img {
eni: 70%;
}

Baş mütəxəssis VD Feldman

1. Ön söz əvəzinə

İki il yarım bundan əvvəl müəssisəmiz öz podşipniklərində fırlanan mexanizmlərin balanslaşdırılması üçün nəzərdə tutulmuş “Balanset 1” cihazının seriyalı istehsalına başlamışdır.

Bu günə kimi sənayenin müxtəlif sahələrində, o cümlədən ventilyatorların, üfleyicilərin, elektrik mühərriklərinin, dəzgah millərinin, nasosların, qırıcıların, separatorların, sentrifuqaların, kardan və krank vallarının və digər mexanizmlərin istehsalı və istismarında səmərəli istifadə olunan 180-dən çox dəst istehsal edilmişdir. .

Müəssisəmizə son zamanlar təşkilatlardan və fiziki şəxslərdən çöl şəraitində təyyarə və helikopter pərvanələrinin balanslaşdırılması üçün avadanlıqlarımızdan istifadənin mümkünlüyü ilə bağlı çoxlu sayda müraciətlər daxil olub.

Təəssüf ki, müxtəlif maşınların balanslaşdırılmasında uzun illər təcrübəsi olan mütəxəssislərimiz əvvəllər bu məsələ ilə məşğul olmamışdılar. Buna görə də, müştərilərimizə verə biləcəyimiz məsləhətlər və tövsiyələr çox ümumi idi və həmişə onlara mövcud problemi effektiv şəkildə həll etməyə imkan vermirdi.

Bu vəziyyət bu yaz yaxşılaşmağa başladı. Bu, pilotluq etdiyi Yak-52 və Su-29 təyyarələrinin pərvanələrinin balanslaşdırılması işini təşkil edən və bizimlə birgə fəal iştirak edən V.D.Çvokovun fəal mövqeyi ilə bağlı idi.

sahə mühitində təyyarənin pervanesinin balanslaşdırılması

Şəkil 1.1. Yak-52 təyyarəsi aerodromda

sahə mühitində təyyarənin pervanesinin balanslaşdırılması

Şəkil 1.2. Dayanacaqda Su-29 təyyarəsi

2. Yak-52 Akrobatika Təyyarəsinin Pervane Balans və Vibrasiya Tədqiqatının Nəticələri

2.1. Giriş

2014-cü ilin may-iyul aylarında M-14P aviasiya mühərriki ilə təchiz edilmiş Yak-52 təyyarəsinin vibrasiya tədqiqi və onun iki qanadlı pervanesinin balanslaşdırılması üzrə işlər aparılmışdır.

Balanslaşdırma 149 seriya nömrəsi olan “Balanset 1” balanslaşdırma dəsti ilə bir müstəvidə aparılmışdır.

Balanslaşdırma zamanı istifadə olunan ölçmə sxemi Şəkil 2.1-də göstərilmişdir.

Balanslaşdırma prosesi zamanı xüsusi mötərizə üzərində maqnitdən istifadə etməklə, mühərrik sürət qutusunun ön qapağına vibrasiya sensoru (akselerometer) 1 quraşdırılmışdır.

Lazer faza bucağı sensoru 2 də sürət qutusunun qapağına quraşdırılmış və pervane bıçaqlarından birinə tətbiq olunan əksedici işarəyə yönəldilmişdir.

Sensorlardan gələn analoq siqnallar kabellər vasitəsilə “Balanset 1” cihazının ölçmə qurğusuna ötürülürdü və burada rəqəmsal olaraq əvvəlcədən emal olunurdu.

Sonra rəqəmsal formada olan bu siqnallar kompüterə göndərildi, burada proqram təminatı bu siqnalları emal etdi və pervanedəki balanssızlığı kompensasiya etmək üçün lazım olan korreksiya çəkisinin kütləsini və bucağını hesabladı.

2.2. Bu işin yerinə yetirilməsi zamanı müəyyən bacarıqlar əldə edilmiş və “Balanset 1” cihazından istifadə edərək çöl şəraitində təyyarə pərvanələrinin balanslaşdırılması texnologiyası hazırlanmışdır, o cümlədən:

Obyektdə vibrasiya və faza bucağı sensorlarının quraşdırılması (qoşulması) üçün yerlərin və üsulların müəyyən edilməsi;
Təyyarənin bir neçə konstruktiv elementlərinin (mühərrikin asqısı, pərvanə pərdələri) rezonans tezliklərinin müəyyən edilməsi;
Balanslaşdırma zamanı minimum qalıq balanssızlığı təmin edən mühərrikin fırlanma tezliklərinin (iş rejimlərinin) müəyyən edilməsi;
Pervanenin qalıq disbalansı üçün tolerantlıqların müəyyən edilməsi və s.

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

Aşağıda bu işlərin nəticələrinə əsasən tərtib edilmiş hesabat materialları verilmişdir.

Onlarda balanslaşdırma nəticələri ilə yanaşı, yerüstü və uçuş sınaqları zamanı əldə edilmiş Yak-52 və Su-29 təyyarələrinin vibrasiya tədqiqatlarına dair məlumatlar verilir.

