لشفرات المروحة، وهي ضرورية لـ تحسين موازنة المروحة.
أهمية الهندسة:
يمكن أن تكون البيانات المتعلقة بالترددات الطبيعية لاهتزازات مروحة محرك طائرة Yak-52 مهمة بشكل خاص عند اختيار تردد دوران المروحة يُستخدم أثناء الموازنة. الشرط الرئيسي لاختيار هذا التردد هو ضمان أقصى انحراف ممكن عن الترددات الطبيعية لعناصر هيكل الطائرة، وبالتالي تجنب ظروف الرنين التي قد تُضخّم الاهتزازات بدلًا من تقليلها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن معرفة الترددات الطبيعية للمكونات والأجزاء الفردية للطائرة يمكن أن تكون مفيدة للغاية لتحديد أسباب الزيادات الحادة (في حالة الرنين) في مكونات معينة من طيف الاهتزاز في أوضاع سرعة المحرك المختلفة، مما يتيح استراتيجيات الصيانة التنبؤية.
2.3. نتائج موازنة المروحة وتحليل الأداء
كما هو مذكور أعلاه، موازنة المروحة أُجريت هذه العملية في مستوى واحد، مما أدى إلى تعويض فعال لاختلال توازن قوة المروحة ديناميكيًا. يُعد هذا النهج مناسبًا بشكل خاص للمراوح ذات البعد المحوري الصغير نسبيًا مقارنةً بقطرها.
أداء التوازن الديناميكي في طائرتينلم يكن من الممكن تقنيًا تطبيق نظام تصحيحي، والذي كان من شأنه نظريًا أن يسمح بتعويض اختلال توازن القوة والعزم في المروحة، نظرًا لأن تصميم المروحة المُثبّتة على طائرة ياك-52 يسمح بتشكيل مستوى تصحيح واحد فقط يمكن الوصول إليه. هذا القيد شائع في العديد من تركيبات مراوح الطائرات.
ال موازنة المروحة أُجريت العملية بتردد دوران مُختار بعناية يبلغ 1150 دورة في الدقيقة (60% كحد أقصى)، حيث أمكن الحصول على نتائج قياس اهتزازات أكثر استقرارًا من حيث السعة والطور من البداية إلى النهاية. كان اختيار هذا التردد بالغ الأهمية لضمان دقة وتكرار القياس.
ال إجراء موازنة المروحة اتبعت مخطط "التشغيل المزدوج" القياسي في الصناعة، والذي يوفر نتائج قوية رياضياً:
- تشغيل القياس الأولي: خلال التشغيل الأول، تم تحديد سعة ومرحلة الاهتزاز عند تردد دوران المروحة في حالتها الأولية بدقة عالية.
- اختبار الوزن التجريبي: خلال التشغيل الثاني، تم تحديد سعة ومرحلة الاهتزاز عند تردد دوران المروحة بعد تثبيت كتلة تجريبية محسوبة بدقة تبلغ 7 جرام على المروحة.
- مرحلة الحساب: وبناءً على هذه البيانات الشاملة، تم حساب الكتلة M = 19.5 جم وزاوية تركيب وزن التصحيح F = 32 درجة باستخدام خوارزميات برمجية متطورة.
التحدي والحل العملي للتطبيق:
بسبب ميزات تصميم المروحة، والتي لا تسمح بتثبيت وزن التصحيح عند الزاوية المطلوبة نظريًا وهي 32 درجة، تم تثبيت وزنين متكافئين بشكل استراتيجي على المروحة لتحقيق نفس تأثير مجموع المتجهات:
- الوزن M1 = 14 جرام عند الزاوية F1 = 0° (موضع مرجعي)
- الوزن م2 = 8.3 جرام عند الزاوية F2 = 60 درجة (موضع الإزاحة)
يوضح هذا النهج ثنائي الوزن المرونة المطلوبة في الممارسة العملية موازنة مراوح الطائرات العمليات، حيث يجب تكييف الحلول النظرية مع القيود الواقعية.
النتائج الكمية المحققة:
بعد تثبيت أوزان التصحيح المحددة على المروحة، تم قياس الاهتزاز عند تردد دوران 1150 دورة في الدقيقة والمرتبط بـ اختلال توازن المروحة انخفضت بشكل كبير من 10.2 ملم/ثانية في الحالة الأولية ل 4.2 ملم/ثانية بعد الموازنة – يمثل تحسين 59% في تقليل الاهتزاز.
من حيث قياس الخلل الفعلي، انخفض خلل المروحة من 2340 جم*مم ل 963 جرام*مم، مما يدل على فعالية إجراء موازنة المجال.
2.4. تقييم شامل للاهتزازات عند ترددات تشغيل متعددة
تُعرض في الجدول 2.1 نتائج فحص اهتزازات طائرة ياك-52، التي أُجريت في أوضاع تشغيل أخرى للمحرك، خلال اختبارات أرضية شاملة. يوفر هذا التحليل متعدد الترددات رؤىً جوهرية حول فعالية موازنة المروحة عبر كامل الغلاف التشغيلي.
كما يمكن رؤيته بوضوح من الجدول، موازنة المروحة وقد أدى ذلك إلى تأثير إيجابي على خصائص الاهتزاز لطائرة Yak-52 في جميع أوضاع تشغيلها، مما يدل على قوة حل الموازنة.
الجدول ٢.١. نتائج الاهتزازات عبر أوضاع التشغيل
| № | إعداد قوة المحرك (%) | تردد دوران المروحة (دورة في الدقيقة) | سرعة الاهتزاز التربيعي المتوسط (مم/ثانية) | تقييم التحسين |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 | ممتاز |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 | متميز |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 | متميز |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 | استثنائي |
٢.٥. تحليل اهتزازات الطائرة أثناء الطيران قبل وبعد ضبط ممتص الصدمات
علاوة على ذلك، أثناء الاختبارات الأرضية الشاملة، تم تحقيق انخفاض كبير في اهتزاز الطائرة تم تحديده بزيادة تردد دوران المروحة. توفر هذه الظاهرة رؤى قيّمة حول العلاقة بين معلمات التشغيل و خصائص اهتزاز الطائرة.
