Xülasə: Bu mühəndislik hesabatı, təyyarə pərvanələrinin sahə balanslaşdırılması üçün portativ Balanset-1 cihazının ilk uğurlu tətbiqini sənədləşdirir. İşlər 2014-cü ilin may-iyul aylarında M-14P mühərrikləri ilə təchiz olunmuş Yak-52 (iki pərvanəli pərvanəli) və Su-29 (üç pərvanəli MTV-9-KC/CL 260-27 pərvanəli) təyyarələri üzərində aparılmışdır. Əsas tapıntılar: Yak-52-də pərvanənin titrəməsi 10,2-dən 4,2 mm/san-ə, Su-29-da isə 6,7-dən 1,5 mm/san-ə (4 dəfədən çox azalma) endirilmişdir. Hesabatda həmçinin birdən çox iş rejimində ətraflı titrəyiş spektri təhlili təqdim olunur və krank mili harmonikaları və struktur rezonansları da daxil olmaqla dominant titrəyiş mənbələri müəyyən edilir.

1. Ön söz

İki il yarım əvvəl müəssisəmiz öz yastıqlarında fırlanan mexanizmləri balanslaşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuş "Balanset-1" cihazının seriyalı istehsalına başladı.

Bu günə qədər 180-dən çox dəst istehsal olunub. Onlar müxtəlif sənaye sahələrində, o cümlədən ventilyatorların, üfləyicilərin, elektrik mühərriklərinin, maşın millərinin, nasosların, əzicilərin, ayırıcıların, mərkəzdənqaçma qurğularının, kardan və krank mili yığımlarının və oxşar mexanizmlərin istehsalı və istismarında effektiv şəkildə istifadə olunur.

Bu yaxınlarda Vibromera, sahə şəraitində təyyarə və vertolyot pərvanələrini balanslaşdırmaq üçün avadanlıqlarımızdan istifadə imkanları ilə bağlı təşkilatlardan və fərdlərdən çoxlu sayda sorğu alıb.

Təəssüf ki, mütəxəssislərimiz, müxtəlif maşınların balanslaşdırılmasında uzun illər təcrübəyə malik olmalarına baxmayaraq, əvvəllər heç vaxt bu konkret problemlə məşğul olmamışdılar. Buna görə də müştərilərimizə verə biləcəyimiz məsləhət və tövsiyələr olduqca ümumi idi və həmişə onlara qarşıya qoyulan vəzifəni effektiv şəkildə həll etməyə imkan vermirdi.

Bu vəziyyət, özünün idarə etdiyi Yak-52 və Su-29 təyyarələrinin pərlərinin balanslaşdırılması işində bizimlə birlikdə təşkilatçı və iştirak edən VD Çvokovun fəal iştirakı sayəsində bu yaz yaxşılığa doğru dəyişməyə başladı.

Aerodromda Yak-52 təyyarəsi
Şəkil 1.1. Aerodromda Yak-52
Dayanacaqda Su-29 təyyarəsi
Şəkil 1.2. Dayanacaq ərazisindəki Su-29

Bu iş zamanı müəyyən bacarıqlar əldə edildi və "Balanset-1" cihazından istifadə edərək sahə şəraitində təyyarə pərvanələrinin balanslaşdırılması texnologiyası hazırlanmışdır, o cümlədən:

  • təyyarədə vibrasiya və faz bucağı sensorlarının quraşdırılması (montajı) üçün yerlərin və metodların müəyyən edilməsi;
  • təyyarənin bir neçə struktur elementinin (mühərrik asqısı, pervanel bıçaqları) rezonans tezliklərinin təyini;
  • balanslaşdırma zamanı minimum əldə edilə bilən qalıq balanssızlığı təmin edən mühərrikin fırlanma tezliyinin (işləmə rejimlərinin) müəyyən edilməsi;
  • pervanenin qalıq balanssızlığı üçün tolerantlıqların yaradılması.

Bundan əlavə, M-14P mühərrikləri ilə təchiz edilmiş təyyarələrin vibrasiya səviyyələri haqqında maraqlı məlumatlar əldə edilmişdir.

Aşağıda bu işin nəticələrindən tərtib edilmiş hesabat materialları verilmişdir. Balanslaşdırma nəticələrinə əlavə olaraq, onlar Yak-52 və Su-29 təyyarələrinin yerüstü və uçuş sınaqları zamanı əldə edilmiş vibrasiya tədqiqatlarından əldə edilmiş məlumatları təqdim edirlər. Bu məlumatlar həm təyyarə pilotları, həm də onların texniki xidmətində iştirak edən mütəxəssislər üçün maraqlı ola bilər.

2. Yak-52-nin balanslaşdırma və vibrasiya tədqiqatı

2.1. Giriş

2014-cü ilin may-iyul aylarında M-14P aviasiya mühərriki ilə təchiz olunmuş Yak-52 təyyarəsinin vibrasiya tədqiqatı və iki bıçaqlı pervanenin balanslaşdırılması işləri aparılmışdır.

Balanslaşdırma, seriya nömrəsi 149 olan "Balanset-1" dəsti istifadə edilərək bir müstəvidə aparılmışdır.

Ölçmə sxemi Şəkil 2.1-də göstərilmişdir. Balanslaşdırma zamanı vibrasiya sensoru (akselerometr) 1 xüsusi hazırlanmış mötərizədə maqnit montajından istifadə edərək mühərrik ötürücü qutusunun ön qapağına quraşdırılmışdır. Lazer faz bucağı sensoru 2 həmçinin sürət qutusu qapağına quraşdırılmış və pervanel bıçaqlarından birinə tətbiq olunan əks etdirici işarəyə yönəldilmişdir.

