۱. پیشینه و انگیزه برای متعادل‌سازی پروانه میدانی

دو سال و نیم پیش، شرکت ما تولید سریالی دستگاه «Balanset 1» را که به طور خاص برای ... طراحی شده بود، آغاز کرد. متعادل کردن مکانیزم‌های چرخشی در یاتاقان‌های خودشاناین رویکرد انقلابی به تجهیزات متعادل کننده میدان نحوه‌ی رویکرد ما به تعمیر و نگهداری هواپیما را متحول کرده است.

تا به امروز، بیش از ۱۸۰ مجموعه تولید شده است که به طور مؤثر در صنایع مختلف، از جمله تولید و بهره‌برداری از فن‌ها، دمنده‌ها، موتورهای الکتریکی، اسپیندل ماشین‌آلات، پمپ‌ها، سنگ‌شکن‌ها، جداکننده‌ها، سانتریفیوژها، کاردان و میل‌لنگ‌ها و سایر مکانیسم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، متعادل‌سازی پروانه هواپیما ثابت شده است که کاربرد، یکی از حیاتی‌ترین و چالش‌برانگیزترین موارد است.

اخیراً، شرکت ما تعداد زیادی درخواست از سازمان‌ها و افراد در مورد امکان استفاده از تجهیزات ما برای موارد زیر دریافت کرده است: متعادل کردن پروانه‌های هواپیما و هلیکوپتر در شرایط میدانیاین افزایش علاقه، نشان‌دهنده‌ی شناخت روزافزون اهمیت مناسب بودن [این موضوع] است. تعمیر و نگهداری پروانه در ایمنی هوانوردی.

متأسفانه، متخصصان ما، با سال‌ها تجربه در متعادل‌سازی ماشین‌های مختلف، قبلاً هرگز با این چالش خاص هوانوردی برخورد نکرده بودند. بنابراین، توصیه‌ها و توصیه‌هایی که می‌توانستیم به مشتریان خود ارائه دهیم بسیار کلی بود و همیشه به آنها اجازه نمی‌داد تا مشکلات پیچیده مرتبط با آن را به طور مؤثر حل کنند. تحلیل ارتعاشات هواپیما and اصلاح عدم تعادل پروانه.

این وضعیت از بهار امسال رو به بهبود گذاشت. این به دلیل موضع فعال وی. دی. چووکوف بود که کار روی [این موضوع] را سازماندهی و به طور فعال با ما در آن شرکت کرد. متعادل کردن پروانه‌ها از هواپیماهای Yak-52 و Su-29 که او خلبانی آنها را بر عهده دارد. تجربه عملی او در هوانوردی همراه با تخصص مهندسی ما، پایه و اساس کاملی را برای توسعه قابل اعتماد ایجاد کرد. مراحل بالانس پروانه.

۲. تحلیل جامع بالانس پروانه و ارتعاشات هواپیمای آکروباتیک یاک-۵۲

۲.۱ مقدمه‌ای بر پایش ارتعاشات پیشرفته هواپیما

در ماه مه - ژوئیه ۲۰۱۴، کارهای گسترده‌ای روی بررسی ارتعاش از هواپیمای یاک-۵۲ مجهز به موتور هوایی ام-۱۴پی، و متعادل کردن پروانه دو تیغه آناین مطالعه جامع، یکی از مفصل‌ترین تحلیل‌های ... را نشان می‌دهد. دینامیک پروانه هواپیما که تاکنون در شرایط میدانی انجام شده است.

The متعادل‌سازی پروانه با استفاده از کیت متعادل‌سازی «Balanset 1» با شماره سریال ۱۴۹ در یک صفحه انجام شد. این روش متعادل‌سازی تک صفحه‌ای به‌طور خاص برای ... طراحی شده است. تعادل پویا کاربردهایی که در آنها نسبت طول به قطر روتور، امکان اصلاح مؤثر را از طریق یک صفحه اصلاح واحد فراهم می‌کند.

طرح اندازه‌گیری مورد استفاده در طول متعادل‌سازی پروانه در شکل 2.1 نشان داده شده است، که نشان دهنده جایگذاری دقیق حسگر برای دقت بالا است. vibration analysis.