يمكن تفسير هذا الانخفاض في الاهتزازات بانخفاض كبير في تردد دوران المروحة عن تردد التذبذب الطبيعي للطائرة على الهيكل (يُفترض أنه ٢٠ هرتز)، والذي يحدث عند زيادة تردد دوران المروحة. وهذا يُظهر أهمية فهم السلوك الديناميكي للطائرة للتشغيل الأمثل.
بالإضافة إلى اختبارات الاهتزاز الشاملة التي أجريت بعد موازنة المروحة على الأرض (انظر القسم 2.3)، تم إجراء قياسات اهتزاز مفصلة لطائرة Yak-52 أثناء الطيران باستخدام أجهزة متطورة.
منهجية اختبار الطيران: تم قياس الاهتزاز أثناء الطيران في كابينة الطيار الثاني في الاتجاه الرأسي باستخدام جهاز تحليل طيف الاهتزاز المحمول طراز AD-3527 من شركة A&D (اليابان) في نطاق ترددي يتراوح بين 5 و200 (500) هرتز. يضمن هذا النطاق الترددي الشامل التقاط جميع مكونات الاهتزاز المهمة.
تم إجراء القياسات بشكل منهجي عند خمسة أوضاع رئيسية لسرعة المحرك، تساوي على التوالي 60%، و65%، و70%، و82% من تردد الدوران الأقصى، مما يوفر تحليلًا كاملاً لطيف التشغيل.
وتظهر نتائج القياس التي أجريت قبل ضبط ممتصات الصدمات في الجدول الشامل 2.2 أدناه.
الجدول ٢.٢. تحليل مفصل لمكونات طيف الاهتزاز
| وضع | الطاقة (%) | دورة في الدقيقة | الخامسв1 (هرتز) | مضخم الصوت Vв1 | الخامسن (هرتز) | مضخم الصوت Vن | الخامسك1 (هرتز) | مضخم الصوت Vك1 | الخامسв2 (هرتز) | مضخم الصوت Vв2 | الخامسك2 (هرتز) | مضخم الصوت Vك2 | المجموع الخامس∑ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 | 1155 | 4.4 | 1560 | 1.5 | 1755 | 1.0 | 2310 | 1.5 | 3510 | 4.0 | 6.1 |
| 2 | 65 | 1244 | 1244 | 3.5 | 1680 | 1.2 | 1890 | 2.1 | 2488 | 1.2 | 3780 | 4.1 | 6.2 |
| 3 | 70 | 1342 | 1342 | 2.8 | 1860 | 0.4 | 2040 | 3.2 | 2684 | 0.4 | 4080 | 2.9 | 5.0 |
| 4 | 82 | 1580 | 1580 | 4.7 | 2160 | 2.9 | 2400 | 1.1 | 3160 | 0.4 | 4800 | 12.5 | 13.7 |
كأمثلة للتحليل الطيفي التفصيلي، يوضح الشكلان 2.3 و2.4 الرسوم البيانية الطيفية الفعلية التي تم الحصول عليها عند قياس الاهتزاز في مقصورة طائرة Yak-52 في وضعي 60% و94% المستخدمة لجمع البيانات الشاملة في الجدول 2.2.
تحليل الطيف الشامل:
وكما يتبين من الجدول 2.2، فإن المكونات الرئيسية للاهتزازات المقاسة في مقصورة الطيار الثاني تظهر عند ترددات دوران المروحة Vв1 (مظللة باللون الأصفر)، العمود المرفقي للمحرك Vك1 (مظلل باللون الأزرق)، ومحرك ضاغط الهواء (و/أو مستشعر التردد) Vن (مظللة باللون الأخضر)، وكذلك في توافقياتها الأعلى Vв2، الخامسв4، الخامسв5، و Vك2، الخامسك3.
الحد الأقصى للاهتزاز الكلي V∑ تم العثور على اهتزازات في أوضاع السرعة 82% (1580 دورة في الدقيقة للمروحة) و 94% (1830 دورة في الدقيقة)، مما يشير إلى ظروف رنين محددة في نقاط التشغيل الحرجة هذه.
يظهر المكون الرئيسي لهذا الاهتزاز عند التوافقي الثاني لتردد دوران العمود المرفقي للمحرك Vك2 وتصل على التوالي إلى قيم كبيرة تبلغ 12.5 ملم/ثانية عند تردد 4800 دورة/دقيقة و15.8 ملم/ثانية عند تردد 5520 دورة/دقيقة.
التحليل الهندسي وتحديد السبب الجذري:
من الممكن الافتراض بشكل معقول أن هذا المكون الاهتزازي الهام مرتبط بتشغيل مجموعة مكابس المحرك (عمليات التأثير التي تحدث أثناء الحركة المزدوجة للمكابس لكل دورة واحدة لعمود المرفق)، والتي تمثل ديناميكيات المحرك الأساسية.
من المرجح أن الزيادة الحادة لهذا المكون في وضعي 82% (الاسم الأول) و94% (الإقلاع) لا ترجع إلى عيوب ميكانيكية في مجموعة المكبس، ولكن إلى التذبذبات الرنانة للمحرك المثبت في جسم الطائرة على ممتصات الصدمات.
يتم دعم هذا الاستنتاج بقوة من خلال النتائج التجريبية التي تمت مناقشتها سابقًا للتحقق من الترددات الطبيعية لتذبذبات تعليق المحرك، والتي يوجد في طيفها 74 هرتز (4440 دورة / دقيقة)، و 94 هرتز (5640 دورة / دقيقة)، و 120 هرتز (7200 دورة / دقيقة).
اثنان من هذه الترددات الطبيعية، 74 هرتز و 94 هرتز، قريبان بشكل ملحوظ من الترددات التوافقية الثانية لدوران العمود المرفقي، والتي تحدث في الوضعين الاسمي والإقلاع الأول للمحرك، مما يخلق ظروف رنين كلاسيكية.
