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 أسلوب 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 - عجلة تروس ثابتة 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 الطيف للاهتزازات في كابينة الطيار الثاني أثناء الرحلة بعد موازنة المروحة;
• تحسين النظام: التحقق من حجم وتركيبة الطيف للاهتزازات في كابينة الطيار الثاني أثناء الرحلة بعد موازنة المروحة وضبط قوة شد ممتصات صدمات المحرك.

٢.٣. 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. تمثل 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.

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.

2.4. 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 رياضيا:

1. تشغيل القياس الأولي: خلال التشغيل الأول، تم تحديد سعة ومرحلة الاهتزاز عند تردد دوران المروحة في حالتها الأولية بدقة عالية.
2. اختبار الوزن التجريبي: خلال الجولة الثانية، تم تحديد سعة ومرحلة الاهتزاز عند تردد دوران المروحة بعد تثبيت كتلة تجريبية محسوبة بدقة تبلغ 7 جرام على المروحة.
3. 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.

2.5. 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.

٢.٦. 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 2.4)، 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 محلل طيف اهتزاز محمول 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.

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.

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 (V_в1) والتوافقي الثاني لتردد دوران العمود المرفقي (V_ك2) معروضة في الجدول 2.3.

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.

2.7. 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 يتبين من 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 V_ك2 (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 واختبارات الاهتزاز الإضافية (انظر نتائج اختبار الطيران في القسم 2.6) تسمح 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:

• ز_ك - عجلة التروس الرئيسية لعلبة التروس ذات 75 سنًا
• ز_ج - أقمار صناعية لعلبة التروس بعدد 6 قطع كل قطعة تحتوي على 18 سن
• ز_ن - 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 شركة 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.

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.

3.3. فحص الاهتزازات في كابينة الطيار الثاني لطائرة سو-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.

كما هو موضح في الجدول 3.1، تظهر المكونات الرئيسية للاهتزاز عند ترددات دوران المروحة V_в1، العمود المرفقي للمحرك V_ك1، ومحرك ضاغط الهواء (و/أو مستشعر التردد) V_نوكذلك عند التوافقي الثاني للعمود المرفقي V_ك2 وربما التوافقي الثالث (الشفرة) للمروحة V_в3، وهو قريب في التردد من التوافقي الثاني للعمود المرفقي.

في وضعي السرعة 65% و82%، هناك زيادة ملحوظة في المكون V_ك2 (الخامس_в3) يمكن ملاحظتها أيضًا، وهو ما يمكن تفسيره أيضًا من خلال التذبذبات الرنانة لمكونات الطائرة الفردية.

سعة المكون الطيفي المرتبط بـ اختلال توازن المروحة الخامس_в1، والتي تم تحديدها في أوضاع السرعة الرئيسية قبل الموازنة، تراوحت من 2.4 إلى 5.7 مم/ثانية، وهي أقل بشكل عام من قيمة V_ك2 في الأوضاع المقابلة.

وعلاوة على ذلك، وكما هو موضح في الجدول 3.1، فإن التغييرات عند التبديل من وضع إلى آخر لا يتم تحديدها فقط من خلال جودة التوازن ولكن أيضًا من خلال درجة انحراف 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.

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.

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