در طول فرآیند بالانس پروانهحسگر ارتعاش (شتاب‌سنج) ۱ با استفاده از یک سیستم نصب مغناطیسی روی یک براکت مخصوص، روی پوشش جلویی گیربکس موتور نصب شد. این قرارگیری، دریافت بهینه سیگنال را تضمین می‌کند و در عین حال پروتکل‌های ایمنی ضروری برای ... را نیز حفظ می‌کند. تعمیر و نگهداری هوانوردی.

حسگر زاویه فاز لیزری ۲ نیز روی پوشش گیربکس نصب شده و به سمت علامت بازتابنده اعمال شده روی یکی از پره‌های پروانه جهت‌گیری شده است. این پیکربندی امکان اندازه‌گیری دقیق زاویه فاز را فراهم می‌کند که برای تعیین محل دقیق ... بسیار مهم است. اصلاح عدم تعادل پروانه وزنه‌ها

سیگنال‌های آنالوگ از حسگرها از طریق کابل‌های محافظ به واحد اندازه‌گیری دستگاه «Balanset 1» منتقل شدند، جایی که تحت پیش‌پردازش دیجیتالی پیشرفته برای حذف نویز و افزایش کیفیت سیگنال قرار گرفتند.

سپس این سیگنال‌ها به شکل دیجیتال به یک کامپیوتر ارسال می‌شدند، جایی که الگوریتم‌های نرم‌افزاری پیشرفته این سیگنال‌ها را پردازش کرده و جرم و زاویه وزنه اصلاحی مورد نیاز برای جبران ... را محاسبه می‌کردند. عدم تعادل پروانهاین رویکرد محاسباتی، دقت ریاضی را در ... تضمین می‌کند. محاسبات متعادل‌سازی.

توضیحات فنی:

• Zk - چرخ دنده اصلی گیربکس
• Zs – گیربکس‌های ماهواره‌ای
• Zn - چرخ دنده ثابت گیربکس

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

€1,751.00

Parts

Vibration sensor

€90.00

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

€124.00

Devices

Balanset-4

€6,803.00

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

€46.00

Parts

Reflective tape

€10.00

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

€1,561.00

۲.۲. تکنیک‌ها و فناوری‌های پیشرفته توسعه‌یافته

در طول اجرای این کار، مهارت‌های حیاتی خاصی کسب شد و یک رویکرد جامع فناوری برای متعادل کردن پروانه‌های هواپیما در شرایط میدانی با استفاده از دستگاه "Balanset 1" توسعه داده شد، از جمله:

• بهینه‌سازی نصب حسگر: تعیین مکان‌ها و روش‌های بهینه برای نصب (اتصال) حسگرهای ارتعاش و زاویه فاز بر روی سازه هواپیما برای به حداکثر رساندن کیفیت سیگنال و در عین حال تضمین رعایت ایمنی؛
• تحلیل فرکانس رزونانس: تعیین فرکانس‌های رزونانس چندین عنصر ساختاری هواپیما (سیستم تعلیق موتور، پره‌های پروانه) برای جلوگیری از تحریک در حین مراحل تعادل؛
• انتخاب حالت عملیاتی: شناسایی فرکانس‌های چرخش موتور (حالت‌های عملیاتی) که حداقل عدم تعادل باقیمانده را در طول فرآیند تضمین می‌کنند عملیات بالانس پروانه;
• استانداردهای کیفیت: تعیین تلرانس برای عدم تعادل باقیمانده پروانه مطابق با استانداردهای بین‌المللی هوانوردی و الزامات ایمنی.

علاوه بر این، داده‌های ارزشمندی در مورد میزان ارتعاش هواپیما مجهز به موتورهای M-14P به دست آمد که سهم قابل توجهی در پایگاه دانش تعمیر و نگهداری هوانوردی داشت.

در زیر گزارش‌های مفصلی که بر اساس نتایج این کارها گردآوری شده‌اند، آمده است. در آنها، علاوه بر نتایج بالانس پروانه، داده‌های جامع در مورد بررسی‌های ارتعاش از هواپیماهای Yak-52 و Su-29 که در طول آزمایش‌های زمینی و پروازی به دست آمده‌اند، ارائه شده است.

این داده‌ها ممکن است هم برای خلبانان هواپیما و هم برای متخصصان درگیر در این زمینه بسیار جالب باشد. تعمیر و نگهداری هواپیما، ارائه بینش‌های عملی برای بهبود پروتکل‌های ایمنی هوانوردی.