بسبب الاهتزازات الكبيرة في التوافقي الثاني لعمود المرفق والتي تم العثور عليها أثناء اختبارات الاهتزاز الشاملة في الوضعين الاسمي والإقلاع الأول للمحرك، تم إجراء فحص وضبط منهجي لقوة شد ممتصات صدمات تعليق المحرك.
تم الحصول على نتائج الاختبار المقارن قبل وبعد ضبط ممتصات الصدمات لتردد دوران المروحة (Vв1) والتوافقي الثاني لتردد دوران العمود المرفقي (Vك2) معروضة في الجدول 2.3.
الجدول ٢.٣. تحليل تأثير تعديل ممتص الصدمات
| وضع | الطاقة (%) | RPM (قبل/بعد) | الخامسв1 قبل | الخامسв1 بعد | الخامسك2 قبل | الخامسك2 بعد | تحسين |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 / 1140 | 4.4 | 3.3 | 3.6 | 3.0 | معتدل |
| 2 | 65 | 1244 / 1260 | 3.5 | 3.5 | 4.1 | 4.3 | الحد الأدنى |
| 3 | 70 | 1342 / 1350 | 2.8 | 3.3 | 2.9 | 1.2 | بارِز |
| 4 | 82 | 1580 / 1590 | 4.7 | 4.2 | 12.5 | 16.7 | متدهورة |
| 5 | 94 | 1830 / 1860 | 2.2 | 2.7 | 15.8 | 15.2 | طفيف |
وكما يتضح من الجدول 2.3، فإن تعديل ممتصات الصدمات لم يؤد إلى تحسينات كبيرة في مكونات الاهتزاز الرئيسية للطائرة، وفي بعض الحالات أدى حتى إلى تدهور طفيف.
تحليل فعالية موازنة المروحة:
ومن الجدير بالذكر أيضًا أن سعة المكون الطيفي المرتبط بـ اختلال توازن المروحة الخامسв1، التي تم اكتشافها في الوضعين 82% و94% (انظر الجدولين 2.2 و2.3)، أقل بمقدار 3-7 مرات على التوالي من سعة Vك2، موجودة في هذه الأوضاع. وهذا يوضح أن موازنة المروحة كانت فعالة للغاية في معالجة المصدر الأساسي للاهتزاز المرتبط بالمروحة.
في أوضاع الطيران الأخرى، المكون Vв1 يتراوح معدل انبعاثات الطائرات من 2.8 إلى 4.4 ملم/ثانية، وهو ما يمثل مستويات مقبولة للتشغيل العادي للطائرات.
وعلاوة على ذلك، وكما يتضح من الجدولين 2.2 و2.3، فإن تغيراتها عند التحول من وضع إلى آخر لا تتحدد بشكل أساسي من خلال جودة موازنة المروحة، ولكن بدرجة انحراف تردد دوران المروحة عن الترددات الطبيعية للعناصر الهيكلية المختلفة للطائرة.
٢.٦. الاستنتاجات المهنية والتوصيات الهندسية
2.6.1. فعالية موازنة المروحة
ال موازنة مروحة طائرة ياك-52تم إجراء تجربة على تردد دوران المروحة 1150 دورة في الدقيقة (60%)، وتم تحقيق انخفاض كبير في اهتزاز المروحة من 10.2 مم/ثانية إلى 4.2 مم/ثانية، وهو ما يمثل تحسنًا كبيرًا في سلاسة تشغيل الطائرة.
ونظراً للخبرة الواسعة التي اكتسبتها خلال موازنة مراوح طائرات ياك-52 وسو-29 وباستخدام جهاز "Balanset-1" الاحترافي، يمكننا أن نفترض بثقة أن هناك إمكانية واقعية لتحقيق المزيد من التخفيضات في مستوى الاهتزاز لمروحة طائرة Yak-52.
يمكن تحقيق هذا التحسين الإضافي، على وجه الخصوص، عن طريق اختيار تردد دوران مختلف (أعلى) للمروحة أثناء إجراء الموازنة، مما يسمح بضبط أكبر لتردد التذبذب الطبيعي للطائرة البالغ 20 هرتز (1200 دورة/دقيقة)، والذي تم تحديده بدقة أثناء الاختبارات الشاملة.
2.6.2. تحليل الاهتزازات متعددة المصادر
وكما أظهرت نتائج اختبارات الاهتزاز الشاملة لطائرة ياك-52 أثناء الطيران، فإن أطياف اهتزازاتها (بالإضافة إلى المكون المذكور أعلاه الذي يظهر عند تردد دوران المروحة) تحتوي على العديد من المكونات المهمة الأخرى المرتبطة بتشغيل العمود المرفقي، ومجموعة مكابس المحرك، بالإضافة إلى محرك ضاغط الهواء (و/أو مستشعر التردد).
تكون أحجام هذه الاهتزازات في الأوضاع 60% و65% و70% قابلة للمقارنة بحجم الاهتزاز المرتبط بـ اختلال توازن المروحة، مما يشير إلى أن مصادر الاهتزاز المتعددة تساهم في التوقيع الاهتزازي العام للطائرة.
يُظهر التحليل التفصيلي لهذه الاهتزازات أنه حتى الإزالة الكاملة للاهتزازات من اختلال توازن المروحة سيؤدي ذلك إلى تقليل إجمالي اهتزاز الطائرة في هذه الأوضاع بما لا يزيد عن 1.5 مرة، مما يسلط الضوء على أهمية اتباع نهج شامل إدارة اهتزازات الطائرات.
2.6.3. تحديد وضع التشغيل الحرج
الحد الأقصى للاهتزاز الكلي V∑ تم العثور على طائرة Yak-52 في أوضاع السرعة 82% (1580 دورة في الدقيقة للمروحة) و 94% (1830 دورة في الدقيقة للمروحة)، مما تم تحديد هذه الظروف التشغيلية الحرجة التي تتطلب اهتمامًا خاصًا.