Bu məlumatlar həm təyyarə pilotları, həm də onlara texniki xidmət göstərən mütəxəssislər üçün maraqlı ola bilər.

YAK-52 pərvanəsinin balanslaşdırılması üçün ölçü sxemi

Şəkil 2.1. Yak-52 təyyarə pervanesinin balanslaşdırılması üçün ölçmə sxemi.

Zk – sürət qutusunun əsas dişli çarxı;

Zs – sürət qutusu peykləri;

Zn – sürət qutusunun sabit dişli çarxı.

Bu işin icrası zamanı Su-29 və Yak-52 təyyarələrinin pərvanələrinin balanslaşdırılmasında əldə edilmiş təcrübə nəzərə alınmaqla bir sıra əlavə tədqiqatlar aparılıb, o cümlədən:

Yak-52 təyyarəsinin mühərrik və pervane rəqslərinin təbii tezliklərinin müəyyən edilməsi;
Pervane balanslaşdırıldıqdan sonra uçuş zamanı ikinci pilotun kabinəsində titrəyişlərin böyüklüyünün və spektral tərkibinin yoxlanılması;
Pervane balanslaşdırıldıqdan sonra uçuş zamanı ikinci pilotun kabinəsində titrəyişlərin böyüklüyünün və spektral tərkibinin yoxlanılması və mühərrik amortizatorlarının bərkidici qüvvəsinin tənzimlənməsi.

2.2. Mühərrik və pervane rəqslərinin təbii tezlikləri üzrə tədqiqatların nəticələri

Təyyarənin gövdəsindəki amortizatorlara quraşdırılmış mühərrik rəqslərinin təbii tezlikləri A&D (Yaponiya) şirkəti tərəfindən AD-3527 spektr analizatorundan istifadə edilməklə, mühərrik rəqslərinin zərbə həyəcanlandırması vasitəsilə müəyyən edilmişdir.

Nümunəsi Şəkil 2.2-də təqdim olunan Yak-52 təyyarə mühərrikinin asqısının təbii salınımları spektrində dörd əsas tezlik müəyyən edilmişdir: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz.

YAK-52 mühərrikinin asqısının təbii salınım tezliklərinin spektri

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

74 Hz, 94 Hz və 120 Hz tezliklər, ehtimal ki, mühərrikin təyyarənin gövdəsinə quraşdırılmasının (asma) xüsusiyyətləri ilə bağlıdır.

20 Hz tezliyi çox güman ki, təyyarənin şassidəki təbii salınımları ilə əlaqələndirilir.

Pərvanə pərdələrinin təbii tezlikləri də zərbə həyəcanlandırma üsulu ilə müəyyən edilmişdir.

Bu halda dörd əsas tezlik müəyyən edilmişdir: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz və 134 Hz.

Yak-52 təyyarəsinin pervanesinin təbii tezlikləri və mühərrik rəqsləri haqqında məlumatlar balanslaşdırma zamanı istifadə olunan pervanenin fırlanma tezliyini seçərkən xüsusilə vacib ola bilər. Bu tezliyin seçilməsinin əsas şərti onun təyyarənin konstruksiya elementlərinin təbii tezliklərindən maksimum mümkün detunasiyasını təmin etməkdir.

Bundan əlavə, təyyarənin ayrı-ayrı komponentlərinin və hissələrinin təbii tezliklərini bilmək müxtəlif mühərrik sürət rejimlərində vibrasiya spektrinin müəyyən komponentlərində kəskin artımın (rezonans halında) səbəblərini müəyyən etmək üçün faydalı ola bilər.

2.3. Balanslaşdırma nəticələri

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, pərvanənin balanslaşdırılması bir müstəvidə yerinə yetirildi, nəticədə pervanenin qüvvə balanssızlığı dinamik şəkildə kompensasiya edildi.

Yak-52 təyyarəsində quraşdırılmış pervanenin konstruksiyası yalnız bir korreksiya müstəvisinin formalaşmasına imkan verdiyi üçün pervanenin həm qüvvəsi, həm də momenti balanssızlığının kompensasiyasına imkan verəcək dinamik balanslaşdırmanın iki təyyarədə aparılması mümkün deyildi.

Pervanenin balanslaşdırılması 1150 rpm (60%) fırlanma tezliyində yerinə yetirildi, bu zaman başlanğıcdan başlanğıca qədər amplituda və faza baxımından ən sabit vibrasiya ölçmə nəticələrini əldə etmək mümkün idi.

Pervane balansı klassik "iki qaçış" sxeminə uyğun olaraq həyata keçirilirdi.

Birinci qaçış zamanı pervanənin ilkin vəziyyətində fırlanma tezliyində vibrasiyanın amplitudası və fazası müəyyən edilmişdir.

İkinci qaçış zamanı pervanəyə 7 q sınaq kütləsi quraşdırıldıqdan sonra pervanənin fırlanma tezliyində titrəyişin amplitudası və fazası müəyyən edilmişdir.

Bu məlumatlara əsasən, M = 19,5 g kütləsi və F = 32 ° düzəliş çəkisinin quraşdırılması bucağı proqram təminatından istifadə edərək hesablanmışdır.

Tələb olunan bucaqda korreksiya çəkisinin quraşdırılmasına imkan verməyən pervanenin dizayn xüsusiyyətlərinə görə pervanəyə iki ekvivalent çəki quraşdırılmışdır:

Çəki M1 = 14 g açı ilə F1 = 0 °;
Çəki M2 = 8,3 g açı ilə F2 = 60 °.

Müəyyən edilmiş korreksiya çəkiləri pervanəyə quraşdırıldıqdan sonra, 1150 rpm fırlanma tezliyində ölçülən və pervanenin balanssızlığı ilə əlaqəli vibrasiya balanslaşdırdıqdan sonra ilkin vəziyyətdə 10,2 mm/san-dan 4,2 mm/san-ə qədər azalmışdır.

Bu halda, pervanenin faktiki balanssızlığı 2340 q*mm-dən 963 q*mm-ə qədər azaldı.

2.4. Yak-52 Təyyarəsinin Yerdə Digər Pervane Dönmə Tezliklərində Balans Nəticələrinin Vibrasiya Səviyyəsinə Təsirinin Yoxlanması

Yer sınaqları zamanı əldə edilən digər mühərrik iş rejimlərində həyata keçirilən Yak-52 təyyarəsinin vibrasiyasının yoxlanılmasının nəticələri Cədvəl 2.1-də verilmişdir.

Cədvəldən göründüyü kimi, aparılan balanslaşdırma Yak-52 təyyarəsinin bütün iş rejimlərində vibrasiyaya müsbət təsir göstərmişdir.

Cədvəl 2.1.

№	Fırlanma tezliyi, %	Pervanenin fırlanma tezliyi, rpm	RMS Vibrasiya Sürəti, mm/san
1	60	1153	4.2
2	65	1257	2.6
3	70	1345	2.1
4	82	1572	1.25

Əlavə Vibrasiya Test Nəticələri

2.5. Amortizatorun gərginliyinin tənzimlənməsindən əvvəl və sonra əsas uçuş rejimlərində Yak-52 təyyarəsinin havada vibrasiyasının yoxlanılması

Üstəlik, yer sınaqları zamanı pervanenin fırlanma tezliyinin artması ilə təyyarə vibrasiyasında əhəmiyyətli bir azalma müəyyən edildi.

Bu, pervanenin fırlanma tezliyi artdıqda baş verən təyyarənin şassidəki təbii rəqs tezliyindən (ehtimal ki, 20 Hz) pervanenin fırlanma tezliyinin daha yüksək dərəcədə tənzimlənməsi ilə izah edilə bilər.

Pervanenin yerdə balanslaşdırılmasından sonra aparılan vibrasiya sınaqlarına əlavə olaraq (bax bölmə 2.3), uçuş zamanı Yak-52 təyyarəsinin vibrasiya ölçmələri aparılmışdır.

Uçuş zamanı vibrasiya 5-dən 200 (500) Hz tezlik diapazonunda A&D (Yaponiya) tərəfindən AD-3527 portativ vibrasiya spektri analizatorundan istifadə etməklə şaquli istiqamətdə ikinci pilotun kabinəsində ölçüldü.

Ölçmələr beş əsas mühərrik sürət rejimində aparıldı, müvafiq olaraq maksimum fırlanma tezliyinin 60%, 65%, 70% və 82%-ə bərabərdir.

Amortizatorların tənzimlənməsindən əvvəl aparılan ölçmə nəticələri Cədvəl 2.2-də təqdim edilmişdir.

Cədvəl 2.2.

Vibrasiya spektrinin komponentləri

№	Pervanenin fırlanma tezliyi, %	Pervanenin fırlanma tezliyi, rpm	V_в1 (Hz)	Amplituda V_в1 (mm/san)	V_н (Hz)	Amplituda V_н (mm/san)	V_к1 (Hz)	Amplituda V_к1 (mm/san)	V_в2 (Hz)	Amplituda V_в2 (mm/san)	V_к2 (Hz)	Amplituda V_к2 (mm/san)	V_в4 (Hz)	Amplituda V_в4 (mm/san)	V_к3 (Hz)	Amplituda V_к3 (mm/san)	V_в5 (Hz)	Amplituda V_в5 (mm/san)	V_∑ (mm/san)
1	60	1155	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
1	60	1155	1244	3.5	1680	1.2	1890	2.1	2488	1.2	3780	4.1	4976	0.4	5670	1.2			6.1
2	65	1244	1244	3.5	1680	1.2	1890	2.1	2488	1.2	3780	4.1	4976	0.4	5670	1.2			6.2
2	65	1244	1342	2.8	1860	0.4	2040	3.2	2684	0.4	4080	2.9	5369	2.3					6.2
3	70	1342	1342	2.8	1860	0.4	2040	3.2	2684	0.4	4080	2.9	5369	2.3				5.0
3	70	1342	1580	4.7	2160	2.9	2400	1.1	3160	0.4	4800	12.5						5.0
4	82	1580	1580	4.7	2160	2.9	2400	1.1	3160	0.4	4800	12.5						13.7
4	82	1580	1830	2.2	2484	3.4	2760	1.7	3660	2.8	5520	15.8	7320	3.7				13.7
5	94	1830	1830	2.2	2484	3.4	2760	1.7	3660	2.8	5520	15.8	7320	3.7				17.1

Nümunə olaraq, Şəkil 2.3 və 2.4-də Cədvəl 2.2-nin doldurulması üçün istifadə edilən 60% və 94% rejimlərində Yak-52 təyyarəsinin salonunda vibrasiyanın ölçülməsi zamanı alınan spektr qrafikləri göstərilir.

YAK-52-nin kokpitindəki vibrasiya spektri 60%

Şəkil 2.3. 60% rejimində Yak-52 təyyarəsinin salonunda vibrasiya spektri.

YAK-52-nin kokpitindəki vibrasiya spektri 94%

Şəkil 2.4. 94% rejimində Yak-52 təyyarəsinin salonunda vibrasiya spektri.

Cədvəl 2.2-dən göründüyü kimi, ikinci pilotun kabinəsində ölçülən vibrasiyanın əsas komponentləri pervanenin fırlanma tezliklərində V görünür._в1 (sarı ilə vurğulanmışdır), mühərrikin krank mili V_к1 (mavi rənglə vurğulanmışdır) və hava kompressoru sürücüsü (və/və ya tezlik sensoru) V_н (yaşıl rənglə vurğulanmış), eləcə də onların daha yüksək harmoniklərində V_в2, V_в4, V_в5, və V_к2, V_к3.

Maksimum ümumi vibrasiya V_∑ 82% (pervanenin 1580 rpm) və 94% (1830 rpm) sürət rejimlərində tapıldı.

Bu vibrasiyanın əsas komponenti mühərrikin krank mili fırlanma tezliyinin V 2-ci harmonikasında görünür._к2 və müvafiq olaraq 4800 dövr/dəq tezliyində 12,5 mm/san və 5520 dövr/dəq tezliyində 15,8 mm/san dəyərlərinə çatır.

Ehtimal etmək olar ki, bu komponent mühərrikin piston qrupunun işləməsi ilə bağlıdır (bir krank mili inqilabında porşenlərin ikiqat hərəkəti zamanı baş verən təsir prosesləri).

82% (birinci nominal) və 94% (uçuş) rejimlərində bu komponentin kəskin artması, çox güman ki, piston qrupundakı qüsurlarla deyil, amortizatorlarda təyyarənin gövdəsinə quraşdırılmış mühərrikin rezonanslı salınımları ilə əlaqədardır.

Bu nəticə, spektrində 74 Hz (4440 dövr / dəq), 94 Hz (5640 dövr / dəq) və 120 Hz olan mühərrik asma rəqslərinin təbii tezliklərinin yoxlanılmasının əvvəllər müzakirə edilmiş eksperimental nəticələri ilə təsdiqlənir. 7200 dövr/dəq).

Bu təbii tezliklərdən ikisi, 74 Hz və 94 Hz, mühərrikin ilk nominal və uçuş rejimlərində baş verən krank mili fırlanmasının 2-ci harmonik tezliklərinə yaxındır.

Mühərrikin ilk nominal və uçuş rejimlərində vibrasiya sınaqları zamanı aşkar edilmiş 2-ci krank mili harmonikasında əhəmiyyətli vibrasiyalar səbəbindən mühərrikin asma amortizatorlarının bərkidici qüvvəsinin yoxlanılması və tənzimlənməsi aparılmışdır.

Amortizatorların pervanenin fırlanma tezliyinə (V) uyğunlaşdırılmasından əvvəl və sonra əldə edilən müqayisəli sınaq nəticələri_в1) və krank mili fırlanma tezliyinin 2-ci harmonikası (V_к2) Cədvəl 2.3-də təqdim olunur.

Cədvəl 2.3.

№	Pervanenin fırlanma tezliyi, %	Pervanenin fırlanma tezliyi, rpm	V_в1 (əvvəl)	V_в1 (sonra)	V_к2 (əvvəl)	V_к2 (sonra)
1	60	1155 (1140)	1155 4.4	1140 3.3	3510 3.6	3480 3.0
2	65	1244 (1260)	1244 3.5	1260 3.5	3780 4.1	3840 4.3
3	70	1342 (1350)	1342 2.8	1350 3.3	4080 2.9	4080 1.2
4	82	1580 (1590)	1580 4.7	1590 4.2	4800 12.5	4830 16.7
5	94	1830 (1860)	1830 2.2	1860 2.7	5520 15.8	5640 15.2

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

Onu da qeyd etmək lazımdır ki, pervane balanssızlığı ilə əlaqəli spektral komponentin amplitudası V._в1, 82% və 94% rejimlərində aşkar edilir (Cədvəl 1.2 və 1.3-ə baxın), V-nin amplitüdlərindən müvafiq olaraq 3-7 dəfə aşağıdır._к2, bu rejimlərdə mövcuddur.

Digər uçuş rejimlərində komponent V_в1 2,8 ilə 4,4 mm/san arasında dəyişir.