در طول اجرای این کار، با در نظر گرفتن تجربه به دست آمده در متعادل کردن پروانه‌ها در مورد هواپیماهای Su-29 و Yak-52، تعدادی مطالعات جامع دیگر نیز انجام شد، از جمله:

• تحلیل فرکانس طبیعی: تعیین فرکانس طبیعی نوسانات موتور و پروانه هواپیمای Yak-52.
• ارزیابی ارتعاش پرواز: بررسی بزرگی و ترکیب طیفی ارتعاشات در کابین خلبان دوم هنگام پرواز پس از متعادل‌سازی پروانه;
• بهینه‌سازی سیستم: بررسی بزرگی و ترکیب طیفی ارتعاشات در کابین خلبان دوم هنگام پرواز پس از متعادل‌سازی پروانه و تنظیم نیروی سفت کننده کمک فنرهای موتور.

۲.۲ نتایج مطالعات روی فرکانس‌های طبیعی نوسانات موتور و پروانه

فرکانس‌های طبیعی نوسانات موتور، که بر روی کمک‌فنرهای بدنه هواپیما نصب شده‌اند، با استفاده از دستگاه آنالیز طیف حرفه‌ای AD-3527 ساخت شرکت A&D (ژاپن) از طریق تحریک ضربه‌ای کنترل‌شده نوسانات موتور تعیین شدند. این روش، استاندارد طلایی در ... تحلیل ارتعاشات هواپیما.

در طیف نوسانات طبیعی سیستم تعلیق موتور هواپیمای یاک-۵۲، که نمونه‌ای از آن در شکل ۲.۲ ارائه شده است، چهار فرکانس اصلی با دقت بالا شناسایی شدند: ۲۰ هرتز، ۷۴ هرتز، ۹۴ هرتز، ۱۲۰ هرتز. این فرکانس‌ها برای درک ... بسیار مهم هستند. رفتار دینامیکی هواپیما و بهینه سازی مراحل بالانس پروانه.

فرکانس‌های طبیعی پره‌های پروانه نیز با استفاده از همان روش تحریک ضربه‌ای دقیق تعیین شدند که ثبات در روش اندازه‌گیری را تضمین می‌کند.

در این تحلیل جامع، چهار فرکانس اصلی شناسایی شدند: ۳۶ هرتز، ۸۰ هرتز، ۱۰۴ هرتز و ۱۳۴ هرتز. این فرکانس‌ها نشان‌دهنده‌ی مدهای ارتعاشی مختلف پره‌های پروانه هستند و برای ... ضروری می‌باشند. بهینه‌سازی بالانس پروانه.

۲.۳ نتایج بالانس پروانه و تحلیل عملکرد

همانطور که در بالا اشاره شد، متعادل‌سازی پروانه در یک صفحه انجام شد که منجر به جبران مؤثر عدم تعادل نیروی پروانه به صورت دینامیکی شد. این رویکرد به ویژه برای پروانه‌هایی مناسب است که در آن‌ها بُعد محوری در مقایسه با قطر نسبتاً کوچک است.

اجرا تعادل دینامیکی در دو صفحهکه از لحاظ تئوری امکان جبران عدم تعادل نیرو و گشتاور پروانه را فراهم می‌کرد، از نظر فنی امکان‌پذیر نبود، زیرا طراحی پروانه نصب شده روی هواپیمای یاک-۵۲ امکان تشکیل تنها یک صفحه تصحیح قابل دسترس را فراهم می‌کند. این محدودیت در بسیاری از نصب‌های پروانه هواپیما رایج است.

The متعادل‌سازی پروانه این آزمایش با فرکانس چرخش با دقت انتخاب شده ۱۱۵۰ دور در دقیقه (حداکثر ۶۰۱TP3T) انجام شد، که در آن دستیابی به پایدارترین نتایج اندازه‌گیری ارتعاش از نظر دامنه و فاز از ابتدا تا انتها امکان‌پذیر بود. این انتخاب فرکانس برای اطمینان از تکرارپذیری و دقت اندازه‌گیری بسیار مهم بود.