يظهر المكون الرئيسي لهذا الاهتزاز عند التوافقي الثاني لتردد دوران العمود المرفقي للمحرك Vك2 (عند ترددات 4800 دورة/دقيقة أو 5520 دورة/دقيقة)، حيث تصل إلى قيم مثيرة للقلق تبلغ 12.5 ملم/ثانية و15.8 ملم/ثانية على التوالي.
يمكن الاستنتاج بشكل معقول أن هذا المكون مرتبط بالعمل الأساسي لمجموعة مكابس المحرك (عمليات التأثير التي تحدث أثناء الحركة المزدوجة للمكابس لكل دورة واحدة لعمود المرفق).
من المرجح أن الزيادة الحادة لهذا المكون في أوضاع 82% (الاسمية الأولى) و 94% (الإقلاع) لا تحدث بسبب عيوب ميكانيكية في مجموعة المكبس، ولكن بسبب التذبذبات الرنانة للمحرك المثبت في جسم الطائرة على ممتصات الصدمات.
لم يؤد التعديل المنهجي لامتصاص الصدمات الذي تم إجراؤه أثناء الاختبارات إلى تحسينات كبيرة في خصائص الاهتزاز.
من الممكن أن يُنظر إلى هذا الوضع على أنه اعتبار تصميمي من قبل مطوري الطائرات عند اختيار نظام تثبيت المحرك (التعليق) في جسم الطائرة، مما يشير إلى مجالات محتملة لتحسين تصميم الطائرات في المستقبل.
2.6.4. توصيات مراقبة التشخيص
البيانات الشاملة التي تم الحصول عليها خلال موازنة المروحة وتسمح اختبارات الاهتزاز الإضافية (انظر نتائج اختبار الطيران في القسم 2.5) باستنتاج أن الاهتزازات الدورية مراقبة الاهتزازات يمكن أن يكون مفيدًا للغاية للتقييم التشخيصي للحالة الفنية لمحرك الطائرة.
يمكن إجراء مثل هذا العمل التشخيصي بشكل فعال، على سبيل المثال، باستخدام جهاز "Balanset-1" الاحترافي، حيث يتضمن برنامج متطور وظائف تحليل الاهتزاز الطيفي المتطورة، مما يتيح استراتيجيات الصيانة التنبؤية.
3. النتائج الشاملة لموازنة مسح المروحة والاهتزاز MTV-9-KC/CL 260-27 لطائرة سو-29 البهلوانية
٣.١. مقدمة لموازنة المروحة ثلاثية الشفرات
في 15 يونيو 2014، تم إجراء التقييم الشامل موازنة المروحة ثلاثية الشفرات MTV-9-KC/CL 260-27 تم إجراء تحسينات على محرك الطيران M-14P لطائرة الاستعراض الجوي Su-29 باستخدام تقنيات موازنة المجال المتقدمة.
وفقًا للشركة المصنعة، كانت المروحة متوازنة بشكل ثابت مبدئيًا في المصنع، كما يتضح من وجود وزن تصحيحي في المستوى 1، المُركّب في مصنع التصنيع. ومع ذلك، وكما كشف تحليلنا لاحقًا، موازنة المصنع غالبًا ما يثبت عدم كفايته لتحقيق الأداء الميداني الأمثل.
ال موازنة المروحةتم تركيبه مباشرة على طائرة Su-29، باستخدام مجموعة موازنة الاهتزاز "Balanset-1" الاحترافية، الرقم التسلسلي 149، مما يدل على فعالية معدات موازنة المجال لتطبيقات الطيران.
مخطط القياس المستخدم أثناء موازنة المروحة يظهر الإجراء في الشكل 3.1، والذي يوضح الدقة المطلوبة لـ موازنة المروحة ثلاثية الشفرات.
خلال عملية موازنة المروحةتم تركيب مستشعر الاهتزاز (مقياس التسارع) 1 على غلاف علبة تروس المحرك باستخدام نظام تثبيت مغناطيسي على حامل مصمم خصيصًا، مما يضمن الحصول على إشارة مثالية لـ تحليل اهتزازات الطائرات.
تم أيضًا تركيب مستشعر زاوية طور الليزر 2 على غلاف علبة التروس وتوجيهه إلى العلامة العاكسة المطبقة على إحدى شفرات المروحة، مما يتيح قياس زاوية الطور بدقة وهو أمر ضروري للدقة تصحيح اختلال توازن المروحة.
تم نقل الإشارات التناظرية من أجهزة الاستشعار عبر كابلات محمية إلى وحدة القياس في جهاز "Balanset-1"، حيث خضعت لمعالجة رقمية متطورة مسبقًا لضمان جودة الإشارة ودقتها.
ثم تم إرسال هذه الإشارات في شكل رقمي إلى جهاز كمبيوتر، حيث تم إجراء معالجة برمجية متقدمة لهذه الإشارات وتم تحديد كتلة وزاوية الوزن التصحيحي المطلوب للتعويض عن اختلال توازن المروحة تم حسابها بدقة رياضية.
المواصفات الفنية لعلبة التروس:
- زك - عجلة التروس الرئيسية لعلبة التروس ذات 75 سنًا
- زج - أقمار صناعية لعلبة التروس بعدد 6 قطع، كل قطعة تحتوي على 18 سنًا
- زن - عجلة تروس ثابتة لعلبة التروس ذات 39 سنًا
قبل إجراء هذا العمل الشامل، مع الأخذ في الاعتبار الخبرة القيمة المكتسبة من موازنة مروحة طائرة ياك-52وقد تم إجراء عدد من الدراسات النقدية الإضافية، بما في ذلك:
- تحليل التردد الطبيعي: تحديد الترددات الطبيعية لمحرك طائرة سو-29 وتذبذبات المروحة لتحسين معلمات التوازن؛
- تقييم الاهتزاز الأساسي: التحقق من حجم وتكوين الطيف للاهتزاز الأولي في كابينة الطيار الثاني قبل تحقيق التوازن لتحديد الظروف الأساسية.