Bundan əlavə, Cədvəl 2.2 və 2.3-dən göründüyü kimi, bir rejimdən digərinə keçid zamanı onun dəyişiklikləri əsasən balanslaşdırma keyfiyyəti ilə deyil, pervanenin fırlanma tezliyinin müxtəlif konstruktiv elementlərin təbii tezliklərindən tənzimləmə dərəcəsi ilə müəyyən edilir. təyyarə.

2.6. İşin Nəticələrindən Nəticələr

2.6.1.

Yak-52 təyyarə pərvanəsinin 1150 rpm (60%) fırlanma tezliyi ilə aparılan balanslaşdırılması pervanenin vibrasiyasını 10,2 mm/san-dan 4,2 mm/san-ə qədər azaltmağa imkan verdi.

“Balanset-1” qurğusundan istifadə etməklə Yak-52 və Su-29 təyyarə pərvanələrinin balanslaşdırılması zamanı əldə edilmiş təcrübəni nəzərə alsaq, Yak-52 təyyarə pərvanəsinin vibrasiya səviyyəsini daha da azaltmaq imkanının olduğunu güman etmək olar.

Buna, xüsusən də, sınaqlar zamanı müəyyən edilmiş 20 Hz (1200 dövr/dəq) olan təyyarənin təbii salınım tezliyindən daha çox tənzimləməyə imkan verən balanslaşdırma zamanı pervanenin fırlanma tezliyinin fərqli (daha yüksək) seçilməsi ilə nail olmaq olar.

2.6.2.

Uçuş zamanı Yak-52 təyyarəsinin vibrasiya sınaqlarının nəticələrindən göründüyü kimi, onun vibrasiya spektrlərində (pervanenin fırlanma tezliyində görünən yuxarıda göstərilən komponentə əlavə olaraq) krank şaftının, mühərrikin piston qrupunun işləməsi ilə əlaqəli bir sıra digər komponentlər var. , həmçinin hava kompressorunun sürücüsü (və/və ya tezlik sensoru).

60%, 65% və 70% rejimlərində bu vibrasiyaların böyüklüyü pervane balanssızlığı ilə əlaqəli vibrasiyanın böyüklüyü ilə müqayisə edilə bilər.

Bu vibrasiyaların təhlili göstərir ki, hətta pervanenin balanssızlığından vibrasiyanın tamamilə aradan qaldırılması bu rejimlərdə təyyarənin ümumi vibrasiyasını 1,5 dəfədən çox olmayan azaldacaq.

2.6.3.

Maksimum ümumi vibrasiya V_∑ Yak-52 təyyarəsi 82% (pervanda 1580 rpm) və 94% (pervanda 1830 rpm) sürət rejimlərində tapıldı.

Bu vibrasiyanın əsas komponenti mühərrikin krank mili fırlanma tezliyinin V 2-ci harmonikasında görünür._к2 (4800 dövr/dəq və ya 5520 dövr/dəq tezliklərində), burada müvafiq olaraq 12,5 mm/san və 15,8 mm/san dəyərlərinə çatır.

Bu komponentin mühərrikin piston qrupunun işləməsi ilə əlaqəli olduğunu əsaslı şəkildə güman etmək olar (bir krank mili inqilabında pistonların ikiqat hərəkəti zamanı baş verən təsir prosesləri).

Sınaqlar zamanı amortizatorların tənzimlənməsi vibrasiyada əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olmadı.

Bu vəziyyət, ehtimal ki, təyyarənin gövdəsində mühərrik quraşdırma (asma) sistemini seçərkən təyyarə tərtibatçıları tərəfindən dizayn nəzarəti kimi qəbul edilə bilər.

2.6.4.

Balanslaşdırma və əlavə vibrasiya sınaqları zamanı əldə edilən məlumatlar (2.5-ci bölmədə uçuş sınaqlarının nəticələrinə bax) belə qənaətə gəlməyə imkan verir ki, dövri vibrasiya monitorinqi təyyarə mühərrikinin texniki vəziyyətinin diaqnostik qiymətləndirilməsi üçün faydalı ola bilər.

Bu cür işlər, məsələn, proqram təminatında spektral vibrasiya təhlili funksiyasının həyata keçirildiyi “Balanset-1” cihazından istifadə etməklə həyata keçirilə bilər.

3. Su-29 Akrobatika Təyyarəsinin MTV-9-KC/CL 260-27 Pervanesi və Vibrasiya Tədqiqatının Balanslaşdırılmasının Nəticələri

3.1. Giriş

15 iyun 2014-cü il tarixində Su-29 akrobatik təyyarəsinin M-14P aviasiya mühərrikinin üç qanadlı MTV-9-KC/CL 260-27 pərvanəsinin balanslaşdırılması aparılmışdır.

İstehsalçıya görə, pervane ilkin olaraq statik olaraq balanslaşdırılmışdır, bunu istehsal zavodunda quraşdırılmış 1-ci təyyarədə düzəldici çəkinin olması sübut edir.

Birbaşa Su-29 təyyarəsində quraşdırılmış pervanenin balanslaşdırılması seriya nömrəsi 149 olan “Balanset-1” vibrasiya balanslaşdırma dəsti ilə həyata keçirilib.

Balanslaşdırma zamanı istifadə olunan ölçmə sxemi Şəkil 3.1-də göstərilmişdir.

Balanslaşdırma prosesi zamanı vibrasiya sensoru (akselerometer) 1 xüsusi mötərizədəki maqnitdən istifadə edərək mühərrik sürət qutusunun korpusuna quraşdırılmışdır.

Lazer faza bucağı sensoru 2 də sürət qutusunun korpusuna quraşdırılmış və pervane qanadlarından birinə tətbiq olunan əks etdirici işarəyə yönəldilmişdir.

Sensorlardan gələn analoq siqnallar kabellər vasitəsilə “Balanset-1” cihazının ölçmə qurğusuna ötürülür və orada rəqəmsal olaraq əvvəlcədən emal olunurdu.

Sonra bu siqnallar rəqəmsal formada kompüterə göndərilib, burada bu siqnalların proqram təminatı ilə emalı aparılıb və pervanenin balanssızlığını kompensasiya etmək üçün tələb olunan düzəldici çəkinin kütləsi və bucağı hesablanıb.

SU-29 pərvanəsinin balanslaşdırılması üçün ölçmə sxemi

Şəkil 3.1. Su-29 təyyarə pervanesinin balanslaşdırılması üçün ölçmə sxemi.

Z_k – 75 dişli sürət qutusunun əsas dişli çarxı;

Z_c – hər biri 18 dişli 6 ədəd həcmində sürət qutusu peykləri;

Z_n – 39 dişli sürət qutusunun stasionar dişli çarxı.

Bu işi yerinə yetirməzdən əvvəl, Yak-52 təyyarə pervanesinin balanslaşdırılmasından əldə edilən təcrübəni nəzərə alaraq, bir sıra əlavə tədqiqatlar aparıldı, o cümlədən:

Su-29 təyyarəsinin mühərrikinin və pervane rəqslərinin təbii tezliklərinin müəyyən edilməsi;
Balanslaşdırmadan əvvəl ikinci pilotun kabinəsində ilkin vibrasiyanın böyüklüyünün və spektral tərkibinin yoxlanılması.

3.2. Mühərrik və Pervane Salınmalarının Təbii Tezlikləri üzrə Tədqiqatların Nəticələri

Mühərrikin asqısının təbii salınımlarının spektrində (bax. Şəkil 3.2) altı əsas tezlik müəyyən edilmişdir: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz.

SU-29 mühərrikinin asqısının təbii salınım tezliklərinin spektri

Bunlardan 66 Hz, 88 Hz və 120 Hz tezliklərin təyyarənin gövdəsinə mühərrikin quraşdırılması (asma) xüsusiyyətləri ilə birbaşa əlaqəli olduğu güman edilir.

16 Hz və 22 Hz tezlikləri çox güman ki, təyyarənin şassidəki təbii salınımları ilə əlaqələndirilir.

37 Hz tezliyi, ehtimal ki, təyyarə pervanesinin qanadının salınımlarının təbii tezliyi ilə əlaqədardır.

Bu fərziyyə, zərbənin həyəcanlandırma üsulu ilə də əldə edilən pervane salınımlarının təbii tezliklərinin yoxlanılması nəticələri ilə təsdiqlənir.

Pervane bıçağının təbii salınımlarının spektrində (bax. Şəkil 3.3) üç əsas tezlik müəyyən edilmişdir: 37 Hz, 100 Hz və 174 Hz.

SU-29 pervane qanadlarının təbii salınım tezliklərinin spektri

Balanslaşdırma zamanı istifadə olunan pervanenin fırlanma tezliyini seçərkən, Su-29 təyyarəsinin pərvanə qanadının təbii tezlikləri və mühərrik rəqsləri haqqında məlumatlar xüsusilə vacib ola bilər. Bu tezliyin seçilməsinin əsas şərti onun təyyarənin konstruksiya elementlərinin təbii tezliklərindən maksimum mümkün detunasiyasını təmin etməkdir.

Bundan əlavə, təyyarənin ayrı-ayrı komponentlərinin və hissələrinin təbii tezliklərini bilmək, müxtəlif mühərrik sürət rejimlərində vibrasiya spektrinin müəyyən komponentlərində kəskin artımın (rezonans halında) səbəblərini müəyyən etmək üçün faydalı ola bilər.

3.3. Balanslaşdırmadan əvvəl yerdə Su-29 Təyyarəsinin İkinci Pilot Kabinəsində Vibrasiyanın Yoxlanması

Pervane balanslaşdırmadan əvvəl müəyyən edilmiş Su-29 təyyarəsinin ilkin vibrasiyası 5-200 Hz tezlik diapazonunda A&D (Yaponiya) tərəfindən AD-3527 portativ vibrasiya spektri analizatorundan istifadə etməklə şaquli istiqamətdə ikinci pilotun kabinəsində ölçüldü.

Ölçmələr dörd əsas mühərrik sürət rejimində aparıldı, müvafiq olaraq maksimum fırlanma tezliyinin 60%, 65%, 70% və 82%-ə bərabərdir.

Alınmış nəticələr Cədvəl 3.1-də verilmişdir.

Cədvəl 2.1-dən göründüyü kimi, vibrasiyanın əsas komponentləri pervanenin fırlanma tezliklərində V görünür._в1, mühərrikin krank mili V_к1, və hava kompressorunun sürücüsü (və/və ya tezlik sensoru) V_н, həmçinin krank şaftının 2-ci harmonikasında V_к2 və ehtimal ki, V pervanesinin 3-cü (bıçaq) harmonikası_в3, tezlikdə krank şaftının ikinci harmonikasına yaxındır.

Cədvəl 3.1.

№	Pervanenin fırlanma tezliyi, %	Pervanenin fırlanma tezliyi, rpm	V_в1	V_н	V_к1	V_в3	V_к2	V_в4	V_к3	V?	V_∑, mm/san
1	60	1150 5.4	1560 2.6	1740 2.0	3450 –	3480 –	6120 2.8	–	–	–	8.0
2	65	1240 5.7	1700 2.4	1890 3.2	3780 –	–	–	–	–	–	10.6
3	70	1320 5.2	1860 3.0	2010 2.5	3960 –	4020 –	–	–	–	11.5
4	82	1580 3.2	2160 1.5	2400 3.0	4740 –	4800 8.5	–	–	–	9.7

Bundan əlavə, 60% sürət rejimində vibrasiya spektrində 6120 dövr/dəq tezliyində hesablanmış spektrə malik naməlum komponent aşkar edilmişdir ki, bu da təyyarənin struktur elementlərindən birinin təxminən 100 Hz tezliyində rezonans nəticəsində yarana bilər. . Belə bir element təbii tezliklərdən biri 100 Hz olan pervane ola bilər.

Təyyarənin maksimum ümumi vibrasiyası V_∑, 11,5 mm/saniyə çatan, 70% sürət rejimində tapıldı.

Bu rejimdə ümumi vibrasiyanın əsas komponenti mühərrikin krank mili fırlanma tezliyinin V 2-ci harmonikində (4020 dövr/dəq) görünür._к2 və 10,8 mm/san-a bərabərdir.

Ehtimal etmək olar ki, bu komponent mühərrikin piston qrupunun işləməsi ilə bağlıdır (bir krank mili inqilabında porşenlərin ikiqat hərəkəti zamanı baş verən təsir prosesləri).

70% rejimində bu komponentin kəskin artması çox güman ki, təyyarənin konstruksiya elementlərindən birinin (təyyarə gövdəsində mühərrik asması) 67 Hz (4020 sikl/dəq) tezliyində rezonanslı salınımları ilə bağlıdır.

Qeyd etmək lazımdır ki, porşen qrupunun işləməsi ilə bağlı təsir pozuntularına əlavə olaraq, bu tezlik diapazonunda vibrasiyanın miqyasına pervanenin qanad tezliyində özünü göstərən aerodinamik qüvvə təsir edə bilər (V)._в3).

65% və 82% sürət rejimlərində V komponentində nəzərəçarpacaq artım_к2 (V_в3) da müşahidə olunur ki, bu da ayrı-ayrı təyyarə komponentlərinin rezonans rəqsləri ilə izah edilə bilər.

Pervane balanssızlığı ilə əlaqəli spektral komponentin amplitudası V_в1, balanslaşdırmadan əvvəl əsas sürət rejimlərində müəyyən edilmiş, 2,4 ilə 5,7 mm/san arasında dəyişmişdir ki, bu da ümumiyyətlə V dəyərindən aşağıdır._к2 müvafiq rejimlərdə.

Bundan əlavə, Cədvəl 3.1-dən göründüyü kimi, bir rejimdən digərinə keçid zamanı onun dəyişiklikləri təkcə balanslaşdırmanın keyfiyyəti ilə deyil, həm də pervanenin fırlanma tezliyinin hava gəmisinin konstruksiya elementlərinin təbii tezliklərindən tənzimləmə dərəcəsi ilə müəyyən edilir.

3.4. Balanslaşdırma nəticələri

Pervanenin balanslaşdırılması bir müstəvidə fırlanma tezliyi ilə həyata keçirildi. Belə balanslaşdırma nəticəsində pervanenin dinamik qüvvə balanssızlığı kompensasiya edilmişdir.

Balanslaşdırma protokolu aşağıda Əlavə 1-də verilmişdir.

Balanslaşdırma pervanenin fırlanma tezliyi 1350 rpm-də yerinə yetirildi və iki ölçmə qaçışını əhatə etdi.

Birinci qaçış zamanı başlanğıc vəziyyətdə pervanenin fırlanma tezliyində vibrasiyanın amplitudası və fazası müəyyən edilmişdir.

İkinci qaçış zamanı pervanəyə məlum çəkidə sınaq kütləsi quraşdırıldıqdan sonra pervanenin fırlanma tezliyində titrəyişin amplitudası və fazası müəyyən edilmişdir.

Bu ölçmələrin nəticələrinə əsasən 1-ci müstəvidə düzəldici çəkinin kütləsi və quraşdırma bucağı müəyyən edilmişdir.

Korreksiyaedici çəkinin hesablanmış qiyməti 40,9 q olan pervanəyə quraşdırıldıqdan sonra bu sürət rejimində vibrasiya balanslaşdırdıqdan sonra ilkin vəziyyətdə 6,7 mm/san-dan 1,5 mm/san-ə qədər azalmışdır.

Digər sürət rejimlərində pervane balanssızlığı ilə əlaqəli vibrasiya səviyyəsi də azaldı və balanslaşdırmadan sonra 1 ilə 2,5 mm/san diapazonunda qaldı.

Təlim uçuşlarının birində bu pervanənin təsadüfən zədələnməsi səbəbindən uçuş zamanı təyyarənin vibrasiya səviyyəsinə balanslaşdırma keyfiyyətinin təsirinin yoxlanılması aparılmadı.

Qeyd etmək lazımdır ki, bu balanslaşdırma zamanı əldə edilən nəticə zavod balanslaşdırmasının nəticəsindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

Xüsusilə:

Daimi quraşdırma yerində (Su-29 təyyarə sürət qutusunun çıxış şaftında) balanslaşdırıldıqdan sonra pervanenin fırlanma tezliyində vibrasiya 4 dəfədən çox azaldı;
Balanslaşdırma prosesi zamanı quraşdırılmış düzəldici çəki istehsal zavodunda quraşdırılmış çəkiyə nisbətən təxminən 130 dərəcə dəyişdi.

Bu vəziyyətin mümkün səbəbləri ola bilər:

İstehsalçının balanslaşdırma stendinin ölçmə sistemindəki səhvləri (mümkün deyil);
İstehsalçının balanslaşdırıcı maşınının mil muftasının montaj yerlərinin həndəsi səhvləri, mil üzərində quraşdırıldıqda pervanenin radial axmasına səbəb olur;
Təyyarə sürət qutusunun çıxış şaftının birləşməsinin montaj yerlərinin həndəsi səhvləri, sürət qutusunun şaftına quraşdırıldıqda pervanenin radial axmasına səbəb olur.

3.5. İşin Nəticələrindən Nəticələr

3.5.1.

Bir müstəvidə pervanenin fırlanma tezliyi 1350 rpm (70%) ilə aparılan Su-29 təyyarə pərvanəsinin balanslaşdırılması pervanenin vibrasiyasını 6,7 mm/san-dan 1,5 mm/san-ə qədər azaltmağa imkan verdi.

Digər sürət rejimlərində pervanenin balanssızlığı ilə əlaqəli vibrasiya səviyyəsi də əhəmiyyətli dərəcədə azaldı və 1 ilə 2,5 mm/san diapazonunda qaldı.

3.5.2.

İstehsalat müəssisəsində qeyri-qənaətbəxş balanslaşdırma nəticələrinin mümkün səbəblərini aydınlaşdırmaq üçün təyyarə mühərrikinin sürət qutusunun çıxış şaftında pervanenin radial axını yoxlamaq lazımdır.

Əlavə 1

BALANS PROTOKOLU

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

1. Sifarişçi: VD Çvokov

2. Pervanenin quraşdırılması yeri: Su-29 təyyarəsinin sürət qutusunun çıxış şaftı

3. Pervane növü: MTV-9-KC/CL 260-27

4. Balanslaşdırma üsulu: yerində yığılmış (öz podşipniklərində), bir müstəvidə

5. Balanslaşdırma zamanı pervanenin fırlanma tezliyi, rpm: 1350

6. Balans aparatının modeli, seriya nömrəsi və istehsalçısı: “Balanset-1”, seriya nömrəsi 149

7. Balanslaşdırma zamanı istifadə olunan normativ sənədlər:

7.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

8. Balanslaşdırma tarixi: 15.06.2014

9. Balanslaşdırma nəticələrinin xülasə cədvəli:

№	Ölçmə Nəticələri	Vibrasiya, mm/san	Balanssızlıq, g* mm
1	Balanslaşdırmadan əvvəl *)	6.7	6135
2	Balanslaşdırdıqdan sonra	1.5	1350
ISO 1940 G sinfi üçün tolerantlıq 6.3			1500

*) Qeyd: Balanslaşdırma istehsalçı tərəfindən quraşdırılmış korreksiyaedici çəki ilə pervanede qalıb.

10. Nəticə:

10.1. Su-29 təyyarəsinin sürət qutusunun çıxış şaftında quraşdırılmış pervaneyi balanslaşdırdıqdan sonra vibrasiya səviyyəsi (qalıq disbalans) ilkin vəziyyətlə müqayisədə 4 dəfədən çox azalıb (bax. səh. 9.1).

10.2. Səh.-də nəticə əldə etmək üçün istifadə olunan düzəldici çəki parametrləri (kütlə, quraşdırma bucağı). 10.1 istehsalçı tərəfindən quraşdırılmış düzəldici çəki parametrlərindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir (MT-pervane).

Xüsusilə, balanslaşdırma zamanı pervanəyə 40,9 q əlavə düzəldici çəki quraşdırılmışdır ki, bu da istehsalçı tərəfindən quraşdırılmış çəkiyə nisbətən 130 ° bir açı ilə dəyişdirilmişdir.

(İstehsalçı tərəfindən quraşdırılmış çəki əlavə balanslaşdırma zamanı pervaneden çıxarılmadı).