Sensorlardan gələn analoq siqnallar kabellər vasitəsilə ilkin rəqəmsal emalın aparıldığı "Balanset-1" cihazının ölçmə vahidinə ötürülürdü. Bu siqnallar daha sonra rəqəmsal formada kompüterə daxil olur və burada proqram təminatı ilə emal aparılır və pervanənin disbalansını kompensasiya etmək üçün lazım olan korreksiya çəkisinin kütləsi və bucağı hesablanır.

Yak-52 pervanesi balanslaşdırma ölçmə sxemi
Şəkil 2.1. Yak-52 pervanelinin balanslaşdırılması üçün ölçmə sxemi.
Zk — əsas dişli çarx; Zs — peyklər; Zn — hərəkətsiz dişli çarx.

Bu iş zamanı həm Su-29, həm də Yak-52 təyyarələrinin pərlərini balanslaşdırmaqdan əldə edilən təcrübə nəzərə alınmaqla bir sıra əlavə tədqiqatlar aparılmışdır:

  • Yak-52-nin mühərrikinin və pervanelinin salınımlarının təbii tezliklərinin təyini;
  • pervanel balanslaşdırıldıqdan sonra uçuş zamanı ikinci pilot kabinəsində vibrasiyanın böyüklüyünün və spektral tərkibinin ölçülməsi;
  • pervanel balanslaşdırıldıqdan və mühərrik amortizatorlarının sıxma qüvvəsini tənzimlədikdən sonra vibrasiyanın ölçülməsi.

2.2. Mühərrik və pervanel salınımlarının təbii tezlikləri

Təyyarə gövdəsindəki amortizatorlara quraşdırılmış mühərrik rəqslərinin təbii tezlikləri, A&D (Yaponiya) şirkətinin AD-3527 spektr analizatoru vasitəsilə zərbə stimullaşdırması yolu ilə təyin edilmişdir.

Yak-52 mühərrikinin asqısının təbii salınımlarının spektrində (Şəkil 2.2) dörd əsas tezlik müəyyən edilmişdir: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz.

Yak-52 mühərriki asqısının təbii tezliklərinin spektri
Şəkil 2.2. Yak-52 mühərrikinin asqısının təbii tezliklərinin spektri

74 Hz, 94 Hz və 120 Hz tezlikləri, ehtimal ki, mühərrikin təyyarə gövdəsinə quraşdırılmasının (asılmasının) xüsusiyyətləri ilə əlaqədardır. 20 Hz tezlik, çox güman ki, təyyarənin eniş şassisi şassisindəki təbii rəqsləri ilə əlaqələndirilir.

Pervanel pərlərinin təbii tezlikləri də zərbə həyəcanı metodu ilə təyin edilmişdir. Dörd əsas tezlik müəyyən edilmişdir: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz və 134 Hz.

Mühərrik asqısının və pərvanə pərlərinin təbii salınım tezlikləri haqqında məlumatlar, ilk növbədə, balanslaşdırma zamanı pərvanın fırlanma tezliyini seçmək üçün vacibdir. Bu tezliyi seçərkən əsas şərt təyyarənin struktur elementlərinin təbii salınım tezliklərindən maksimum dərəcədə ayrılmanı təmin etməkdir, çünki rezonans tezliklərində vibrasiya ölçmələrinin dəqiqliyi və təkrarlanması əhəmiyyətli dərəcədə pozula bilər.

Bundan əlavə, fərdi komponentlərin təbii tezlikləri haqqında biliklər, təyyarənin istismarı zamanı yarana biləcək müxtəlif mühərrik sürət rejimlərində vibrasiyanın (rezonans hadisələri) kəskin artmasının səbəblərini müəyyən etmək üçün faydalı ola bilər.

2.3. Balanslaşdırma nəticələri

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, pervanenin balanslaşdırılması bir müstəvidə aparılmış və bununla da pervanenin qüvvə balanssızlığını dinamik şəkildə kompensasiya etmişdir.

Yak-52-dəki pervanel dizaynı yalnız bir düzəliş müstəvisinə imkan verdiyindən, iki müstəvidə dinamik balanslaşdırma (bu, əlavə olaraq an balanssızlığını kompensasiya edəcək) mümkün deyildi.

Balanslaşdırma 1150 dövr/dəq (60%) fırlanma tezliyində aparıldı və bu zaman həm amplituda, həm də faza baxımından ən sabit vibrasiya ölçmələri hər bir mərhələdə əldə edildi.

Klassik "ikiqat" sxemindən istifadə edilmişdir:

  1. İlk işə salma zamanı ilkin vəziyyətdə pervanenin fırlanma tezliyindəki titrəmənin amplitudası və fazası təyin edildi.
  2. İkinci qaçış zamanı, pervanəyə 7 q sınaq kütləsi quraşdırıldıqdan sonra titrəmənin amplitudası və fazası təyin edildi.
  3. Bu məlumatlara əsasən, proqram təminatı aşağıdakıları hesabladı: düzəliş kütləsi M = 19.5 q bucaq altında F = 32°.

Pərvanənin dizayn xüsusiyyətlərinə görə, korreksiya çəkisini tələb olunan 32° bucaq altında quraşdırmağa imkan vermədiyi üçün iki ekvivalent çəki quraşdırılmışdır:

  • M1 = 14 q, F1 = 0° bucaq altında
  • M2 = 8.3 q, F2 = 60° bucaq altında

Nəticə: Düzəliş çəkilərini quraşdırdıqdan sonra, 1150 dövr/dəq-də vibrasiya azaldı 10,2 mm/san üçün 4,2 mm/san. Faktiki disbalans 2340 q·mm-dən 963 q·mm-ə düşdü.