٣.٢. نتائج الدراسات حول الترددات الطبيعية لتذبذبات المحرك والمروحة
تم تحديد الترددات الطبيعية لتذبذبات المحرك، المثبتة على ممتصات الصدمات في جسم الطائرة، باستخدام محلل الطيف AD-3527 عالي الجودة من A&D (اليابان) من خلال الإثارة المتحكم فيها لتذبذبات المحرك، مما يضمن دقة تحليل اهتزازات الطائرات.
في طيف التذبذبات الطبيعية لنظام تعليق المحرك (انظر الشكل 3.2)، تم تحديد ستة ترددات رئيسية بدقة عالية: 16 هرتز، 22 هرتز، 37 هرتز، 66 هرتز، 88 هرتز، 120 هرتز. يُعد هذا التحليل الترددي الشامل بالغ الأهمية لتحسين إجراءات موازنة المروحة.
تحليل التردد وتفسير الهندسة:
ومن بين هذه الترددات التي تم تحديدها، يُفترض أن الترددات 66 هرتز، و88 هرتز، و120 هرتز مرتبطة بشكل مباشر بالخصائص المحددة لنظام تثبيت المحرك (التعليق) على جسم الطائرة، مما يمثل الرنينات الهيكلية التي يجب تجنبها أثناء عمليات موازنة المروحة.
من المرجح أن ترتبط الترددات 16 هرتز و22 هرتز بالتذبذبات الطبيعية للطائرة بأكملها على الهيكل، والتي تمثل الأوضاع الهيكلية الأساسية للطائرة.
من المحتمل أن يكون التردد 37 هرتز مرتبطًا بالتردد الطبيعي لتذبذبات شفرة مروحة الطائرة، مما يمثل سمة ديناميكية حاسمة للمروحة.
ويتم تأكيد هذا الافتراض من خلال نتائج فحص الترددات الطبيعية لتذبذبات المروحة، والتي تم الحصول عليها أيضًا من خلال طريقة الإثارة الصارمة.
وفي طيف التذبذبات الطبيعية لشفرة المروحة (انظر الشكل 3.3)، تم تحديد ثلاثة ترددات رئيسية: 37 هرتز، و100 هرتز، و174 هرتز، مما يؤكد الارتباط بين الترددات الطبيعية للمروحة والمحرك.
الأهمية الهندسية لموازنة المروحة:
يمكن أن تكون البيانات المتعلقة بالترددات الطبيعية لشفرة المروحة وتذبذبات المحرك لطائرة Su-29 مهمة بشكل خاص عند اختيار تردد دوران المروحة يُستخدم أثناء الموازنة. الشرط الرئيسي لاختيار هذا التردد هو ضمان أقصى انحراف ممكن عن الترددات الطبيعية للعناصر الهيكلية للطائرة.
علاوة على ذلك، فإن معرفة الترددات الطبيعية للمكونات والأجزاء الفردية للطائرة يمكن أن تكون مفيدة للغاية لتحديد أسباب الزيادات الحادة (في حالة الرنين) في مكونات معينة من طيف الاهتزاز في أوضاع سرعة المحرك المختلفة، مما يتيح استراتيجيات الصيانة التنبؤية.
3.3. التحقق من الاهتزاز في مقصورة الطيار الثاني للطائرة Su-29 على الأرض قبل الموازنة
الخصائص الاهتزازية الأولية لطائرة Su-29، والتي تم تحديدها قبل موازنة المروحة، تم قياسها في كابينة الطيار الثانية في الاتجاه الرأسي باستخدام جهاز تحليل طيف الاهتزاز المحمول طراز AD-3527 من شركة A&D (اليابان) في نطاق التردد من 5 إلى 200 هرتز.
تم إجراء القياسات بشكل منهجي عند أربعة أوضاع رئيسية لسرعة المحرك، تساوي على التوالي 60%، و65%، و70%، و82% من أقصى تردد دوران لها، مما يوفر بيانات أساسية شاملة لـ تحليل اهتزازات الطائرات.
ويتم عرض النتائج الشاملة التي تم الحصول عليها في الجدول 3.1.
الجدول 3.1. تحليل الاهتزاز الأساسي قبل موازنة المروحة
| وضع | الطاقة (%) | دورة في الدقيقة | الخامسв1 (مم / ثانية) | الخامسن (مم / ثانية) | الخامسك1 (مم / ثانية) | الخامسв3 (مم / ثانية) | الخامسك2 (مم / ثانية) | المجموع الخامس∑ (مم / ثانية) | تقدير |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1150 | 5.4 | 2.6 | 2.0 | – | – | 8.0 | معتدل |
| 2 | 65 | 1240 | 5.7 | 2.4 | 3.2 | – | – | 10.6 | مرتفع |
| 3 | 70 | 1320 | 5.2 | 3.0 | 2.5 | – | – | 11.5 | عالي |
| 4 | 82 | 1580 | 3.2 | 1.5 | 3.0 | – | 8.5 | 9.7 | مرتفع |
كما هو موضح في الجدول 3.1، تظهر المكونات الرئيسية للاهتزاز عند ترددات دوران المروحة Vв1، العمود المرفقي للمحرك Vك1، ومحرك ضاغط الهواء (و/أو مستشعر التردد) Vنوكذلك عند التوافقي الثاني للعمود المرفقي Vك2 وربما التوافقي الثالث (الشفرة) للمروحة Vв3، وهو قريب في التردد من التوافقي الثاني للعمود المرفقي.
تحليل مفصل لمكونات الاهتزاز:
علاوة على ذلك، في طيف الاهتزاز عند وضع السرعة 60%، عُثر على مُكوّن مجهول الهوية ذي الطيف المحسوب بتردد 6120 دورة/دقيقة، والذي قد يكون ناتجًا عن رنين بتردد حوالي 100 هرتز لأحد العناصر الهيكلية للطائرة. قد يكون هذا العنصر هو المروحة، التي يبلغ أحد تردداتها الطبيعية 100 هرتز، مما يُظهر الطبيعة المُعقدة لـ توقيعات اهتزازات الطائرات.