The روش بالانس پروانه از طرح استاندارد صنعتی "دو اجرا" پیروی کرد که نتایج ریاضی قوی ارائه می‌دهد:

1. اجرای اولیه اندازه‌گیری: در طول اولین آزمایش، دامنه و فاز ارتعاش در فرکانس چرخش پروانه در حالت اولیه آن با دقت بالا تعیین شد.
2. اجرای وزن آزمایشی: در طول آزمایش دوم، دامنه و فاز ارتعاش در فرکانس چرخش پروانه پس از نصب یک جرم آزمایشی دقیقاً محاسبه‌شده ۷ گرمی روی پروانه تعیین شد.
3. مرحله محاسبه: بر اساس این داده‌های جامع، جرم M = 19.5 گرم و زاویه نصب وزنه اصلاح F = 32 درجه با استفاده از الگوریتم‌های نرم‌افزاری پیچیده محاسبه شدند.

۲.۴ ارزیابی جامع ارتعاش در فرکانس‌های عملیاتی چندگانه

نتایج بررسی ارتعاش هواپیمای یاک-۵۲ که در حالت‌های عملکرد موتور دیگر انجام شده و طی آزمایش‌های جامع زمینی به دست آمده است، در جدول ۲.۱ ارائه شده است. این تحلیل چند فرکانسی، بینش‌های مهمی در مورد اثربخشی ... ارائه می‌دهد. متعادل‌سازی پروانه در کل پوشش عملیاتی.

همانطور که از جدول به وضوح مشاهده می‌شود، متعادل‌سازی پروانه این روش به طور مثبت بر ویژگی‌های ارتعاشی هواپیمای یاک-۵۲ در تمام حالت‌های عملیاتی آن تأثیر گذاشت و استحکام راه‌حل متعادل‌سازی را نشان داد.

۲.۵. تحلیل ارتعاشات در حین پرواز، قبل و بعد از تنظیم کمک‌فنر

علاوه بر این، در طول آزمایش‌های جامع زمین، کاهش قابل توجهی در لرزش هواپیما با افزایش فرکانس چرخش پروانه شناسایی شد. این پدیده بینش‌های ارزشمندی در مورد رابطه بین پارامترهای عملیاتی و ویژگی‌های ارتعاش هواپیما.

این کاهش ارتعاش را می‌توان با درجه‌ی بیشتری از ناهماهنگی فرکانس چرخش ملخ از فرکانس نوسان طبیعی هواپیما روی شاسی (احتمالاً 20 هرتز) توضیح داد، که با افزایش فرکانس چرخش ملخ رخ می‌دهد. این موضوع اهمیت درک ... را نشان می‌دهد. رفتار دینامیکی هواپیما برای عملکرد بهینه.

علاوه بر آزمایش‌های جامع ارتعاش که پس از متعادل‌سازی پروانه روی زمین (به بخش 2.3 مراجعه کنید)، اندازه‌گیری‌های دقیق ارتعاش هواپیمای یاک-52 در حال پرواز با استفاده از ابزار دقیق پیشرفته انجام شد.

روش آزمایش پرواز: ارتعاش در حین پرواز در کابین خلبان دوم در جهت عمودی با استفاده از یک آنالایزر طیف ارتعاش قابل حمل مدل AD-3527 ساخت شرکت A&D (ژاپن) در محدوده فرکانسی 5 تا 200 (500) هرتز اندازه‌گیری شد. این محدوده فرکانسی جامع، ثبت تمام اجزای ارتعاشی مهم را تضمین می‌کند.

اندازه‌گیری‌ها به طور سیستماتیک در پنج حالت اصلی سرعت موتور، به ترتیب برابر با ۶۰۱TP۳T، ۶۵۱TP۳T، ۷۰۱TP۳T و ۸۲۱TP۳T از حداکثر فرکانس چرخش آن، انجام شد و یک تحلیل طیف عملیاتی کامل ارائه داد.

نتایج اندازه‌گیری، که قبل از تنظیم کمک‌فنرها انجام شده است، در جدول جامع 2.2 در زیر ارائه شده است.

به عنوان نمونه‌هایی از تحلیل طیفی دقیق، شکل‌های ۲.۳ و ۲.۴ نمودارهای طیف واقعی به‌دست‌آمده هنگام اندازه‌گیری ارتعاش در کابین هواپیمای Yak-52 در حالت‌های ۶۰۱TP3T و ۹۴۱TP3T که برای جمع‌آوری داده‌های جامع در جدول ۲.۲ استفاده شده‌اند را نشان می‌دهند.

با توجه به ارتعاشات قابل توجه در هارمونیک دوم میل لنگ که در طول آزمایش‌های جامع ارتعاش در حالت‌های اسمی اول و برخاستن موتور مشاهده شد، بررسی و تنظیم سیستماتیک نیروی سفت کننده کمک فنرهای سیستم تعلیق موتور انجام شد.