2.4. Digər İş Rejimlərində Vibrasiya

Yerüstü sınaqlar zamanı digər mühərrik iş rejimlərində vibrasiya yoxlamalarının nəticələri Cədvəl 2.1-də təqdim olunur. Göründüyü kimi, balanslaşdırma Yak-52-nin bütün rejimlərdə vibrasiyasına müsbət təsir göstərib.

Cədvəl 2.1. Balanslaşdırmadan sonra torpaqlama testinin vibrasiyası
#Güc, %RPMRMS Vibrasiya Sürəti, mm/san
16011534.2
26512572.6
37013452.1
48215721.25

Bundan əlavə, yerüstü sınaqlar zamanı artan pervanel fırlanma tezliyi ilə vibrasiyanın əhəmiyyətli dərəcədə azalması tendensiyası aşkar edilmişdir. Bu, daha yüksək fırlanma tezliklərində baş verən təyyarənin şassi üzərindəki təbii rəqs tezliyindən (ehtimal ki, 20 Hz) pervanel fırlanma tezliyinin daha çox ayrılması ilə izah edilə bilər.

2.5. Amortizator Tənzimləməsindən Əvvəl və Sonra Uçuş Zamanı Vibrasiya

Pervanel balanslaşdırmasından sonra yer vibrasiya testlərinə əlavə olaraq (bölmə 2.3), Yak-52-nin uçuş zamanı vibrasiya ölçmələri də aparılmışdır.

Uçuş zamanı vibrasiya ikinci pilot kabinəsində şaquli istiqamətdə A&D (Yaponiya) şirkətinin portativ spektr analizatoru AD-3527 istifadə edilərək 5 ilə 200 (500) Hz arasında tezlik diapazonunda ölçüldü. Ölçmələr beş əsas mühərrik sürət rejimində aparıldı: maksimum fırlanma tezliyinin 60%, 65%, 70%, 82% və 94%.

Amortizatorları tənzimləməzdən əvvəl əldə edilən nəticələr Cədvəl 2.2-də təqdim olunur.

Cədvəl 2.2. Uçuş zamanı vibrasiya spektrinin komponentləri (absorber tənzimlənməsindən əvvəl)
# Pervanel sürəti Vibrasiya spektrinin komponentləri,
tezlik (CPM) / amplituda (mm/san)
VΣ,
mm/san
%RPM Vsəh1 Vn Vc1 Vsəh.2 Vc2 Vsəh.4 Vc3 Vsəh5
1601155 1155
4.4
1560
1.5
1755
1.0
2310
1.5
3510
4.0
4620
1.3
5265
0.7
5775
0.9
6.1
2651244 1244
3.5
1680
1.2
1890
2.1
2488
1.2
3780
4.1
4976
0.4
5670
1.2
6.2
3701342 1342
2.8
1860
0.4
2040
3.2
2684
0.4
4080
2.9
5369
2.3
5.0
4821580 1580
4.7
2160
2.9
2400
1.1
3160
0.4
4800
12.5
13.7
5941830 1830
2.2
2484
3.4
2760
1.7
3660
2.8
5520
15.8
7320
3.7
17.1

Vp = pervanel harmonikaları (1-ci, 2-ci, 4-cü, 5-ci)   Vn = kompressor/tezlik sensoru   Vc1, Vc2, Vc3 = krank mili 1-ci, 2-ci, 3-cü Yuxarı dəyər = tezlik (CPM), aşağı = amplituda (mm/san).

60% rejimində Yak-52 kabinəsində vibrasiya spektri
Şəkil 2.3. 60% rejimində vibrasiya spektri
94% rejimində Yak-52 kabinəsində vibrasiya spektri
Şəkil 2.4. 94% rejimində vibrasiya spektri

Cədvəl 2.2-dən göründüyü kimi, əsas vibrasiya komponentləri pervanenin fırlanma tezliyi V-də görünürsəh1, krank mili tezliyi Vc1, hava kompressoru (və/və ya tezlik sensoru) V-ni idarə edirn, və onların daha yüksək harmonikləri.

Maksimum ümumi vibrasiya VΣ 82% (1580 dövr/dəq) və 94% (1830 dövr/dəq) rejimlərində aşkar edilmişdir. Bu rejimlərdə dominant komponent krank mili fırlanma tezliyinin V 2-ci harmonikasında görünür.c2, 4800 dövr/dəq-də 12,5 mm/san-ə və 5520 dövr/dəq-də 15,8 mm/san-ə çatır.

Bu komponentin piston qrupu ilə əlaqəli olduğunu güman etmək olar (pistonların bir krank mili inqilabına ikiqat hərəkəti zamanı baş verən zərbə prosesləri). 82% (birinci nominal) və 94% (uçuş) rejimlərində kəskin artım, çox güman ki, piston qrupu qüsurlarından deyil, mühərrikin amortizatorlarındakı rezonans rəqslərindən qaynaqlanır. Bu nəticə, 74 Hz (4440 dövr/dəq), 94 Hz (5640 dövr/dəq) və 120 Hz (7200 dövr/dəq) tezliklərində mühərrikin asma tezliklərini aşkar edən təbii tezlik ölçmələri ilə dəstəklənir. Bunlardan ikisi — 74 Hz və 94 Hz — birinci nominal və uçuş iş rejimlərində 2-ci krank mili harmonik tezliklərinə yaxındır.