الحد الأقصى للاهتزاز الكلي للطائرة V∑، والتي وصلت إلى 11.5 مم/ثانية، في وضع السرعة 70%، مما يشير إلى حالة تشغيل حرجة تتطلب الاهتمام.
يظهر المكون الرئيسي للاهتزاز الكلي في هذا الوضع عند التوافقي الثاني (4020 دورة/دقيقة) لتردد دوران العمود المرفقي للمحرك Vك2 ويساوي 10.8 ملم/ثانية، وهو ما يمثل مصدر اهتزاز كبير.
تحليل السبب الجذري:
من الممكن الافتراض بشكل معقول أن هذا المكون مرتبط بالعمل الأساسي لمجموعة مكابس المحرك (عمليات التأثير التي تحدث أثناء الحركة المزدوجة للمكابس لكل دورة واحدة لعمود المرفق).
من المحتمل أن تكون الزيادة الحادة في هذا المكون في وضع 70% بسبب التذبذبات الرنانة لأحد العناصر الهيكلية للطائرة (تعليق المحرك في جسم الطائرة) بتردد 67 هرتز (4020 دورة / دقيقة).
تجدر الإشارة إلى أنه بالإضافة إلى اضطرابات التأثير المرتبطة بتشغيل مجموعة المكبس، فإن حجم الاهتزاز في نطاق التردد هذا قد يتأثر بالقوة الديناميكية الهوائية التي تظهر عند تردد شفرة المروحة (Vв3).
في وضعي السرعة 65% و82%، هناك زيادة ملحوظة في المكون Vك2 (الخامسв3) يمكن ملاحظتها أيضًا، وهو ما يمكن تفسيره أيضًا من خلال التذبذبات الرنانة لمكونات الطائرة الفردية.
سعة المكون الطيفي المرتبط بـ اختلال توازن المروحة الخامسв1، والتي تم تحديدها في أوضاع السرعة الرئيسية قبل الموازنة، تراوحت من 2.4 إلى 5.7 مم/ثانية، وهي أقل بشكل عام من قيمة Vك2 في الأوضاع المقابلة.
علاوة على ذلك، كما يتبين من الجدول 3.1، فإن تغييراتها عند التبديل من وضع إلى آخر لا تتحدد فقط بجودة التوازن ولكن أيضًا بدرجة فصل تردد دوران المروحة عن الترددات الطبيعية للعناصر الهيكلية للطائرة.
3.4. نتائج موازنة المروحة وتحليل الأداء
ال موازنة المروحة أُجريت في مستوى واحد بتردد دوران مُختار بعناية. ونتيجةً لهذا التوازن، تم تعويض اختلال توازن القوة الديناميكية للمروحة بفعالية، مما يُظهر فعالية موازنة المستوى الواحد لهذا التكوين للمروحة ذات الشفرات الثلاث.
يرد أدناه بروتوكول الموازنة التفصيلي في الملحق 1، والذي يوثق الإجراء الكامل لضمان الجودة والرجوع إليه في المستقبل.
ال موازنة المروحة تم إجراء الاختبار عند تردد دوران المروحة 1350 دورة في الدقيقة وشمل تشغيلين دقيقين للقياس وفقًا لإجراءات قياسية في الصناعة.
إجراءات الموازنة المنهجية:
- قياس الحالة الأولية: خلال التشغيل الأول، تم تحديد سعة ومرحلة الاهتزاز عند تردد دوران المروحة في الحالة الأولية بدقة عالية.
- قياس الوزن التجريبي: أثناء التشغيل الثاني، تم تحديد سعة ومرحلة الاهتزاز عند تردد دوران المروحة بعد تثبيت كتلة تجريبية ذات وزن معروف على المروحة.
- الحساب والتنفيذ: وبناءً على نتائج هذه القياسات، تم تحديد كتلة وزاوية تثبيت الوزن التصحيحي في المستوى 1 باستخدام خوارزميات حسابية متقدمة.
نتائج التوازن المتميزة التي تم تحقيقها:
بعد تثبيت القيمة المحسوبة للوزن التصحيحي على المروحة، والتي كانت 40.9 جرامًا، انخفض الاهتزاز في وضع السرعة هذا بشكل كبير من 6.7 ملم/ثانية في الحالة الأولية ل 1.5 مم/ثانية بعد الموازنة - تمثل ملحوظة تحسين 78% في تقليل الاهتزاز.
مستوى الاهتزاز المرتبط بـ اختلال توازن المروحة وفي أوضاع السرعة الأخرى، انخفضت أيضًا بشكل كبير وظلت ضمن النطاق المقبول من 1 إلى 2.5 مم/ثانية بعد الموازنة، مما يدل على قوة حل الموازنة عبر الغلاف التشغيلي بأكمله.
ولم يتم للأسف التحقق من تأثير جودة الموازنة على مستوى اهتزاز الطائرة أثناء الطيران بسبب الضرر العرضي لهذه المروحة أثناء إحدى رحلات التدريب، مما يسلط الضوء على أهمية إجراء اختبار شامل فورًا بعد إجراءات الموازنة.
اختلافات كبيرة عن موازنة المصنع:
تجدر الإشارة إلى أن النتيجة التي تم الحصول عليها خلال هذه موازنة المروحة الميدانية يختلف بشكل كبير عن نتيجة موازنة المصنع، مما يسلط الضوء على أهمية موازنة المراوح في تكوين التشغيل الفعلي.
بخاصة:
- تقليل الاهتزاز: تم تقليل الاهتزاز عند تردد دوران المروحة بعد توازنها في موقع التثبيت الدائم (على عمود الإخراج لعلبة تروس الطائرة Su-29) بأكثر من 4 مرات ؛
- تصحيح موضع الوزن: الوزن التصحيحي المثبت أثناء عملية موازنة المجال تم إزاحة الوزن المثبت في مصنع التصنيع بنسبة 130 درجة تقريبًا، مما يشير إلى وجود فروق كبيرة بين متطلبات موازنة المصنع والميدان.