نتایج تست مقایسه ای به دست آمده قبل و بعد از تنظیم کمک فنرها برای فرکانس چرخش پروانه (V_v1) و هارمونیک دوم فرکانس چرخش میل لنگ (V_к2) در جدول 2.3 ارائه شده است.

همانطور که از جدول 2.3 مشاهده می‌شود، تنظیم کمک‌فنرها منجر به بهبود قابل توجهی در اجزای اصلی ارتعاش هواپیما نشد و در برخی موارد حتی منجر به زوال جزئی شد.

۲.۶ نتیجه‌گیری‌های حرفه‌ای و توصیه‌های مهندسی

۲.۶.۱. اثربخشی متعادل‌سازی پروانه

The متعادل‌سازی پروانه هواپیمای یاک-۵۲که با فرکانس چرخش پروانه ۱۱۵۰ دور در دقیقه (۶۰۱TP3T) انجام شد، با موفقیت به کاهش قابل توجهی در ارتعاش پروانه از ۱۰.۲ میلی‌متر بر ثانیه به ۴.۲ میلی‌متر بر ثانیه دست یافت که نشان‌دهنده بهبود قابل توجه در روانی عملکرد هواپیما است.

با توجه به تجربیات گسترده ای که در طول متعادل‌سازی ملخ‌های هواپیماهای یاک-۵۲ و سوخو-۲۹ با استفاده از دستگاه حرفه‌ای «Balanset-1»، می‌توان با اطمینان فرض کرد که امکان واقعی دستیابی به کاهش بیشتر سطح ارتعاش پروانه هواپیمای Yak-52 وجود دارد.

این بهبود اضافی، به ویژه با انتخاب فرکانس چرخش پروانه متفاوت (بالاتر) در طول فرآیند متعادل‌سازی آن، قابل دستیابی است که امکان تغییر بیشتر از فرکانس نوسان طبیعی هواپیما یعنی 20 هرتز (1200 سیکل در دقیقه) را فراهم می‌کند، که دقیقاً در طول آزمایش‌های جامع شناسایی شد.

۲.۶.۲. تحلیل ارتعاش چند منبعی

همانطور که نتایج آزمایش‌های جامع ارتعاش هواپیمای یاک-۵۲ در حال پرواز نشان می‌دهد، طیف ارتعاش آن (علاوه بر مؤلفه فوق‌الذکر که در فرکانس چرخش پروانه ظاهر می‌شود) شامل چندین مؤلفه مهم دیگر مرتبط با عملکرد میل‌لنگ، گروه پیستون موتور و همچنین درایو کمپرسور هوا (و/یا حسگر فرکانس) است.

بزرگی این ارتعاشات در مدهای 60%، 65% و 70% با بزرگی ارتعاش مرتبط با ... قابل مقایسه است. عدم تعادل پروانهکه نشان می‌دهد منابع ارتعاش متعدد در امضای کلی ارتعاش هواپیما نقش دارند.

تجزیه و تحلیل دقیق این ارتعاشات نشان می‌دهد که حتی حذف کامل ارتعاش از عدم تعادل پروانه ارتعاش کل هواپیما را در این حالت‌ها حداکثر تا ۱.۵ برابر کاهش می‌دهد که اهمیت یک رویکرد جامع را برجسته می‌کند. مدیریت ارتعاشات هواپیما.

۲.۶.۳ شناسایی حالت عملیاتی بحرانی

حداکثر ارتعاش کل V_∑ از هواپیمای Yak-52 در حالت‌های سرعت 82% (1580 دور در دقیقه پروانه) و 94% (1830 دور در دقیقه پروانه) یافت شد که این موارد را به عنوان شرایط عملیاتی بحرانی و نیازمند توجه ویژه شناسایی کرد.

جزء اصلی این ارتعاش در هارمونیک دوم فرکانس چرخش میل لنگ موتور V ظاهر می شود._к2 (در فرکانس‌های ۴۸۰۰ سیکل در دقیقه یا ۵۵۲۰ سیکل در دقیقه)، که در آنها به ترتیب به مقادیر مربوط به ۱۲.۵ میلی‌متر در ثانیه و ۱۵.۸ میلی‌متر در ثانیه می‌رسد.