V-də aşkar edilən əhəmiyyətli titrəmələrə görəc2, mühərrik amortizatorlarının sıxma qüvvəsi yoxlanılmış və tənzimlənmişdir. Müqayisəli nəticələr Cədvəl 2.3-də təqdim edilmişdir.

Cədvəl 2.3. Amortizator tənzimlənməsindən əvvəl və sonra vibrasiya
#% RPM
(əvvəl / sonra)
Vsəh1 Vc2
ƏvvəlsonraƏvvəlsonra
1601155 / 1140 1155
4.4
1140
3.3
3510
3.0
3480
3.6
2651244 / 1260 1244
3.5
1260
3.5
3780
4.1
3840
4.3
3701342 / 1350 1342
2.8
1350
3.3
4080
2.9
4080
1.2
4821580 / 1590 1580
4.7
1590
4.2
4800
12.5
4830
16.7
5941830 / 1860 1830
2.2
1860
2.7
5520
15.8
5640
15.2

Yuxarı dəyər = tezlik (CPM), aşağı = amplituda (mm/san).

Cədvəl 2.3-dən göründüyü kimi, absorber tənzimlənməsi təyyarənin əsas vibrasiya komponentlərində əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olmamışdır.

Həmçinin qeyd etmək lazımdır ki, pervanənin balanssızlığı komponenti Vsəh1 82% və 94% rejimlərində müvafiq olaraq V-dən 3-7 dəfə aşağıdırc2 həmin rejimlərdə. Digər uçuş rejimlərində isə Vsəh1 2,8 ilə 4,4 mm/san arasında dəyişir və rejimlər arasındakı dəyişikliklər əsasən balanslaşdırma keyfiyyəti ilə deyil, təyyarənin struktur elementlərinin təbii tezliklərindən ayrılma dərəcəsi ilə müəyyən edilir.

2.6. Nəticələr

2.6.1.

Yak-52 təyyarəsinin pərvanəsinin 1150 dövr/dəq fırlanma tezliyində (60%) balanslaşdırılması pərvanənin fırlanma tezliyindəki titrəməni 10,2 mm/san-dən 4,2 mm/san-ə endirməyə imkan verdi. Həm Yak-52, həm də Su-29 təyyarələrinin pərvanələrinin "Balanset-1" cihazı ilə balanslaşdırılması zamanı toplanmış təcrübə nəzərə alınmaqla, titrəmə səviyyəsinin daha da azaldılmasına nail olmaq üçün real bir ehtimal var - xüsusən də balanslaşdırma zamanı pərvanın daha yüksək fırlanma tezliyini seçməklə ki, bu da ölçmələr zamanı müəyyən edilmiş 20 Hz (1200 dövr/dəq) tezliyində təyyarənin təbii titrəmə tezliyindən daha çox dərəcədə uzaqlaşmağa imkan verəcəkdir.

2.6.2.

Uçuş vibrasiya sınaqlarından göründüyü kimi (Cədvəl 2.2 və 2.3-ə baxın), Yak-52 təyyarəsinin vibrasiya spektrləri, pervanenin fırlanma tezliyindəki V vibrasiyaya əlavə olaraq, ehtiva edirsəh1, bir neçə digər əhəmiyyətli komponent — krank mili V ilə əlaqəlic1, Vc2, Vc3, mühərrik piston qrupu və hava kompressoru (və/və ya tezlik sensoru) V sürücüsün.

60%, 65% və 70% sürət rejimlərində bu komponentlər böyüklüyünə görə pervanənin balanssızlığı komponenti V ilə müqayisə edilə bilər.səh1. Nəticə etibarilə, pervanel balanssızlığından qaynaqlanan titrəmənin hətta tamamilə aradan qaldırılması belə, təyyarənin bu rejimlərdəki ümumi titrəməsini təxminən 1,5 dəfədən çox azaltmağa imkan verərdi.

2.6.3.

Maksimum ümumi vibrasiya VΣ Yak-52 təyyarəsinin sürəti 82% (pervanenin 1580 dövr/dəq) və 94% (pervanenin 1830 dövr/dəq) sürət rejimlərində aşkar edilmişdir. Bu titrəmənin dominant komponenti krank mili fırlanma tezliyinin V-nin 2-ci harmonikində görünür.c2, müvafiq olaraq 4800 dövr/dəq və 5520 dövr/dəq tezliklərində, bu zaman 12,5 mm/san və 15,8 mm/san dəyərlərinə çatır.

2.5 və 2.2 bölmələrində göstərildiyi kimi, göstərilən rejimlərdə bu komponentin kəskin artması, çox güman ki, piston qrupunun qüsurlarından deyil, mühərrikin amortizatorlarındakı rezonans rəqslərindən qaynaqlanır. Sınaqlar zamanı aparılan amortizatorun sıxma qüvvəsinin tənzimlənməsi vibrasiya səviyyələrində əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olmadı.

Bu vəziyyət, ehtimal ki, dizayn qüsuru hesab edilə bilər (konstruktivny proschet) təyyarə kuzovunda mühərrik montaj (asma) sisteminin seçilməsi zamanı icazə verilən təyyarə istehsalçılarının.

2.6.4.

Pervanel balanslaşdırması zamanı əldə edilən məlumatlar və əlavə olaraq aparılan vibrasiya sınaqları göstərir ki, dövri vibrasiya monitorinqi təyyarə mühərrikinin texniki vəziyyətinin diaqnostik qiymətləndirilməsi, o cümlədən piston qrupunun, krank milinin, mühərrik yataqlarının və hava kompressoru ötürücüsünün vəziyyətinin qiymətləndirilməsi üçün faydalı ola bilər.

Bu cür işlər, məsələn, "Balanset-1" cihazından istifadə etməklə yerinə yetirilə bilər (hazırda istehsal olunur) Balanset-1A), spektral vibrasiya analizi funksiyasının tətbiq olunduğu proqram təminatında.


3. Su-29-un MTV-9-KC/CL 260-27 Pervanesi və Vibrasiya Tədqiqatının Balanslaşdırılması

3.1. Giriş

15 iyun 2014-cü il tarixində Su-29 aerobatik təyyarəsinin M-14P aviasiya mühərrikinə quraşdırılmış MTV-9-KC/CL 260-27 tipli üçlü pərvanənin balanslaşdırılması üzrə işlər aparılmışdır.

İstehsalçı (MT-Pervan) tərəfindən təqdim edilən məlumatlara əsasən, göstərilən pervanə əvvəlcədən statik olaraq balanslaşdırılmışdı və bu, istehsal zavodunda quraşdırılmış düzəldici çəkinin 1-ci müstəvidəki pervanədə olması ilə sübut olunur.

Su-29 ötürücü qutusunun çıxış şaftına (yəni daimi quraşdırıldığı yerə) birbaşa quraşdırılmış pervanenin balanslaşdırılması seriya nömrəsi 149 olan "Balanset-1" vibrasiya balanslaşdırma dəsti istifadə edilərək həyata keçirilmişdir.

Ölçmə sxemi (Şəkil 3.1) ümumiyyətlə Yak-52 üçün istifadə edilən sxemə bənzəyirdi. Vibrasiya sensoru (akselerometr) 1 xüsusi hazırlanmış mötərizədə maqnit montajından istifadə edərək mühərrik ötürücü qutusunun korpusuna quraşdırılmışdır. Lazer faz bucağı sensoru 2 eyni zamanda sürət qutusu korpusuna quraşdırılmış və pervanel pərlərindən birinə tətbiq olunan əks etdirici işarəyə yönəldilmişdir. Sensorlardan gələn analoq siqnallar kabellər vasitəsilə ilkin rəqəmsal emalın aparıldığı "Balanset-1" cihazının ölçmə vahidinə ötürülmüşdür. Bundan sonra, rəqəmsal formada siqnallar kompüterə daxil olmuş, burada proqram təminatı ilə emal edilmiş və pervanel balanssızlığını kompensasiya etmək üçün lazım olan korreksiya çəkisinin kütləsi və bucağı hesablanmışdır.

Su-29 pervanesi balanslaşdırma ölçmə sxemi
Şəkil 3.1. Su-29 pervanelinin balanslaşdırılması üçün ölçmə sxemi.
Zk — əsas dişli çarx; Zc — peyklər; Zn — hərəkətsiz dişli çarx.

Bu işdən əvvəl və Yak-52 pervanelinin balanslaşdırılması təcrübəsi nəzərə alınmaqla əlavə tədqiqatlar aparılmışdır:

  • Su-29 mühərrikinin və pervanel rəqslərinin təbii tezliklərinin təyini;
  • balanslaşdırmadan əvvəl ikinci pilot kabinəsindəki baza vibrasiyasının böyüklüyünü və spektral tərkibini yoxlamaq.

3.2. Mühərrik və pervanel salınımlarının təbii tezlikləri

AD-3527 analizatoru ilə eyni zərbə həyəcanlandırma metodundan istifadə edərək, mühərrikin asma spektrində altı əsas tezlik müəyyən edilmişdir (Şəkil 3.2): 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz.

Su-29 mühərriki asqısının təbii tezlikləri
Şəkil 3.2. Su-29 mühərriki asqısının təbii tezliklərinin spektri

66 Hs, 88 Hs və 120 Hs tezlikləri, ehtimal ki, təyyarənin gövdəsindəki mühərrik montaj (asma) sisteminin xüsusiyyətləri ilə birbaşa əlaqəlidir. 16 Hs və 22 Hs tezlikləri, çox güman ki, təyyarənin bütövlükdə şassisindəki təbii rəqsləri ilə əlaqələndirilir. 37 Hs tezliyinə gəldikdə isə, bu, ehtimal ki, təyyarənin pervanel bıçağının təbii rəqs tezliyi ilə əlaqədardır.

Bu son fərziyyə, üç əsas tezlik müəyyən edilmiş pervanel bıçaqlarının təbii salınım tezliklərinin ölçmə nəticələri ilə təsdiqlənir (Şəkil 3.3): 37 Hz, 100 Hz və 174 Hz.

Su-29 pervanellərinin təbii tezlikləri
Şəkil 3.3. Su-29 pervanellərinin təbii tezliklərinin spektri

Su-29-un mühərrik asqısının və pərvanə pərlərinin təbii tezliklərini bilmək böyük praktik əhəmiyyət kəsb edir. Birincisi, bu, balanslaşdırma üçün pərvanın fırlanma tezliyinin əsaslandırılmış şəkildə seçilməsinə imkan verir və təyyarənin struktur rezonanslarından maksimum dərəcədə uzaqlaşmanı təmin edir. İkincisi, bu hesabatın sonrakı bölmələrində göstəriləcəyi kimi, müxtəlif mühərrik iş rejimlərində müşahidə olunan vibrasiya səbəblərinin düzgün şərhi və diaqnozu üçün zəruri əsas təmin edir.

3.3. Balanslaşdırmadan əvvəl kabin vibrasiyası

Balanslaşdırma prosedurundan əvvəl, Su-29-un ikinci pilot kabinəsindəki baza vibrasiya səviyyələrinin ölçülməsi aparılmışdır. Yak-52-də olduğu kimi, vibrasiya A&D (Yaponiya) şirkətinin portativ spektr analizatoru AD-3527 istifadə edərək şaquli istiqamətdə 5-200 Hz tezlik diapazonunda ölçülmüşdür. Ölçmələr pervanenin maksimum fırlanma tezliyinin 60%, 65%, 70% və 82%-yə uyğun olaraq dörd əsas mühərrik sürət rejimində aparılmışdır.

Bu ölçmələrin nəticələri Cədvəl 3.1-də təqdim olunur.

Cədvəl 3.1. Balanslaşdırmadan əvvəl vibrasiya spektrinin komponentləri (Su-29)
# Pervanel sürəti Vibrasiya spektrinin komponentləri,
tezlik (CPM) / amplituda (mm/san)
VΣ,
mm/san
%RPM Vsəh1 Vn Vc1 Vsəh.3 Vc2 Vsəh.4 Vc3 V?
1601150 1150
5.4
1560
2.6
1740
2.0
3450 3480
4.2
6120
2.8
8.0
2651240 1240
5.7
1700
2.4
1890
1.3
3720 3780
8.6
10.6
3701320 1320
2.8
1800
2.5
2010
0.9
3960 4020
10.8
11.5
4821580 1580
3.2
2160
1.5
2400
3.0
4740 4800
8.5
9.7

Vp = pervanel harmonikaları (1-ci, 3-cü, 4-cü)   Vn = kompressor/tezlik sensoru   Vc1, Vc2 = 1-ci, 2-ci V krank mili? = naməlum komponent. Yuxarı dəyər = tezlik (CPM), aşağı = amplituda (mm/san).

Əsas vibrasiya komponentləri pervanenin fırlanma tezliyi V-də görünürsəh1, krank mili Vc1, kompressor sürücüsü Vn, və 2-ci krank mili harmonik Vc2 (üç bıçaqlı pervanel korpusunda bıçaq ötürmə tezliyi V ilə üst-üstə düşə bilər)səh.3).

60% rejim spektrində, ehtimal ki, təxminən 100 Hz-də rezonansdan - pervanel bıçağının təbii tezliklərindən birindən - qaynaqlanan 6120 dövr/dəqiqədə naməlum bir komponent də tapıldı.

Maksimum ümumi vibrasiya (11,5 mm/san) 70% rejimində aşkar edilmişdir. Bu rejimdə dominant komponent V-dir.c2 4020 dövr/dəq-də 10,8 mm/san-ə çatır. 70%-də bu kəskin artım, ehtimal ki, mühərrik asqısının 67 Hz (4020 dövr/dəq) yaxınlığında rezonans rəqsləri ilə əlaqədardır.

Həmçinin qeyd etmək lazımdır ki, piston qrupundan gələn zərbə həyəcanlarına əlavə olaraq, bu tezlik bölgəsindəki titrəməyə pervane bıçağının keçid tezliyindəki aerodinamik qüvvələr də təsir göstərə bilər (Vsəh.3). 65% və 82% rejimlərində V-də nəzərəçarpacaq dərəcədə artım müşahidə olunurc2 (Vsəh.3) komponenti də müşahidə olunur ki, bu da təyyarənin fərdi komponentlərinin rezonans rəqsləri ilə izah edilə bilər.

Pervanənin balanssızlığı komponenti Vsəh1 balanslaşdırmadan əvvəl rejimlər üzrə 2,4 ilə 5,7 mm/san arasında dəyişdi, ümumiyyətlə V-dən aşağı idic2 müvafiq rejimlərdə. Rejimlər arasında onun dəyişməsi təkcə balanslaşdırma keyfiyyəti ilə deyil, həm də təyyarənin struktur elementlərinin təbii tezliklərindən ayrılma dərəcəsi ilə müəyyən edilir.

3.4. Balanslaşdırma nəticələri

Pervanenin balanslaşdırılması iki ölçmə mərhələsindən (klassik təsir əmsalları metodu) istifadə edərək, 1350 dövr/dəq fırlanma tezliyində bir müstəvidə həyata keçirilmişdir. Balanslaşdırmanın tam protokolu aşağıdakı kimi verilmişdir. Əlavə 1.

Balanslaşdırma proseduru aşağıdakı əməliyyatlardan ibarət idi:

  1. İlk işə salma zamanı (ilkin vəziyyət), pervanenin fırlanma tezliyindəki titrəmənin amplitudası və fazası təyin edildi.
  2. İkinci qaçış zamanı, pervane üzərinə məlum çəkidə sınaq kütləsi quraşdırıldıqdan sonra titrəmənin amplitudası və fazası təyin edildi.
  3. Bu ölçmə nəticələrinə əsasən, proqram təminatı pervanənin balanssızlığını kompensasiya etmək üçün lazım olan 1-ci müstəvidə düzəldici çəkinin kütləsini və quraşdırma bucağını hesabladı.

Nəticə: Düzəldici çəkini quraşdırdıqdan sonra 40.9 q, vibrasiya azaldı 6,7 mm/san üçün 1,5 mm/san. Digər sürət rejimlərində, pervanənin balanssızlığı ilə əlaqəli titrəmə daxilində qaldı 1–2,5 mm/san.

Təlim uçuşu zamanı pervanenin təsadüfən zədələnməsi səbəbindən uçuşda balanslaşdırma keyfiyyətinin yoxlanılması aparılmadı.

Zavod balansından əhəmiyyətli bir sapma. Qeyd etmək lazımdır ki, sahə balanslaşdırması zamanı əldə edilən nəticə istehsal müəssisəsində aparılan balanslaşdırma nəticəsindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir:

  • Daimi quraşdırma yerində (Su-29 ötürücü qutusunun çıxış şaftında) sahə balanslaşdırmasından sonra pervanenin fırlanma tezliyindəki titrəmə ilkin vəziyyətlə (yəni zavod balanslaşdırılmış vəziyyətlə müqayisədə) müqayisədə 4 dəfədən çox azalıb;
  • Sahə balanslaşdırması zamanı quraşdırılmış düzəldici çəki təxminən dəyişdirildi 130° istehsal zavodunda quraşdırılmış düzəldici çəkiyə (MT-Pervan) nisbətən.

İstehsal zavodunda quraşdırılmış düzəldici çəki idi çıxarılmayıb əlavə sahə balanslaşdırması zamanı pərvanədən.

Göstərilən uyğunsuzluğun səbəbləri aşağıdakılar ola bilər:

  • istehsal zavodundakı balanslaşdırma dayağının ölçmə sisteminin səhvləri (bu səbəb ən az ehtimal olunan kimi görünür);
  • istehsal zavodunda balanslaşdırma maşınının milinin montaj səthlərinin həndəsi səhvləri (qeyri-dəqiqlikləri), bu da pervanenin mil üzərində radial axmasına səbəb olur;
  • Su-29 təyyarəsindəki ötürücü qutunun çıxış şaftının montaj səthlərinin həndəsi səhvləri (qeyri-dəqiqlikləri), ötürücü qutu şaftına quraşdırıldıqda pervanenin radial qaçışına səbəb olur.

3.5. Nəticələr

3.5.1.

Su-29 təyyarəsinin pərvanəsini bir müstəvidə 1350 dövr/dəq (70%) pərvanənin fırlanma tezliyində balanslaşdırmaq, pərvanənin fırlanma tezliyindəki titrəməni ilkin vəziyyətdəki 6,7 mm/san-dən balanslaşdırıldıqdan sonra 1,5 mm/san-ə endirməyə imkan verdi. Mühərrikin digər sürət rejimlərində pərvanənin balanssızlığı ilə əlaqəli titrəmə də əhəmiyyətli dərəcədə azaldı və 1-2,5 mm/san daxilində qaldı.

3.5.2.

İstehsal zavodunda (MT-Propeller) pervanenin balanslaşdırılmasının qeyri-qənaətbəxş nəticələrinin səbəblərini aydınlaşdırmaq üçün Su-29 təyyarəsinin mühərrik ötürücü qutusunun çıxış şaftında pervanenin radial qaçışını yoxlamaq lazımdır.


Əlavə 1: Balanslaşdırma Protokolu

BALANS PROTOKOLU

Su-29 akrobatika təyyarəsinin MTV-9-KC/CL 260-27 pervanesi

1. Müştəri: VD Çvokov

2. Quraşdırma yeri: Su-29 ötürücü qutusunun çıxış valı

3. Pervane növü: MTV-9-KC/CL 260-27

4. Balanslaşdırma üsulu: Yerində (öz yastıqlarında), bir müstəvidə yığılmışdır

5. RPM-in balanslaşdırılması: 1350

6. Balanslaşdırıcı cihaz: ""Balanset-1", seriya nömrəsi. 149, Vibromera

7. İstifadə olunan standartlar: ISO 1940-1 — Sərt rotorlar üçün balans keyfiyyəti tələbləri.

8. Tarix: 15.06.2014

9. Balanslaşdırma nəticələrinin xülasəsi:

#ÖlçməVibrasiya, mm/sanBalanssızlıq, g·mm
1Balanslaşdırmadan əvvəl *6.76135
2Balanslaşdırdıqdan sonra1.51350
G 6.3 sinfi üçün ISO 1940 tolerantlığı1500

* Balanslaşdırma zavodda quraşdırılmış düzəldici çəki pervanədə qalaraq aparılmışdır.

10. Nəticələr:

10.1. Su-29 ötürücü qutusunun çıxış şaftındakı pervanenin balanslaşdırılmasından sonra qalıq vibrasiya (tarazsızlıq) ilkin vəziyyətlə müqayisədə 4 dəfədən çox azaldı.

10.2. Korreksiyaedici çəki parametrləri (kütlə, bucaq) istehsalçı (MT-Pervan) tərəfindən quraşdırılan parametrlərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Zavod çəkisindən 130° kənarlaşdırılaraq əlavə 40,9 q korreksiyaedici çəki quraşdırılıb. Zavod çəkisi çıxarılmayıb.

Xüsusi səbəbi müəyyən etmək üçün aşağıdakılar lazımdır:

  • istehsalçının balanslaşdırma maşınında milin montajının ölçmə sistemini və həndəsi dəqiqliyini yoxlayın;
  • Su-29 ötürücü qutusunun çıxış şaftındakı pervanenin radial qaçışını yoxlayın.

İcraçı:

Baş Mütəxəssis, Vibromera
VD Feldman

Tez-tez verilən suallar

Sahə pervanesi balanslaşdırması nədir və nə üçün vacibdir?

Sahə pervanesi balanslaşdırması, təyyarəyə quraşdırılmış pervanel əməliyyat sürətində işləyərkən həyata keçirilir. Zavod statik balanslaşdırmasından (təyyarədən kənarda edilir) fərqli olaraq, bu, faktiki quraşdırma şərtlərini nəzərə alır: sürət qutusu toleransları, montaj həndəsəsi və təyyarənin bütün dinamik sistemi. Bizim Su-29 vəziyyətimizdə, sahədə tələb olunan düzəldici çəki zavodda quraşdırılmış çəkidən 130° dəyişdirildi ki, bu da optimal nəticələr üçün yalnız zavod balanslaşdırmasının qeyri-kafi ola biləcəyini göstərir.

Təyyarə pervanelinin balanslaşdırılması üçün hansı avadanlıqlar lazımdır?

Balanset-1A balanslaşdırma dəstinə vibrasiya sensoru (akselerometr), lazer faza bucağı sensoru (taxometr), rəqəmsal siqnal emalı üçün USB interfeys bloku və kompüterdə işləyən balanslaşdırma proqram təminatı daxildir. Sensorlar mühərrik ötürücü qutusu korpusuna maqnit dayaq və mötərizə vasitəsilə quraşdırılır. Bir pervanel bıçağında əks etdirici lent işarəsi faza istinadı kimi xidmət edir.

Balanslaşdırıcı RPM necə seçilir?

Balanslaşdırma üçün fırlanma tezliyi təyyarənin struktur elementlərinin (mühərrik asqısı, pervanel pərləri, şassisindəki təyyarə) təbii tezliklərindən maksimum dərəcədə ayrılma təmin etməlidir. Bundan əlavə, seçilmiş RPM, uçuşdan uçuşa qədər amplituda və fazada sabit vibrasiya ölçmələri verməlidir. Yak-52 üçün 1150 dövr/dəq (60%), Su-29 üçün isə 1350 dövr/dəq (70%) seçildi.

Balanslaşdırmadan sonra hansı vibrasiya səviyyələri məqbuldur?

G 6.3 sinfi üçün ISO 1940 standartına uyğun olaraq, qalıq disbalansı 1500 q·mm-dən çox olmamalıdır. Təcrübədə yaxşı nəticələr pervanenin fırlanma tezliyində 2,5 mm/san RMS-dən aşağı vibrasiya verir. Su-29-da balanslaşdırma ISO tolerantlığı daxilində 1350 q·mm qalıq disbalansı ilə 1,5 mm/san sürətə çatdı.

Pervanel balanslaşdırması bütün təyyarə vibrasiyasını aradan qaldıra bilərmi?

Xeyr. Porşenli təyyarənin vibrasiya spektri krank mili, piston qrupundan, hava kompressoru ötürücüsündən və struktur rezonanslarından komponentləri ehtiva edir. Yak-52 analizimiz göstərdi ki, hətta pervanel balanssızlığının tamamilə aradan qaldırılması belə əksər iş rejimlərində ümumi vibrasiyanı təxminən 1,5 dəfədən çox azaltmayacaq. 82% və 94% rejimlərində 2-ci krank mili harmonikliyi pervanel komponenti üzərində ümumi vibrasiyanı 3-7 dəfə üstələdi.

Təyyarə pervaneleri nə qədər tez-tez balanslaşdırılmalıdır?

Pərvanələr əsas yoxlamalar zamanı, təmir və ya zədələnmədən sonra və həddindən artıq vibrasiya müşahidə edildikdə balanslaşdırılmalıdır. Aerobatik təyyarələr daha yüksək gərginlik yükü səbəbindən daha tez-tez balanslaşdırma tələb edə bilər. Spektral analizdən (Balanset-1A proqram təminatında mövcuddur) istifadə edərək dövri vibrasiya monitorinqi də mühərrik vəziyyətinin qiymətləndirilməsi üçün diaqnostik vasitə kimi xidmət edə bilər.

Pervanel balanslaşdırması üçün hansı balans dəsti modelləri mövcuddur?

Vibromera, pervanel və rotor balanslaşdırması üçün uyğun bir neçə model təklif edir: Balanset-1A (1975 avro) bu tədqiqatda istifadə edilən iki kanallı portativ sistemdir; Balanset-1A OEM (€1,735) seminarlar və texniki xidmət təşkilatları üçün inteqrasiyaya hazır versiyadır; Balanset-4 (6803 avro) mürəkkəb çox müstəvili balanslaşdırma tapşırıqları üçün dörd kanallı bir sistemdir. Bütün modellər spektral vibrasiya analizi qabiliyyətinə malikdir və vibrasiya sensorları, lazer taxometri, maqnit montaj avadanlığı və kompüter proqram təminatı ilə təchiz edilmişdir.

Vibromera xidmət olaraq yerində pervanel balanslaşdırmasını həyata keçirə bilərmi?

Bəli. Balanslaşdırma avadanlığının istehsalı və satışı ilə yanaşı, Vibromera fırlanan maşınlar üçün sahə balanslaşdırma xidmətləri də təqdim edir. Öz balanslaşdırma avadanlığına ehtiyac duymayan təşkilatlar və ya mürəkkəb birdəfəlik tapşırıqlar üçün Vibromeranın mütəxəssisləri bu hesabatda təsvir edilən eyni Balanslaşdırma cihazından istifadə edərək yerində dinamik balanslaşdırma apara bilərlər. Xidmət sorğuları aşağıdakılar vasitəsilə yönləndirilə bilər: əlaqə səhifəsi.