عوامل السبب الجذري المحتملة:
قد تشمل الأسباب المحتملة لهذا التناقض الكبير ما يلي:
- تسامحات التصنيع: أخطاء نظام القياس لحامل الموازنة الخاص بالشركة المصنعة (غير محتملة ولكن ممكنة)؛
- مشاكل معدات المصنع: الأخطاء الهندسية في مواقع تركيب أداة التوصيل المغزلية لآلة الموازنة الخاصة بالشركة المصنعة، مما يؤدي إلى جريان نصف قطري للمروحة عند تثبيتها على المغزل؛
- عوامل تركيب الطائرات: أخطاء هندسية في مواقع تركيب عمود الخرج لعلبة تروس الطائرة، مما يؤدي إلى جريان نصف قطري للمروحة عند تثبيتها على عمود علبة التروس.
3.5. الاستنتاجات المهنية والتوصيات الهندسية
3.5.1. أداء متوازن استثنائي
ال موازنة مروحة طائرة سو-29تم إجراء هذه التجربة في مستوى واحد عند تردد دوران المروحة 1350 دورة في الدقيقة (70%)، ونجحت في تحقيق انخفاض ملحوظ في اهتزاز المروحة من 6.7 مم/ثانية إلى 1.5 مم/ثانية، مما يدل على الفعالية الاستثنائية لـ موازنة المروحة الميدانية التقنيات.
مستوى الاهتزاز المرتبط بـ اختلال توازن المروحة وفي أوضاع السرعة الأخرى، انخفضت أيضًا بشكل كبير وظلت ضمن النطاق المقبول للغاية من 1 إلى 2.5 مم/ثانية، مما يؤكد قوة حل الموازنة عبر الطيف التشغيلي الكامل.
3.5.2. توصيات ضمان الجودة
لتوضيح الأسباب المحتملة لنتائج الموازنة غير المرضية التي تم إجراؤها في مصنع التصنيع، يوصى بشدة بالتحقق من الانحراف الشعاعي للمروحة على عمود الإخراج لعلبة تروس محرك الطائرة، حيث يمثل هذا عاملاً حاسماً في تحقيق الأداء الأمثل نتائج موازنة المروحة.
من شأن هذا التحقيق أن يوفر رؤى قيمة حول الاختلافات بين المصنع و موازنة المجال المتطلبات، مما قد يؤدي إلى تحسين عمليات التصنيع وإجراءات مراقبة الجودة.
الملحق 1: بروتوكول التوازن المهني
بروتوكول الموازنة الشامل
MTV-9-KC/CL 260-27 المروحة للطائرة البهلوانية Su-29
1. العميل: ف.د. تشفوكوف
2. موقع تركيب المروحة: عمود خرج علبة تروس طائرة سو-29
3. نوع المروحة: MTV-9-KC/CL 260-27
4. طريقة الموازنة: تم تجميعها في الموقع (في المحامل الخاصة بها)، في مستوى واحد
5. تردد دوران المروحة أثناء الموازنة، دورة في الدقيقة: 1350
6. طراز ورقم التسلسل والشركة المصنعة لجهاز الموازنة: "بالانسيت-1" الرقم التسلسلي 149
7. الوثائق التنظيمية المستخدمة أثناء الموازنة:
7.1. _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. تاريخ الموازنة: 15.06.2014
9. جدول ملخص لنتائج الموازنة:
| № | نتائج القياس | الاهتزاز (مم/ثانية) | اختلال التوازن (جم*مم) | تصنيف الجودة |
|---|---|---|---|---|
| 1 | قبل الموازنة *) | 6.7 | 6135 | غير مقبول |
| 2 | بعد التوازن | 1.5 | 1350 | ممتاز |
| التسامح ISO 1940 للفئة G 6.3 | 1500 | معيار | ||
*) ملحوظة: تم إجراء عملية الموازنة مع بقاء الوزن التصحيحي الذي قام المصنع بتثبيته على المروحة.
10. الاستنتاجات المهنية:
10.1. مستوى الاهتزاز (عدم التوازن المتبقي) بعد موازنة المروحة تم تقليص حجم المحرك المثبت على عمود الإخراج لعلبة تروس طائرة Su-29 (انظر الصفحة 9.2) بأكثر من 4 مرات مقارنة بالحالة الأولية (انظر الصفحة 9.1)، مما يمثل تحسنًا استثنائيًا في سلاسة تشغيل الطائرة.
10.2. تختلف معلمات الوزن التصحيحي (الكتلة، زاوية التثبيت) المستخدمة لتحقيق النتيجة في الصفحة 10.1 بشكل كبير عن معلمات الوزن التصحيحي الذي قام المصنع بتثبيته (مروحة MT)، مما يشير إلى اختلافات جوهرية بين متطلبات موازنة المصنع والحقل.
وعلى وجه الخصوص، تم تركيب وزن تصحيحي إضافي قدره 40.9 جرامًا على المروحة أثناء موازنة المجال، والتي تم إزاحتها بزاوية 130 درجة بالنسبة للوزن الذي تم تثبيته بواسطة الشركة المصنعة.
(لم تتم إزالة الوزن الذي تم تثبيته من قبل الشركة المصنعة من المروحة أثناء الموازنة الإضافية).
الأسباب الفنية المحتملة:
قد تشمل الأسباب المحتملة لهذا الوضع الخطير ما يلي:
- أخطاء في نظام القياس الخاص بحامل الموازنة الخاص بالشركة المصنعة؛
- أخطاء هندسية في مواقع تركيب أداة التوصيل المغزلية لآلة الموازنة الخاصة بالشركة المصنعة، مما يؤدي إلى جريان نصف قطري للمروحة عند تثبيتها على المغزل؛
- أخطاء هندسية في مواقع تركيب عمود الخرج لعلبة تروس الطائرة، مما يؤدي إلى جريان نصف قطري للمروحة عند تثبيتها على عمود علبة التروس.