می‌توان به طور منطقی نتیجه گرفت که این مؤلفه با عملکرد اساسی گروه پیستون موتور (فرآیندهای ضربه‌ای که در حین حرکت مضاعف پیستون‌ها در هر چرخش میل لنگ رخ می‌دهند) مرتبط است.

افزایش شدید این مؤلفه در حالت‌های 82% (اولین اسمی) و 94% (برخاستن) به احتمال زیاد نه به دلیل نقص مکانیکی در گروه پیستون، بلکه به دلیل نوسانات رزونانس موتور نصب شده در بدنه هواپیما روی کمک فنرها ایجاد می‌شود.

تنظیم سیستماتیک کمک فنرها که در طول آزمایش‌ها انجام شد، منجر به بهبود قابل توجهی در ویژگی‌های ارتعاش نشد.

این وضعیت احتمالاً می‌تواند به عنوان یک ملاحظه طراحی توسط توسعه‌دهندگان هواپیما هنگام انتخاب سیستم نصب موتور (سیستم تعلیق) در بدنه هواپیما در نظر گرفته شود و زمینه‌های بالقوه‌ای را برای بهینه‌سازی طراحی هواپیماهای آینده پیشنهاد دهد.

۲.۶.۴ توصیه‌های پایش تشخیصی

داده‌های جامع به‌دست‌آمده در طول متعادل‌سازی پروانه و آزمایش‌های ارتعاش اضافی (به نتایج آزمایش پرواز در بخش 2.5 مراجعه کنید) این امکان را فراهم می‌کنند که نتیجه‌گیری شود که دوره‌ای نظارت بر ارتعاش می‌تواند برای ارزیابی تشخیصی وضعیت فنی موتور هواپیما بسیار مفید باشد.

چنین کار تشخیصی می‌تواند به طور مؤثر انجام شود، به عنوان مثال، با استفاده از دستگاه حرفه‌ای "Balanset-1"، که در آن نرم‌افزار پیشرفته شامل توابع تحلیل ارتعاش طیفی پیچیده است و امکان استراتژی‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را فراهم می‌کند.

۳. نتایج جامع متعادل‌سازی ملخ MTV-9-KC/CL 260-27 و بررسی ارتعاشات هواپیمای آکروباتیک Su-29

۳.۱ مقدمه‌ای بر متعادل‌سازی پروانه سه پره

در ۱۵ ژوئن ۲۰۱۴، گزارش جامع متعادل‌سازی پروانه سه پره MTV-9-KC/CL 260-27 آزمایش موتور هوایی M-14P هواپیمای آکروباتیک Su-29 با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته متعادل‌سازی میدانی انجام شد.

طبق گفته سازنده، پروانه در کارخانه به صورت اولیه از نظر استاتیکی بالانس شده بود، همانطور که از وجود یک وزنه اصلاحی در صفحه ۱ که در کارخانه سازنده نصب شده بود، مشهود است. با این حال، همانطور که تجزیه و تحلیل ما بعداً نشان داد، متعادل سازی کارخانه اغلب برای عملکرد بهینه میدانی ناکافی است.

The متعادل سازی پروانهکه مستقیماً روی هواپیمای سوخو-۲۹ نصب شده بود، با استفاده از کیت متعادل‌کننده ارتعاش حرفه‌ای «Balanset-1» با شماره سریال ۱۴۹ انجام شد که اثربخشی آن را نشان می‌دهد. تجهیزات متعادل کننده میدان برای کاربردهای هوانوردی.

طرح اندازه‌گیری مورد استفاده در طول متعادل‌سازی پروانه روش کار در شکل 3.1 نشان داده شده است که دقت مورد نیاز برای متعادل‌سازی پروانه سه پره.

در طول فرآیند بالانس پروانهحسگر ارتعاش (شتاب‌سنج) ۱ با استفاده از یک سیستم نصب مغناطیسی روی یک براکت مخصوص، روی محفظه گیربکس موتور نصب شد و دریافت بهینه سیگنال را برای ... تضمین کرد. تحلیل ارتعاشات هواپیما.

حسگر زاویه فاز لیزری ۲ نیز روی محفظه گیربکس نصب شده و به سمت علامت بازتابنده اعمال شده روی یکی از پره‌های پروانه جهت‌گیری شده بود که امکان اندازه‌گیری دقیق زاویه فاز را که برای دقت لازم است، فراهم می‌کرد. اصلاح عدم تعادل پروانه.

سیگنال‌های آنالوگ از حسگرها از طریق کابل‌های محافظ به واحد اندازه‌گیری دستگاه «Balanset-1» منتقل شدند، جایی که برای اطمینان از کیفیت و دقت سیگنال، تحت پیش‌پردازش دیجیتالی پیشرفته قرار گرفتند.

سپس این سیگنال‌ها به صورت دیجیتال به رایانه ارسال می‌شدند، جایی که پردازش نرم‌افزاری پیشرفته‌ای روی این سیگنال‌ها انجام می‌شد و جرم و زاویه وزنه اصلاحی مورد نیاز برای جبران ... عدم تعادل پروانه با دقت ریاضی محاسبه شدند.

مشخصات فنی گیربکس:

• ز_ک – چرخ دنده اصلی گیربکس با ۷۵ دندانه
• ز_ج – ماهواره‌های گیربکس به تعداد ۶ قطعه با ۱۸ دندانه در هر کدام
• ز_n – چرخ دنده ثابت گیربکس با ۳۹ دندانه

قبل از انجام این کار جامع، با توجه به تجربه ارزشمند حاصل از متعادل کردن پروانه هواپیمای یاک-۵۲، تعدادی مطالعات انتقادی اضافی انجام شد، از جمله:

• تحلیل فرکانس طبیعی: تعیین فرکانس‌های طبیعی نوسانات موتور و پروانه هواپیمای Su-29 برای بهینه‌سازی پارامترهای متعادل‌سازی؛
• ارزیابی ارتعاش پایه: بررسی بزرگی و ترکیب طیفی ارتعاش اولیه در کابین خلبان دوم قبل از متعادل‌سازی برای ایجاد شرایط پایه.

۳.۲ نتایج مطالعات روی فرکانس‌های طبیعی نوسانات موتور و پروانه

فرکانس‌های طبیعی نوسانات موتور، که بر روی کمک‌فنرهای بدنه هواپیما نصب شده‌اند، با استفاده از دستگاه طیف‌سنج حرفه‌ای AD-3527 ساخت شرکت A&D (ژاپن) و از طریق تحریک ضربه‌ای کنترل‌شده نوسانات موتور تعیین شدند و دقت اندازه‌گیری‌ها تضمین گردید. تحلیل ارتعاشات هواپیما.

در طیف نوسانات طبیعی سیستم تعلیق موتور (شکل 3.2 را ببینید)، شش فرکانس اصلی با دقت بالا شناسایی شدند: 16 هرتز، 22 هرتز، 37 هرتز، 66 هرتز، 88 هرتز، 120 هرتز. این تحلیل جامع فرکانس برای بهینه‌سازی بسیار مهم است. مراحل بالانس پروانه.

این فرض با نتایج بررسی فرکانس‌های طبیعی نوسانات پروانه، که با روش تحریک ضربه‌ای دقیق نیز به دست آمده‌اند، تأیید می‌شود.

در طیف نوسانات طبیعی پره پروانه (شکل 3.3 را ببینید)، سه فرکانس اصلی شناسایی شدند: 37 هرتز، 100 هرتز و 174 هرتز که همبستگی بین فرکانس‌های طبیعی پروانه و موتور را تأیید می‌کند.

3.3. بررسی ارتعاش در کابین خلبان دوم هواپیمای Su-29 روی زمین قبل از تعادل

ویژگی‌های ارتعاش اولیه هواپیمای Su-29 که قبلاً شناسایی شده بود متعادل‌سازی پروانه، در کابین خلبان دوم در جهت عمودی با استفاده از یک آنالایزر طیف ارتعاش قابل حمل مدل AD-3527 ساخت شرکت A&D (ژاپن) در محدوده فرکانسی 5 تا 200 هرتز اندازه‌گیری شدند.

اندازه‌گیری‌ها به طور سیستماتیک در چهار حالت سرعت اصلی موتور، به ترتیب برابر با ۶۰۱TP3T، ۶۵۱TP3T، ۷۰۱TP3T و ۸۲۱TP3T از حداکثر فرکانس چرخش آن، انجام شد که داده‌های پایه جامعی را برای ... ارائه می‌دهد. تحلیل ارتعاشات هواپیما.

نتایج جامع به دست آمده در جدول 3.1 ارائه شده است.

همانطور که از جدول 3.1 مشاهده می‌شود، اجزای اصلی ارتعاش در فرکانس‌های چرخش پروانه V ظاهر می‌شوند._v1، میل لنگ موتور V_к1و درایو کمپرسور هوا (و/یا سنسور فرکانس) V_nو همچنین در هارمونیک دوم میل لنگ V_к2 و احتمالاً هارمونیک 3 (پره) پروانه V_v3که از نظر فرکانس به هارمونیک دوم میل لنگ نزدیک است.

در حالت های سرعت 65% و 82%، افزایش قابل توجهی در کامپوننت V_к2 (V_v3) نیز مشاهده می شود که با نوسانات تشدید اجزای هواپیما نیز قابل توضیح است.

دامنه مؤلفه طیفی مرتبط با عدم تعادل پروانه V_v1، که در حالت های سرعت اصلی قبل از متعادل کردن مشخص می شود، از 2.4 تا 5.7 میلی متر بر ثانیه متغیر است که به طور کلی کمتر از مقدار V است._к2 در حالت های مربوطه

علاوه بر این، همانطور که در جدول 3.1 مشاهده می شود، تغییرات آن در هنگام تغییر از یک حالت به حالت دیگر نه تنها با کیفیت تعادل، بلکه با درجه تنظیم فرکانس چرخش پروانه از فرکانس های طبیعی عناصر ساختاری هواپیما نیز تعیین می شود.

۳.۴ نتایج بالانس پروانه و تحلیل عملکرد

The متعادل‌سازی پروانه در یک صفحه با فرکانس چرخش با دقت انتخاب شده انجام شد. در نتیجه چنین تعادلی، عدم تعادل نیروی دینامیکی پروانه به طور موثر جبران شد که نشان دهنده اثربخشی ... بالانس تک صفحه‌ای برای این پیکربندی پروانه سه پره.

پروتکل دقیق متعادل‌سازی در پیوست ۱ ارائه شده است که شامل مستندسازی کامل رویه برای تضمین کیفیت و مراجعات بعدی است.

The متعادل‌سازی پروانه با فرکانس چرخش پروانه ۱۳۵۰ دور در دقیقه انجام شد و شامل دو اندازه‌گیری دقیق طبق رویه‌های استاندارد صنعتی بود.

متأسفانه به دلیل آسیب تصادفی به این پروانه در یکی از پروازهای آموزشی، تأیید تأثیر کیفیت بالانس بر سطح ارتعاش هواپیما در پرواز انجام نشد و این امر اهمیت انجام آزمایش‌های جامع بلافاصله پس از انجام مراحل بالانس را برجسته می‌کند.

۳.۵ نتیجه‌گیری‌های حرفه‌ای و توصیه‌های مهندسی

۳.۵.۱ عملکرد تعادلی استثنایی

The متعادل‌سازی پروانه هواپیمای سوخو-۲۹که در یک صفحه با فرکانس چرخش پروانه ۱۳۵۰ دور در دقیقه (70%) انجام شد، با موفقیت به کاهش قابل توجه ارتعاش پروانه از ۶.۷ میلی‌متر بر ثانیه به ۱.۵ میلی‌متر بر ثانیه دست یافت که نشان‌دهنده اثربخشی استثنایی ... بالانس پروانه میدانی تکنیک‌ها.

سطح ارتعاش مرتبط با عدم تعادل پروانه در سایر حالت‌های سرعت نیز به طور قابل توجهی کاهش یافت و در محدوده بسیار قابل قبول ۱ تا ۲.۵ میلی‌متر بر ثانیه باقی ماند، که تأیید کننده استحکام راه‌حل متعادل‌سازی در کل طیف عملیاتی است.

۳.۵.۲ توصیه‌های تضمین کیفیت

برای روشن شدن دلایل احتمالی نتایج نامطلوب بالانس انجام شده در کارخانه تولید، اکیداً توصیه می‌شود که میزان انحراف شعاعی پروانه روی شفت خروجی گیربکس موتور هواپیما بررسی شود، زیرا این عامل مهمی در دستیابی به عملکرد بهینه است. نتایج بالانس پروانه.

این تحقیق بینش‌های ارزشمندی در مورد تفاوت‌های بین کارخانه و متعادل سازی میدان الزامات، که به طور بالقوه منجر به بهبود فرآیندهای تولید و رویه‌های کنترل کیفیت می‌شود.

پیوست ۱: پروتکل متعادل‌سازی حرفه‌ای