خطوات التحقيق الموصى بها:
لتحديد السبب المحدد الذي يؤدي إلى زيادة اختلال توازن المروحة عند تثبيته على عمود الإخراج لعلبة تروس طائرة Su-29، فمن الضروري:
- التحقق من نظام القياس والدقة الهندسية لمواقع تركيب المغزل لآلة الموازنة المستخدمة لموازنة المروحة MTV-9-KC/CL 260-27 في الشركة المصنعة؛
- تحقق من التدفق الشعاعي للمروحة المثبتة على عمود الإخراج لعلبة تروس الطائرة Su-29.
المنفذ:
كبير المتخصصين في شركة ذات مسؤولية محدودة "الكينماتيكا"
فيلدمان في دي
الأسئلة الشائعة حول موازنة مراوح الطائرات
ما هو موازنة المروحة ولماذا هو أمر بالغ الأهمية لسلامة الطيران؟
موازنة المروحة هو إجراء دقيق يُزيل اختلال توازن مراوح الطائرات بإضافة أو إعادة ضبط أوزان تصحيحية. تُسبب المراوح غير المتوازنة اهتزازات مفرطة قد تؤدي إلى إجهاد هيكلي، وتلف المحرك، وفي النهاية إلى عطل كارثي. تُظهر دراساتنا الميدانية أن الموازنة السليمة تُقلل الاهتزازات بنسبة تصل إلى 78%، مما يُحسّن بشكل كبير من سلامة الطائرات وعمرها التشغيلي.
كيف يختلف موازنة المروحة الميدانية عن موازنة المصنع؟
موازنة المروحة الميدانية يُقدّم هذا النظام مزايا كبيرة مقارنةً بموازنة المصنع، إذ يُراعي ظروف التركيب الفعلية، بما في ذلك تحمّلات علبة التروس، وعدم انتظام التركيب، وديناميكيات الطائرة الكاملة. وقد أظهرت دراسة حالة طائرة سو-29 أن الوزن التصحيحي المطلوب في الميدان قد أُزيحَ بمقدار 130 درجة عن وزن المصنع، مما يُسلّط الضوء على أهمية موازنة المراوح في تكوينها التشغيلي.
ما هي المعدات اللازمة لموازنة مراوح الطائرات بشكل احترافي؟
احترافي موازنة مراوح الطائرات يتطلب هذا معدات متخصصة، مثل جهاز Balanset-1، الذي يتضمن مقاييس تسارع دقيقة، ومستشعرات طور ليزرية، وبرامج تحليل متطورة. يجب أن تكون هذه المعدات قادرة على قياس الاهتزازات بدقة عالية في نطاق 0.1 إلى 1000 هرتز، وتوفير تحليل طوري آني لحسابات وضع الوزن بدقة.
ما هي المدة التي يجب أن تتم فيها موازنة مراوح الطائرات؟
تردد موازنة المروحة يعتمد ذلك على استخدام الطائرة، ولكن يُنصح عمومًا بإجرائه أثناء عمليات التفتيش الرئيسية، أو بعد إصلاح تلف المروحة، أو عند ملاحظة اهتزازات زائدة، أو وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة. بالنسبة للطائرات البهلوانية مثل ياك-52 وسو-29 التي خضعت للدراسة، قد يلزم إجراء موازنة أكثر تكرارًا نظرًا لظروف تحميل الإجهاد الأعلى.
ما هي مستويات الاهتزاز المقبولة بعد موازنة المروحة؟
وفقًا لمعايير ISO 1940 للفئة G 6.3، يجب ألا يتجاوز الاختلال المتبقي 1500 جم*مم. تُظهر خبرتنا العملية أن النتائج الممتازة تُحقق مستويات اهتزاز أقل من 2.5 مم/ثانية (RMS)، مع نتائج متميزة تصل إلى 1.5 مم/ثانية أو أقل. تضمن هذه المستويات تشغيلًا آمنًا وتقليلًا طفيفًا للإجهاد الهيكلي على الطائرة.
هل يمكن لموازنة المروحة التخلص من جميع اهتزازات الطائرة؟
بينما موازنة المروحة على الرغم من أن موازنة المروحة تُقلل بشكل ملحوظ من اهتزازات الطائرة، إلا أنها لا تُلغي جميع اهتزازات الطائرة. وقد كشف تحليلنا الشامل أن التوافقيات في عمود مرفق المحرك، وديناميكيات مجموعة المكابس، والرنين الهيكلي تُسهم في الاهتزاز الكلي. وحتى الموازنة المثالية للمروحة عادةً ما تُقلل من إجمالي اهتزازات الطائرة بمقدار مرة ونصف فقط، مما يُؤكد على ضرورة اتباع نهج شامل لإدارة الاهتزازات.
توصيات الخبراء لمحترفي الطيران
لمشغلي الطائرات:
- تنفيذ منتظم مراقبة الاهتزازات كجزء من برامج الصيانة الوقائية
- يعتبر موازنة المروحة الميدانية أفضل من الاعتماد فقط على موازنة المصنع
- إنشاء توقيعات الاهتزاز الأساسية لكل طائرة في أسطولك
- تدريب موظفي الصيانة على إجراءات الموازنة الصحيحة وبروتوكولات السلامة
لفنيي الصيانة:
- ضع دائمًا في الاعتبار الترددات الطبيعية عند تحديد موازنة RPM
- استخدم معدات احترافية مثل Balanset للحصول على قياسات دقيقة
- توثيق جميع إجراءات الموازنة لضمان الجودة وإمكانية التتبع
- فهم أن موازنة المروحة هي مجرد أحد مكونات إدارة الاهتزاز الشاملة
للطيارين:
- قم بالإبلاغ عن أي اهتزازات غير عادية على الفور إلى أفراد الصيانة
- فهم أن أوضاع الطيران المختلفة قد تظهر خصائص اهتزاز مختلفة
- انتبه إلى أن بعض الاهتزازات قد تكون هيكلية وليست متعلقة بالمروحة
- الدعوة إلى الانتظام موازنة المروحة كاستثمار آمن
AR 
EN 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI