Lentokoneen potkurin tasapainotus kenttäolosuhteissa: ammattimainen tekninen lähestymistapa
Pääinsinööri VD Feldmanin kirjoittama
BSTU "Voenmech" nimetty DF Ustinovin mukaan
Aseiden ja asejärjestelmien tiedekunta "E"
Laitos E7 "Muotoaan muuttavan kiinteän kappaleen mekaniikka"
Balanset-sarjan instrumenttien pääinsinööri ja kehittäjä
Toimittanut N. A. Šelkovenko
Tekoälyn optimoima
Kun lentokoneen moottorissa ilmenee liiallista tärinää lennon aikana, se ei ole vain mekaaninen ongelma – se on kriittinen turvallisuusongelma, joka vaatii välitöntä huomiota. Epätasapainoiset potkurit voivat johtaa katastrofaalisiin vikoihin, jotka vaarantavat sekä lentokoneen eheyden että lentäjän turvallisuuden. Tämä kattava analyysi esittelee kentällä testattuja menetelmiä potkurin tasapainotus käyttäen edistyneitä kannettavia laitteita, laajan käytännön kokemuksen perusteella erityyppisistä lentokoneista.
1. Kenttäpotkurin tasapainotuksen tausta ja perustelut
Kaksi ja puoli vuotta sitten yrityksemme aloitti erityisesti suunniteltujen "Balanset 1" -laitteiden sarjatuotannon tasapainottaa pyöriviä mekanismeja omissa laakereissaanTämä vallankumouksellinen lähestymistapa kentän tasapainotuslaitteet on mullistanut tapamme huoltaa lentokoneita.
Tähän mennessä on valmistettu yli 180 sarjaa, joita käytetään tehokkaasti eri teollisuudenaloilla, mukaan lukien puhaltimien, puhaltimien, sähkömoottoreiden, konekarojen, pumppujen, murskainten, erottimien, sentrifugien, kardaanien ja kampiakselien sekä muiden mekanismien tuotanto ja käyttö. Kuitenkin lentokoneen potkurin tasapainotus hakemus on osoittautunut yhdeksi kriittisimmistä ja haastavimmista.
Yrityksemme on viime aikoina saanut paljon kyselyitä organisaatioilta ja yksityishenkilöiltä laitteidemme käyttömahdollisuuksista lentokoneiden ja helikoptereiden potkurien tasapainottaminen kenttäolosuhteissaTämä kiinnostuksen kasvu heijastaa kasvavaa tunnustusta asianmukaisen potkurin huolto ilmailun turvallisuudessa.
Valitettavasti asiantuntijamme, joilla on vuosien kokemus erilaisten koneiden tasapainottamisesta, eivät olleet koskaan aiemmin käsitelleet tätä erityistä ilmailualan haastetta. Siksi asiakkaillemme antamamme neuvot ja suositukset olivat hyvin yleisluontoisia eivätkä aina mahdollistaneet heidän ratkaisevan tehokkaasti monimutkaisia ongelmia, jotka liittyvät... lentokoneiden tärinäanalyysi ja potkurin epätasapainon korjaus.
Tilanne alkoi parantua tänä keväänä. Tämä johtui VD Chvokovin aktiivisesta asemasta, joka organisoi ja osallistui aktiivisesti kanssamme työhön. potkurien tasapainottaminen Jak-52- ja Su-29-koneita, joita hän ohjaa. Hänen käytännön ilmailukokemuksensa yhdistettynä tekniseen asiantuntemukseemme loi täydellisen pohjan luotettavien potkurin tasapainotusmenettelyt.
2. Yak-52-taitolentokoneen kattava potkurin tasapainotus ja värähtelyanalyysi
2.1. Johdatus edistyneeseen lentokoneiden tärinänvalvontaan
Touko-heinäkuussa 2014 tehtiin laajamittaista työtä tärinäkartoitus M-14P-lentokonemoottorilla varustetusta Yak-52-koneesta ja kaksilapaisen potkurin tasapainottaminenTämä kattava tutkimus on yksi yksityiskohtaisimmista analyyseistä aiheesta lentokoneen potkurin dynamiikka koskaan tehty kenttäolosuhteissa.
The potkurin tasapainotus suoritettiin yhdessä tasossa käyttämällä "Balanset 1" -tasapainotussarjaa, sarjanumero 149. Tämä yhden tason tasapainotusmenetelmä on suunniteltu erityisesti dynaaminen tasapainotus sovelluksissa, joissa roottorin pituuden ja halkaisijan suhde mahdollistaa tehokkaan korjauksen yhden korjaustason kautta.
Mittauskaavio, jota käytettiin aikana potkurin tasapainotus on esitetty kuvassa 2.1, joka havainnollistaa tarkkaa anturin sijoittelua, joka on kriittinen tarkan värähtelyanalyysi.
Aikana potkurin tasapainotusprosessi, tärinäanturi (kiihtyvyysanturi) 1 asennettiin moottorin vaihdelaatikon etukannelle magneettikiinnitysjärjestelmällä erityisesti suunniteltuun kiinnikkeeseen. Tämä sijoittelu varmistaa optimaalisen signaalin vastaanoton ja samalla täyttää turvallisuusprotokollat, jotka ovat olennaisia ilmailualan huolto.
Laservaihekulma-anturi 2 asennettiin myös vaihteiston kanteen ja suunnattiin yhteen potkurin lapoihin kiinnitettyyn heijastavaan merkkiin. Tämä kokoonpano mahdollistaa tarkan vaihekulman mittauksen, joka on ratkaisevan tärkeää potkurin tarkan sijainnin määrittämiseksi. potkurin epätasapainon korjaus painot.
Antureiden analogiset signaalit lähetettiin suojattuja kaapeleita pitkin "Balanset 1" -laitteen mittausyksikköön, jossa ne läpikäyivät hienostuneen digitaalisen esikäsittelyn kohinan poistamiseksi ja signaalin laadun parantamiseksi.
Sitten nämä digitaalisessa muodossa olevat signaalit lähetettiin tietokoneelle, jossa edistyneet ohjelmistoalgoritmit käsittelivät näitä signaaleja ja laskivat korjauspainon massan ja kulman, jota tarvitaan kompensoimaan potkurin epätasapainoTämä laskennallinen lähestymistapa varmistaa matemaattisen tarkkuuden tasapainotuslaskelmat.
Tekniset merkinnät:
- Zk - vaihteiston päähammaspyörä
- Zs - vaihteiston satelliitit
- Zn - vaihdelaatikon kiinteä hammaspyörä
2.2. Kehitetyt edistyneet tekniikat ja teknologiat
Tämän työn suorittamisen aikana hankittiin tiettyjä kriittisiä taitoja ja kattava teknologia lentokoneiden potkurien tasapainottamiseen kenttäolosuhteissa "Balanset 1" -laitetta kehitettiin, mukaan lukien:
- Anturin asennuksen optimointi: Optimaalisten sijaintien ja menetelmien määrittäminen tärinä- ja vaihekulma-antureiden asentamiseksi (kiinnittämiseksi) lentokoneen rakenteeseen signaalin laadun maksimoimiseksi ja turvallisuusvaatimusten noudattamisen varmistamiseksi;
- Resonanssitaajuusanalyysi: Lentokoneen useiden rakenneosien (moottorin jousitus, potkurin lavat) resonanssitaajuuksien määrittäminen herätteen välttämiseksi tasapainotustoimenpiteiden aikana;
- Käyttötilan valinta: Moottorin pyörimistaajuuksien (toimintatilojen) tunnistaminen, jotka minimoivat jäännösepätasapainon käytön aikana potkurin tasapainotustoiminnot;
- Laatustandardit: Potkurin jäännösepätasapainon toleranssien määrittäminen kansainvälisten ilmailustandardien ja turvallisuusvaatimusten mukaisesti.
Lisäksi arvokasta tietoa siitä, lentokoneiden tärinätasot M-14P-moottoreilla varustettuja koneita hankittiin, mikä lisäsi merkittävästi ilmailuhuollon tietämystä.
Alla on näiden töiden tulosten perusteella kootut yksityiskohtaiset raporttimateriaalit. Niissä on näiden töiden lisäksi potkurin tasapainotustuloksetkattavat tiedot tärinätutkimukset Maa- ja lentokokeiden aikana hankitut Jak-52- ja Su-29-koneiden tiedot on esitetty.
Nämä tiedot voivat olla erittäin kiinnostavia sekä lentäjille että lentokoneiden käsittelyyn osallistuville asiantuntijoille. lentokoneiden huolto, joka tarjoaa käytännön näkemyksiä parannetuksi ilmailun turvallisuusprotokollat.
Tämän työn toteutuksen aikana, ottaen huomioon saadut kokemukset potkurien tasapainottaminen Su-29- ja Yak-52-lentokoneista tehtiin useita kattavia lisätutkimuksia, mukaan lukien:
- Luonnollisen taajuuden analyysi: Jak-52-lentokoneen moottorin ja potkurin värähtelyjen ominaistaajuuksien määrittäminen;
- Lentotärinän arviointi: Toisen ohjaajan ohjaamon värähtelyjen suuruuden ja spektrikoostumuksen tarkistaminen lennon aikana potkurin tasapainotus;
- Järjestelmän optimointi: Toisen ohjaajan ohjaamon värähtelyjen suuruuden ja spektrikoostumuksen tarkistaminen lennon aikana potkurin tasapainotus ja moottorin iskunvaimentimien kiristysvoiman säätö.
2.3. Moottorin ja potkurin värähtelyjen luonnollisia taajuuksia koskevien tutkimusten tulokset
Lentokoneen rungon iskunvaimentimiin asennettujen moottorin värähtelyjen ominaistaajuudet määritettiin A&D:n (Japani) ammattilaistason AD-3527-spektrianalysaattorilla moottorin värähtelyjen kontrolloidun iskuherätyksen avulla. Tämä menetelmä edustaa kultaista standardia lentokoneiden tärinäanalyysi.
Jak-52-lentokoneen moottorin jousituksen luonnollisten värähtelyjen spektrissä, josta esimerkki on esitetty kuvassa 2.2, tunnistettiin suurella tarkkuudella neljä päätaajuutta: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz ja 120 Hz. Nämä taajuudet ovat kriittisiä ymmärryksen kannalta lentokoneen dynaaminen käyttäytyminen ja optimointi potkurin tasapainotusmenettelyt.
Frekvenssianalyysi ja sen vaikutukset:
Taajuudet 74 Hz, 94 Hz ja 120 Hz liittyvät todennäköisesti moottorin kiinnitysjärjestelmän (jousitusjärjestelmän) erityisominaisuuksiin lentokoneen runkoon nähden. Näitä taajuuksia on vältettävä huolellisesti käytön aikana. potkurin tasapainotustoiminnot resonanssiherätyksen estämiseksi.
Taajuus 20 Hz liittyy todennäköisimmin koko lentokoneen luonnollisiin värähtelyihin laskutelineen alustalla, ja se edustaa koko lentokoneen rakenteen perusmoodia.
Potkurin lapojen ominaistaajuudet määritettiin myös samalla tarkalla iskuherätemenetelmällä, mikä varmisti mittausmenetelmän johdonmukaisuuden.
Tässä kattavassa analyysissä tunnistettiin neljä päätaajuutta: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz ja 134 Hz. Nämä taajuudet edustavat potkurin lapojen eri värähtelytiloja ja ovat olennaisia potkurin tasapainotuksen optimointi.
Tekninen merkitys:
Tiedot Yak-52-koneen potkurin ja moottorin värähtelyjen ominaistaajuuksista voivat olla erityisen tärkeitä valittaessa potkurin pyörimistaajuus käytetään tasapainotuksen aikana. Tärkein edellytys tämän taajuuden valinnalle on varmistaa sen mahdollisimman suuri poikkeama lentokoneen rakenneosien luonnollisista taajuuksista, jolloin vältetään resonanssiolosuhteet, jotka voisivat vahvistaa värähtelyjä niiden vähentämisen sijaan.
Lisäksi yksittäisten komponenttien ja lentokoneen osien luonnollisten taajuuksien tunteminen voi olla erittäin hyödyllistä värähtelyspektrin tiettyjen komponenttien jyrkkien nousujen (resonanssin tapauksessa) syiden tunnistamisessa eri moottorin kierroslukutiloissa, mikä mahdollistaa ennakoivat huoltostrategiat.
2.4. Potkurin tasapainotustulokset ja suorituskykyanalyysi
Kuten edellä todettiin, potkurin tasapainotus suoritettiin yhdessä tasossa, mikä johti potkurin voimaepätasapainon tehokkaaseen kompensointiin dynaamisesti. Tämä lähestymistapa soveltuu erityisesti potkureille, joiden aksiaalinen mitta on suhteellisen pieni halkaisijaan verrattuna.
Esiintyminen dynaaminen tasapainotus kahdessa tasossa, joka teoriassa mahdollistaisi sekä potkurin voiman että momentin epätasapainon kompensoinnin, ei ollut teknisesti toteuttamiskelpoinen, koska Jak-52-koneeseen asennetun potkurin rakenne mahdollistaa vain yhden saavutettavan korjaustason muodostamisen. Tämä rajoitus on yleinen monien lentokoneiden potkuriasennuksissa.
The potkurin tasapainotus suoritettiin huolellisesti valitulla 1150 rpm:n pyörimisnopeudella (maksimi 60%), jolla oli mahdollista saada vakaimmat värähtelymittaustulokset sekä amplitudin että vaiheen suhteen alusta alkuun. Tämä taajuusvalinta oli ratkaisevan tärkeää mittausten toistettavuuden ja tarkkuuden varmistamiseksi.
The potkurin tasapainotusmenettely noudatti alan standardin mukaista "kahden juoksun" kaavaa, joka tarjoaa matemaattisesti luotettavia tuloksia:
- Alustava mittausajo: Ensimmäisen ajokerran aikana potkurin pyörimistaajuuden värähtelyn amplitudi ja vaihe sen alkutilassa määritettiin suurella tarkkuudella.
- Koepainoajo: Toisella ajokerralla määritettiin värähtelyn amplitudi ja vaihe potkurin pyörimistaajuudella sen jälkeen, kun potkuriin oli asennettu tarkasti laskettu 7 g:n koemassa.
- Laskentavaihe: Näiden kattavien tietojen perusteella laskettiin massa M = 19,5 g ja korjauspainon asennuskulma F = 32° käyttämällä kehittyneitä ohjelmistoalgoritmeja.
Käytännön toteutuksen haaste ja ratkaisu:
Potkurin suunnitteluominaisuuksien vuoksi, jotka eivät mahdollista korjauspainon asentamista teoreettisesti vaadittuun 32° kulmaan, potkuriin asennettiin strategisesti kaksi vastaavaa painoa saman vektorisummavaikutuksen saavuttamiseksi:
- Paino M1 = 14 g kulmassa F1 = 0° (referenssiasema)
- Paino M2 = 8,3 g kulmassa F2 = 60° (siirtymäasento)
Tämä kaksoispainotusmenetelmä osoittaa käytännön työssä tarvittavan joustavuuden lentokoneen potkurin tasapainotus operaatiot, joissa teoreettisia ratkaisuja on mukautettava todellisiin rajoituksiin.
Saavutetut määrälliset tulokset:
Kun potkuriin on asennettu määritellyt korjauspainot, 1150 rpm:n pyörimisnopeudella mitattu ja siihen liittyvä tärinä potkurin epätasapaino väheni dramaattisesti 10,2 mm/s alkutilassa kohti 4,2 mm/s tasapainottamisen jälkeen - edustaa 59%-parannus tärinänvaimennuksessa.
Potkurin epätasapainon todellisen kvantifioinnin osalta potkurin epätasapaino pieneni 2340 g*mm että 963 g*mm, mikä osoittaa ohjelman tehokkuuden kentän tasapainotusmenettely.
2.5. Kattava tärinänarviointi useilla käyttötaajuuksilla
Jak-52-koneen värähtelyn testauksen tulokset, jotka tehtiin muilla moottorin käyttötiloilla kattavien maakokeiden aikana, on esitetty taulukossa 2.1. Tämä monitaajuusanalyysi antaa ratkaisevaa tietoa järjestelmän tehokkuudesta. potkurin tasapainotus koko operatiivisella toiminta-alueella.
Kuten taulukosta selvästi näkyy, potkurin tasapainotus suoritetut tasapainotustoimenpiteet vaikuttivat positiivisesti Jak-52-koneen värähtelyominaisuuksiin kaikissa sen toimintatiloissa, mikä osoittaa tasapainotusratkaisun kestävyyden.
Taulukko 2.1. Tärinätulokset eri toimintatiloissa
| № | Moottorin tehoasetus (%) | Potkurin pyörimistaajuus (rpm) | RMS-värähtelynopeus (mm/s) | Parannusarvosana |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 | Erinomainen |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 | Erinomainen |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 | Erinomainen |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 | Poikkeuksellinen |
2.6. Lennon aikainen tärinäanalyysi ennen iskunvaimentimen säätöä ja sen jälkeen
Lisäksi kattavien maakokeiden aikana havaittiin merkittävä väheneminen lentokoneen tärinä havaittiin potkurin pyörimistaajuuden kasvuna. Tämä ilmiö antaa arvokasta tietoa toimintaparametrien ja lentokoneen tärinäominaisuudet.
Tämä tärinän väheneminen voidaan selittää potkurin pyörimistaajuuden suuremmalla poikkeamalla lentokoneen alustan luonnollisesta värähtelytaajuudesta (oletettavasti 20 Hz), mikä tapahtuu, kun potkurin pyörimistaajuus kasvaa. Tämä osoittaa, kuinka tärkeää on ymmärtää lentokoneen dynaaminen käyttäytyminen optimaalisen toiminnan takaamiseksi.
Kattavien tärinäkokeiden lisäksi, jotka tehtiin jälkikäteen potkurin tasapainotus Maassa (katso kohta 2.4) tehtiin Jak-52-koneen lennon aikana yksityiskohtaisia tärinämittauksia käyttämällä edistyneitä mittalaitteita.
Lentokoelentomenetelmä: Lennon aikainen tärinä mitattiin toisen ohjaajan ohjaamossa pystysuunnassa kannettavalla A&D:n (Japani) AD-3527-värähtelyspektrianalysaattorilla taajuusalueella 5–200 (500) Hz. Tämä kattava taajuusalue varmistaa kaikkien merkittävien tärinäkomponenttien taltioinnin.
Mittaukset tehtiin systemaattisesti viidellä moottorin päänopeusmoodilla, jotka vastasivat vastaavasti sen maksimipyörimistaajuutta 60%, 65%, 70% ja 82%, mikä tarjosi täydellisen toiminnallisen spektrianalyysin.
Ennen iskunvaimentimien säätöä tehdyt mittaustulokset on esitetty alla olevassa kattavassa taulukossa 2.2.
Taulukko 2.2. Yksityiskohtainen värähtelyspektrin komponenttien analyysi
| Tila | Teho (%) | Kierrosluku | Vв1 (Hz) | Ampeeri Vв1 | Vн (Hz) | Ampeeri Vн | Vк1 (Hz) | Ampeeri Vк1 | Vв2 (Hz) | Ampeeri Vв2 | Vк2 (Hz) | Ampeeri Vк2 | Kokonaisarvo∑ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 | 1155 | 4.4 | 1560 | 1.5 | 1755 | 1.0 | 2310 | 1.5 | 3510 | 4.0 | 6.1 |
| 2 | 65 | 1244 | 1244 | 3.5 | 1680 | 1.2 | 1890 | 2.1 | 2488 | 1.2 | 3780 | 4.1 | 6.2 |
| 3 | 70 | 1342 | 1342 | 2.8 | 1860 | 0.4 | 2040 | 3.2 | 2684 | 0.4 | 4080 | 2.9 | 5.0 |
| 4 | 82 | 1580 | 1580 | 4.7 | 2160 | 2.9 | 2400 | 1.1 | 3160 | 0.4 | 4800 | 12.5 | 13.7 |
Esimerkkeinä yksityiskohtaisesta spektrianalyysistä kuvat 2.3 ja 2.4 esittävät taulukossa 2.2 esitetyn kattavan tiedonkeruun yhteydessä käytetyt todelliset spektrikäyrät, jotka saatiin mittaamalla Yak-52-koneen ohjaamon värähtelyä 60%- ja 94%-moodeilla.
Kattava spektrianalyysi:
Kuten taulukosta 2.2 nähdään, toisen ohjaajan hytissä mitattujen värähtelyjen pääkomponentit ilmenevät potkurin pyörimistaajuuksilla Vв1 (korostettu keltaisella), moottorin kampiakseli Vк1 (korostettu sinisellä) ja ilmakompressorin taajuusmuuttaja (ja/tai taajuusanturi) Vн (korostettu vihreällä) sekä niiden korkeammilla harmonisilla Vв2, Vв4, Vв5ja Vк2, Vк3.
Suurin kokonaisvärähtely V∑ havaittiin nopeustiloissa 82% (potkurin nopeus 1580 rpm) ja 94% (1830 rpm), mikä viittaa erityisiin resonanssiolosuhteisiin näissä kriittisissä toimintapisteissä.
Tämän värähtelyn pääkomponentti esiintyy moottorin kampiakselin pyörimistaajuuden 2. harmonisella Vк2 ja saavuttaa vastaavasti merkittävät arvot 12,5 mm/s taajuudella 4800 sykliä/min ja 15,8 mm/s taajuudella 5520 sykliä/min.
Tekninen analyysi ja perussyiden tunnistaminen:
Voidaan kohtuudella olettaa, että tämä merkittävä värähtelykomponentti liittyy moottorin mäntäryhmän toimintaan (iskuprosessit, jotka tapahtuvat mäntien kaksinkertaisen liikkeen aikana yhtä kampiakselin kierrosta kohden) ja edustavat moottorin perusdynamiikkaa.
Tämän komponentin jyrkkä nousu 82% (ensimmäinen nimellisarvo) ja 94% (lentoonlähtö) -tiloissa ei todennäköisesti johdu mäntäryhmän mekaanisista vioista, vaan lentokoneen runkoon iskunvaimentimille asennetun moottorin resonanssivärähtelyistä.
Tätä johtopäätöstä tukevat vahvasti aiemmin käsitellyt moottorin jousituksen värähtelyjen luonnollisten taajuuksien tarkistuksen kokeelliset tulokset, joiden spektrissä on 74 Hz (4440 sykliä/min), 94 Hz (5640 sykliä/min) ja 120 Hz (7200 sykliä/min).
Kaksi näistä luonnollisista taajuuksista, 74 Hz ja 94 Hz, ovat huomattavan lähellä kampiakselin pyörimisen toista harmonista taajuutta, joka esiintyy moottorin ensimmäisessä nimellis- ja lähtötilassa, luoden klassisia resonanssiolosuhteita.
Moottorin ensimmäisillä nimellis- ja lähtötiloissa tehtyjen kattavien värähtelytestien aikana havaittujen merkittävien värähtelyjen vuoksi toisella kampiakselin harmonisella yliaaltolla suoritettiin moottorin jousituksen iskunvaimentimien kiristysvoiman systemaattinen tarkastus ja säätö.
Ennen ja jälkeen iskunvaimentimien säätämistä potkurin pyörimistaajuuden (Vв1) ja kampiakselin pyörimistaajuuden toinen harmoninen (Vк2) on esitetty taulukossa 2.3.
Taulukko 2.3. Iskunvaimentimen säädön vaikutusanalyysi
| Tila | Teho (%) | Kierrosluku (ennen/jälkeen) | Vв1 Ennen | Vв1 Jälkeen | Vк2 Ennen | Vк2 Jälkeen | Parannus |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 / 1140 | 4.4 | 3.3 | 3.6 | 3.0 | Kohtalainen |
| 2 | 65 | 1244 / 1260 | 3.5 | 3.5 | 4.1 | 4.3 | Minimaalinen |
| 3 | 70 | 1342 / 1350 | 2.8 | 3.3 | 2.9 | 1.2 | Merkittävä |
| 4 | 82 | 1580 / 1590 | 4.7 | 4.2 | 12.5 | 16.7 | Heikentynyt |
| 5 | 94 | 1830 / 1860 | 2.2 | 2.7 | 15.8 | 15.2 | Lievä |
Kuten taulukosta 2.3 nähdään, iskunvaimentimien säätö ei johtanut merkittäviin parannuksiin lentokoneen tärkeimmissä värähtelykomponenteissa, ja joissakin tapauksissa se jopa johti vähäiseen heikkenemiseen.
Potkurin tasapainotuksen tehokkuusanalyysi:
On myös huomattava, että spektrikomponentin amplitudi, joka liittyy potkurin epätasapaino Vв1, havaittu moodeilla 82% ja 94% (katso taulukot 2.2 ja 2.3), on vastaavasti 3–7 kertaa pienempi kuin V:n amplituditк2, läsnä näissä moodeissa. Tämä osoittaa, että potkurin tasapainotus oli erittäin tehokas potkuriin liittyvän tärinän ensisijaisen lähteen korjaamisessa.
Muissa lentotiloissa komponentti Vв1 vaihtelee välillä 2,8–4,4 mm/s, mikä edustaa hyväksyttäviä tasoja normaalille lentokoneiden toiminnalle.
Lisäksi, kuten taulukoista 2.2 ja 2.3 nähdään, sen muutokset vaihdettaessa tilasta toiseen eivät pääasiassa määräydy laadun perusteella potkurin tasapainotus, vaan potkurin pyörimistaajuuden poikkeaman asteesta lentokoneen eri rakenneosien luonnollisista taajuuksista.
2.7. Ammatilliset johtopäätökset ja tekniset suositukset
2.6.1. Potkurin tasapainotuksen tehokkuus
The Jak-52-lentokoneen potkurin tasapainotus, joka suoritettiin potkurin pyörimisnopeudella 1150 rpm (60%), saavutti onnistuneesti potkurin värähtelyn merkittävän vähenemisen 10,2 mm/s:stä 4,2 mm/s:iin, mikä edustaa huomattavaa parannusta lentokoneen toiminnan tasaisuudessa.
Ottaen huomioon laajan kokemuksen, joka on saatu prosessin aikana Jak-52- ja Su-29-lentokoneiden potkurien tasapainotus Ammattilaistason "Balanset-1" -laitetta käyttämällä voidaan luottavaisin mielin olettaa, että Yak-52-lentokoneen potkurin värähtelytasoa on realistisesti mahdollista vähentää entisestään.
Tämä lisäparannus voidaan saavuttaa erityisesti valitsemalla tasapainotusmenettelyn aikana erilainen (korkeampi) potkurin pyörimistaajuus, mikä mahdollistaa suuremman poikkeaman lentokoneen luonnollisesta 20 Hz:n värähtelytaajuudesta (1200 sykliä/min), joka tunnistettiin tarkasti kattavien testien aikana.
2.6.2. Monilähteinen värähtelyanalyysi
Kuten Yak-52-koneen lennon aikana tehtyjen laajojen värähtelykokeiden tulokset osoittavat, sen värähtelyspektrit (edellä mainitun potkurin pyörimistaajuudella esiintyvän komponentin lisäksi) sisältävät useita muita merkittäviä komponentteja, jotka liittyvät kampiakselin, moottorin mäntäryhmän sekä ilmakompressorin käytön (ja/tai taajuusanturin) toimintaan.
Näiden värähtelyjen suuruudet moodeilla 60%, 65% ja 70% ovat verrattavissa värähtelyn suuruuteen, joka liittyy potkurin epätasapaino, mikä osoittaa, että useat tärinälähteet vaikuttavat lentokoneen yleiseen tärinäprofiiliin.
Näiden värähtelyjen yksityiskohtainen analyysi osoittaa, että jopa värähtelyn täydellinen poistaminen potkurin epätasapaino vähentää lentokoneen kokonaisvärähtelyä näissä tiloissa enintään 1,5-kertaisesti, mikä korostaa kokonaisvaltaisen lähestymistavan merkitystä lentokoneiden tärinän hallinta.
2.6.3. Kriittisen toimintatilan tunnistaminen
Suurin kokonaisvärähtely V∑ Jak-52-koneen toimintahäiriöitä havaittiin nopeustiloissa 82% (potkurin nopeus 1580 rpm) ja 94% (potkurin nopeus 1830 rpm), mikä tunnisti nämä kriittisiksi käyttöolosuhteiksi, jotka vaativat erityistä huomiota.
Tämän värähtelyn pääkomponentti esiintyy moottorin kampiakselin pyörimistaajuuden 2. harmonisella Vк2 (taajuuksilla 4800 sykliä/min tai 5520 sykliä/min), jossa se saavuttaa vastaavat arvot 12,5 mm/s ja 15,8 mm/s.
Voidaan kohtuudella päätellä, että tämä komponentti liittyy moottorin mäntäryhmän perustoimintaan (iskuprosessit, jotka tapahtuvat mäntien kaksinkertaisen liikkeen aikana kampiakselin yhtä kierrosta kohden).
Tämän komponentin jyrkkä nousu 82%- (ensimmäinen nimellisarvo) ja 94%-moodeilla (lentoonlähtö) ei todennäköisesti johdu mäntäryhmän mekaanisista vioista, vaan lentokoneen runkoon iskunvaimentimille asennetun moottorin resonanssivärähtelyistä.
Testien aikana suoritettu iskunvaimentimien systemaattinen säätö ei johtanut merkittäviin parannuksiin tärinäominaisuuksissa.
Lentokoneen kehittäjät voivat oletettavasti ottaa tämän tilanteen huomioon suunnittelussa huomioon ottaen valitessaan moottorin kiinnitysjärjestelmää lentokoneen runkoon, mikä ehdottaa mahdollisia alueita lentokoneen suunnittelun optimoinnille tulevaisuudessa.
2.6.4. Diagnostisen seurannan suositukset
Kattavat tiedot, jotka saatiin tutkimuksen aikana potkurin tasapainotus ja lisävärähtelykokeet (katso lentokoetulokset osiossa 2.6) mahdollistavat sen päätelmän, että säännölliset tärinänvalvonta voi olla erittäin hyödyllinen lentokoneen moottorin teknisen kunnon diagnostisessa arvioinnissa.
Tällainen diagnostiikkatyö voidaan suorittaa tehokkaasti esimerkiksi ammattimaisella "Balanset-1"-laitteella, jonka edistynyt ohjelmisto sisältää hienostuneita spektraalisen värähtelyn analyysitoimintoja, jotka mahdollistavat ennakoivat huoltostrategiat.
3. Su-29-taitolentokoneen MTV-9-KC/CL 260-27 -potkurin ja värähtelyn tasapainotuksen kattavat tulokset
3.1. Johdatus kolmilapaisen potkurin tasapainotukseen
15. kesäkuuta 2014 kattava kolmilapaisen MTV-9-KC/CL 260-27 -potkurin tasapainotus Su-29-taitolentokoneen M-14P-lentomoottorin testaus suoritettiin käyttämällä edistyneitä kentän tasapainotustekniikoita.
Valmistajan mukaan potkuri oli alustavasti tasapainotettu staattisesti tehtaalla, mistä on osoituksena korjauspaino tasossa 1, joka oli asennettu valmistustehtaalla. Kuten analyysimme myöhemmin paljasti, tehdastasapainotus osoittautuu usein riittämättömäksi optimaalisen kenttäsuorituskyvyn saavuttamiseksi.
The potkurin tasapainotus, joka asennettiin suoraan Su-29-koneeseen, suoritettiin ammattitason "Balanset-1"-värähtelyn tasapainotussarjalla, sarjanumero 149, mikä osoittaa laitteen tehokkuuden kentän tasapainotuslaitteet ilmailualan sovelluksiin.
Mittauskaavio, jota käytettiin tutkimuksen aikana potkurin tasapainotus menetelmä on esitetty kuvassa 3.1, joka havainnollistaa vaadittavaa tarkkuutta kolmilapaisen potkurin tasapainotus.
Aikana potkurin tasapainotusprosessi, tärinäanturi (kiihtyvyysanturi) 1 asennettiin moottorin vaihteiston koteloon magneettikiinnitysjärjestelmällä erityisesti suunniteltuun kiinnikkeeseen, mikä varmisti optimaalisen signaalin vastaanoton lentokoneiden tärinäanalyysi.
Laservaihekulma-anturi 2 asennettiin myös vaihteiston koteloon ja suunnattiin yhteen potkurin lapoihin kiinnitettyyn heijastavaan merkkiin, mikä mahdollisti tarkan vaihekulman mittauksen, joka on välttämätöntä tarkan potkurin epätasapainon korjaus.
Antureiden analogiset signaalit lähetettiin suojattuja kaapeleita pitkin "Balanset-1"-laitteen mittausyksikköön, jossa ne läpikäyivät hienostuneen digitaalisen esikäsittelyn signaalin laadun ja tarkkuuden varmistamiseksi.
Sitten nämä signaalit lähetettiin digitaalisessa muodossa tietokoneelle, jossa suoritettiin signaalien edistynyt ohjelmistokäsittely ja kompensoimiseksi tarvittavan korjauspainon massa ja kulma määritettiin. potkurin epätasapaino laskettiin matemaattisella tarkkuudella.
Vaihteiston tekniset tiedot:
- Zk - vaihteiston päähammaspyörä, jossa on 75 hammasta
- Zc - vaihteiston satelliitteja, 6 kappaletta, joissa kussakin on 18 hammasta
- Zn - vaihteiston kiinteä hammaspyörä, jossa on 39 hammasta
Ennen tämän kattavan työn aloittamista, ottaen huomioon arvokkaan kokemuksen, joka on saatu Jak-52-lentokoneen potkurin tasapainottaminen, tehtiin useita muita kriittisiä tutkimuksia, mukaan lukien:
- Luonnollisen taajuuden analyysi: Su-29-lentokoneen moottorin ja potkurin värähtelyjen luonnollisten taajuuksien määrittäminen tasapainotusparametrien optimoimiseksi;
- Tärinän lähtötason arviointi: Alkuperäisen värähtelyn suuruuden ja spektraalisen koostumuksen tarkistaminen toisen ohjaajan ohjaamossa ennen tasapainottamista lähtöolosuhteiden määrittämiseksi.
3.2. Moottorin ja potkurin värähtelyjen luonnollisia taajuuksia koskevien tutkimusten tulokset
Lentokoneen rungon iskunvaimentimiin asennettujen moottorin värähtelyjen luonnolliset taajuudet määritettiin A&D:n (Japani) ammattilaistason AD-3527-spektrianalysaattorilla moottorin värähtelyjen kontrolloidun iskuherätyksen avulla, mikä varmisti tarkat mittaustulokset. lentokoneiden tärinäanalyysi.
Moottorin jousituksen luonnollisten värähtelyjen spektrissä (katso kuva 3.2) tunnistettiin suurella tarkkuudella kuusi päätaajuutta: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz ja 120 Hz. Tämä kattava taajuusanalyysi on ratkaisevan tärkeä optimoinnin kannalta. potkurin tasapainotusmenettelyt.
Taajuusanalyysi ja tekninen tulkinta:
Näistä tunnistetuista taajuuksista oletetaan, että taajuudet 66 Hz, 88 Hz ja 120 Hz liittyvät suoraan moottorin kiinnitysjärjestelmän (jousitusjärjestelmän) erityisominaisuuksiin lentokoneen runkoon nähden ja edustavat rakenteellisia resonansseja, joita on vältettävä käytön aikana. potkurin tasapainotustoiminnot.
Taajuudet 16 Hz ja 22 Hz liittyvät todennäköisimmin koko lentokoneen alustalla tapahtuviin luonnollisiin värähtelyihin, jotka edustavat lentokoneen perusrakenteita.
Taajuus 37 Hz liittyy todennäköisesti lentokoneen potkurin lavan värähtelyjen luonnolliseen taajuuteen ja edustaa kriittistä potkurin dynaamista ominaisuutta.
Tätä oletusta vahvistavat potkurin värähtelyjen luonnollisten taajuuksien tarkistuksen tulokset, jotka on myös saatu tiukalla iskuherätemenetelmällä.
Potkurin lavan luonnollisten värähtelyjen spektrissä (katso kuva 3.3) tunnistettiin kolme päätaajuutta: 37 Hz, 100 Hz ja 174 Hz, mikä vahvistaa potkurin ja moottorin luonnollisten taajuuksien välisen korrelaation.
Potkurin tasapainotuksen tekninen merkitys:
Tiedot Su-29-koneen potkurin lavan ja moottorin värähtelyjen ominaistaajuuksista voivat olla erityisen tärkeitä valittaessa potkurin pyörimistaajuus käytetään tasapainotuksen aikana. Tämän taajuuden valinnan tärkein ehto on varmistaa sen mahdollisimman suuri poikkeama lentokoneen rakenneosien ominaistaajuuksista.
Lisäksi yksittäisten komponenttien ja lentokoneen osien luonnollisten taajuuksien tunteminen voi olla erittäin hyödyllistä värähtelyspektrin tiettyjen komponenttien jyrkkien nousujen (resonanssin tapauksessa) syiden tunnistamisessa eri moottorin kierroslukutiloissa, mikä mahdollistaa ennakoivat huoltostrategiat.
3.3. Su-29-koneen toisen ohjaajan ohjaamon tärinän tarkistaminen maassa ennen tasapainottamista
Su-29-koneen alkuperäiset värähtelyominaisuudet, jotka tunnistettiin aiemmin potkurin tasapainotus, mitattiin toisen ohjaajan ohjaamossa pystysuunnassa käyttäen kannettavaa värähtelyspektrianalysaattoria, malli AD-3527, valmistaja A&D (Japani), taajuusalueella 5–200 Hz.
Mittaukset tehtiin systemaattisesti moottorin neljällä päänopeusmoodilla, jotka olivat vastaavasti 60%, 65%, 70% ja 82% sen suurimmalla pyörimistaajuudella, mikä antoi kattavat lähtötiedot lentokoneiden tärinäanalyysi.
Saadut kattavat tulokset on esitetty taulukossa 3.1.
Taulukko 3.1. Potkurin tasapainotusta edeltävä värähtelyanalyysi
| Tila | Teho (%) | Kierrosluku | Vв1 (mm/sek) | Vн (mm/sek) | Vк1 (mm/sek) | Vв3 (mm/sek) | Vк2 (mm/sek) | Kokonaisarvo∑ (mm/sek) | Arviointi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1150 | 5.4 | 2.6 | 2.0 | - | - | 8.0 | Kohtalainen |
| 2 | 65 | 1240 | 5.7 | 2.4 | 3.2 | - | - | 10.6 | Kohonnut |
| 3 | 70 | 1320 | 5.2 | 3.0 | 2.5 | - | - | 11.5 | Korkea |
| 4 | 82 | 1580 | 3.2 | 1.5 | 3.0 | - | 8.5 | 9.7 | Kohonnut |
Kuten taulukosta 3.1 nähdään, värähtelyn pääkomponentit ilmenevät potkurin pyörimistaajuuksilla Vв1, moottorin kampiakseli Vк1ja ilmakompressorin käyttölaite (ja/tai taajuusanturi) Vнsekä kampiakselin 2. harmonisella Vк2 ja mahdollisesti potkurin 3. (lapa)harmoninen Vв3, joka on taajuudeltaan lähellä kampiakselin toista harmonista taajuutta.
Yksityiskohtainen värähtelykomponenttianalyysi:
Lisäksi 60%-nopeusmoodin värähtelyspektrissä havaittiin tunnistamaton komponentti lasketun spektrin mukaisesti taajuudella 6120 sykliä/min, joka voi johtua lentokoneen jonkin rakenneosan noin 100 Hz:n taajuudella tapahtuvasta resonanssista. Tällainen elementti voisi olla potkuri, jonka yksi ominaistaajuuksista on 100 Hz, mikä osoittaa koneen monimutkaisen luonteen. lentokoneiden tärinätunnisteet.
Ilma-aluksen suurin kokonaistärinä V∑, joka saavutti 11,5 mm/s, havaittiin 70%-nopeustilassa, mikä viittaa kriittiseen toimintatilaan, joka vaatii huomiota.
Tämän moodin kokonaisvärähtelyn pääkomponentti esiintyy moottorin kampiakselin pyörimistaajuuden 2. harmonisella (4020 sykliä/min) Vк2 ja on yhtä suuri kuin 10,8 mm/s, mikä edustaa merkittävää tärinänlähdettä.
Perimmäisen syyn analyysi:
Voidaan kohtuudella olettaa, että tämä komponentti liittyy moottorin mäntäryhmän perustoimintaan (iskuprosessit, jotka tapahtuvat mäntien kaksinkertaisen liikkeen aikana kampiakselin yhtä kierrosta kohden).
Tämän komponentin jyrkkä kasvu 70%-moodilla johtuu todennäköisesti yhden lentokoneen rakenneosan (moottorin jousitus lentokoneen rungossa) resonanssivärähtelyistä taajuudella 67 Hz (4020 sykliä/min).
On huomattava, että mäntäryhmän toimintaan liittyvien iskuhäiriöiden lisäksi värähtelyn suuruuteen tällä taajuusalueella voi vaikuttaa potkurin lapataajuudella ilmenevä aerodynaaminen voima (Vв3).
Nopeusmoodeissa 65% ja 82% komponentin Vк2 (Vв3), mikä voidaan myös selittää yksittäisten lentokoneen osien resonanssivärähtelyillä.
Spektrikomponentin amplitudi, joka liittyy potkurin epätasapaino Vв1, joka määritettiin tärkeimmissä nopeustiloissa ennen tasapainottamista, vaihteli välillä 2,4-5,7 mm/s, mikä on yleensä alhaisempi kuin arvo Vк2 vastaavissa tiloissa.
Lisäksi, kuten taulukosta 3.1 nähdään, sen muutokset vaihdettaessa tilasta toiseen määräytyvät paitsi tasapainotuksen laadun myös potkurin pyörimistaajuuden poikkeaman asteen mukaan lentokoneen rakenneosien ominaistaajuuksista.
3.4. Potkurin tasapainotuksen tulokset ja suorituskykyanalyysi
The potkurin tasapainotus suoritettiin yhdessä tasossa huolellisesti valitulla pyörimisnopeudella. Tällaisen tasapainotuksen tuloksena potkurin dynaaminen voimaepätasapaino kompensoitui tehokkaasti, mikä osoittaa yhden tason tasapainotus tälle kolmilapaiselle potkurikokoonpanolle.
Yksityiskohtainen tasapainotusprotokolla on esitetty alla liitteessä 1, jossa dokumentoidaan täydellinen laadunvarmistusmenettely ja sitä voidaan käyttää tulevaisuudessa.
The potkurin tasapainotus suoritettiin potkurin pyörimisnopeudella 1350 rpm ja se sisälsi kaksi tarkkaa mittausajoa alan standardien mukaisesti.
Systemaattinen tasapainotusmenettely:
- Alkutilan mittaus: Ensimmäisen ajokerran aikana potkurin pyörimistaajuuden värähtelyn amplitudi ja vaihe alkutilassa määritettiin suurella tarkkuudella.
- Koepainon mittaus: Toisessa ajossa määritettiin värähtelyn amplitudi ja vaihe potkurin pyörimistaajuudella sen jälkeen, kun potkuriin oli asennettu tunnetun painoinen koemassa.
- Laskelma ja toteutus: Näiden mittausten tulosten perusteella korjauspainon massa ja asennuskulma tasossa 1 määritettiin käyttämällä edistyneitä laskennallisia algoritmeja.
Erinomaisia tasapainotustuloksia saavutettu:
Kun potkuriin oli asennettu korjauspainon laskennallinen arvo, joka oli 40,9 g, tärinä tällä nopeusmoodilla väheni dramaattisesti siitä, kun se oli 6,7 mm/s alkutilassa kohti 1,5 mm/s tasapainottamisen jälkeen - edustaa merkittävää 78%-parannus tärinänvaimennuksessa.
Tärinän taso, joka liittyy potkurin epätasapaino muilla nopeustiloilla myös laski merkittävästi ja pysyi hyväksyttävällä alueella 1–2,5 mm/s tasapainotuksen jälkeen, mikä osoittaa tasapainotusratkaisun kestävyyden koko toiminta-alueella.
Tasapainotuksen laadun vaikutusta lentokoneen värähtelytasoon lennon aikana ei valitettavasti tarkistettu tämän potkurin vahingossa tapahtuneen vaurioitumisen vuoksi yhden harjoituslennon aikana, mikä korostaa perusteellisen testauksen tärkeyttä välittömästi tasapainotustoimenpiteiden jälkeen.
Merkittävät erot tehdastasapainotuksesta:
On huomattava, että tänä aikana saavutettu tulos kenttäpotkurin tasapainotus eroaa merkittävästi tehdastasapainotuksen tuloksesta, mikä korostaa potkurien tasapainottamisen tärkeyttä niiden todellisessa käyttökonfiguraatiossa.
Erityisesti:
- Tärinänvaimennus: Potkurin pyörimistaajuuden värähtely sen jälkeen, kun se oli tasapainotettu pysyvässä asennuspaikassa (Su-29-lentokoneen vaihteiston ulostuloakselilla), väheni yli neljä kertaa;
- Painon sijainnin korjaus: Korjaava paino asennettuna aikana kentän tasapainotusprosessi oli siirtynyt noin 130 astetta tuotantolaitoksella asennettuun painoon nähden, mikä osoittaa merkittäviä eroja tehtaan ja kentän tasapainotusvaatimusten välillä.
Mahdollisia perimmäisiä syitä:
Mahdollisia syitä tähän merkittävään eroon voivat olla:
- Valmistustoleranssit: Valmistajan tasapainotustelineen mittausjärjestelmävirheet (epätodennäköisiä, mutta mahdollisia);
- Tehdaslaitteiden ongelmat: Valmistajan tasapainotuskoneen karan kytkimen kiinnityskohtien geometriset virheet, jotka johtavat potkurin säteittäiseen heittoon karalle asennettaessa;
- Lentokoneen asennukseen liittyvät tekijät: Lentokoneen vaihdelaatikon ulostuloakselin kytkimen kiinnityspaikkojen geometriset virheet, jotka johtavat potkurin säteittäiseen pyöristymiseen vaihdelaatikon akselille asennettuna.
3.5. Ammatilliset johtopäätökset ja tekniset suositukset
3.5.1. Poikkeuksellisen hyvä tasapainotuskyky
The Su-29-lentokoneen potkurin tasapainotus, joka suoritettiin yhdessä tasossa potkurin pyörimisnopeudella 1350 rpm (70%), saavutti onnistuneesti potkurin värähtelyn huomattavan vähenemisen 6,7 mm/s:stä 1,5 mm/s:iin, mikä osoittaa menetelmän poikkeuksellisen tehokkuuden. kenttäpotkurin tasapainotus tekniikoita.
Tärinän taso, joka liittyy potkurin epätasapaino muilla nopeustiloilla se myös laski merkittävästi ja pysyi erittäin hyväksyttävällä alueella 1–2,5 mm/s, mikä vahvistaa tasapainotusratkaisun kestävyyden koko toiminta-alueella.
3.5.2. Laadunvarmistuksen suositukset
Valmistajalla suoritetun tasapainotuksen epätyydyttävien tulosten mahdollisten syiden selvittämiseksi on erittäin suositeltavaa tarkistaa potkurin säteittäinen heitto lentokoneen moottorin vaihteiston lähtöakselilla, koska se on kriittinen tekijä optimaalisen tasapainotuksen saavuttamisessa. potkurin tasapainotustulokset.
Tämä tutkimus antaisi arvokasta tietoa tehtaan ja muiden laitteiden välisistä eroista. kenttätasapainotus vaatimukset, mikä voi johtaa parantuneisiin valmistusprosesseihin ja laadunvalvontamenettelyihin.
Liite 1: Ammatillinen tasapainotusprotokolla
KATTAVA TASAPAINOTUSPROTOKOLLA
MTV-9-K-C/CL 260-27 Su-29-taitolentokoneen potkuri.
1. Asiakas: VD Chvokov
2. Potkurin asennuspaikka: Su-29-lentokoneen vaihdelaatikon lähtöakseli
3. Potkurin tyyppi: MTV-9-KC/CL 260-27
4. Tasapainotusmenetelmä: koottu paikan päällä (omiin laakereihin), samaan tasoon
5. Potkurin pyörimistaajuus tasapainotuksen aikana, rpm: 1350
6. Tasapainotuslaitteen malli, sarjanumero ja valmistaja: "Balanset-1", sarjanumero 149
7. Tasapainotuksen aikana käytetyt sääntelyasiakirjat:
7.1. _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. Tasepäivämäärä: 15.06.2014
9. Yhteenvetotaulukko tasapainotustuloksista:
| № | Mittaustulokset | Tärinä (mm/s) | Epätasapaino (g*mm) | Laatuluokitus |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Ennen tasapainottamista *) | 6.7 | 6135 | Hyväksymätön |
| 2 | Tasapainottamisen jälkeen | 1.5 | 1350 | Erinomainen |
| ISO 1940 Toleranssi luokalle G 6.3 | 1500 | Standardi | ||
*) Huom: Tasapainotus tehtiin siten, että valmistajan asentama korjauspaino jäi potkuriin.
10. Ammatilliset johtopäätökset:
10.1. Tärinätaso (jäännösepätasapaino) käytön jälkeen potkurin tasapainottaminen Su-29-koneen vaihdelaatikon lähtöakselille asennettu osien koko (katso s. 9.2) on pienentynyt yli neljä kertaa alkuperäiseen tilaan verrattuna (katso s. 9.1), mikä edustaa poikkeuksellista parannusta lentokoneen toiminnan sujuvuudessa.
10.2. S. 10.1 tuloksen saavuttamiseksi käytetyn korjauspainon parametrit (massa, asennuskulma) eroavat merkittävästi valmistajan asentaman korjauspainon (MT-potkuri) parametreista, mikä osoittaa perustavanlaatuisia eroja tehtaan ja kenttätasapainotusvaatimusten välillä.
Erityisesti potkuriin asennettiin 40,9 g:n lisäkorjauspaino ajon aikana. kenttätasapainotus, jota siirrettiin 130° kulmassa valmistajan asentamaan painoon nähden.
(Valmistajan asentamaa painoa ei poistettu potkurista lisätasapainotuksen aikana).
Mahdollisia teknisiä syitä:
Mahdollisia syitä tähän merkittävään tilanteeseen voivat olla:
- Valmistajan tasapainotusjalustan mittausjärjestelmän virheet;
- Valmistajan tasapainotuskoneen karan kytkimen kiinnityspaikkojen geometriset virheet, jotka johtavat potkurin säteittäiseen heittoon karalle asennettaessa;
- Lentokoneen vaihdelaatikon ulostuloakselin kytkimen kiinnityspaikkojen geometriset virheet, jotka johtavat potkurin säteittäiseen pyöristymiseen vaihdelaatikon akselille asennettaessa.
Suositellut tutkintavaiheet:
Tunnistaakseen lisääntyneen erityisen syyn potkurin epätasapaino Kun se asennetaan Su-29-lentokoneen vaihdelaatikon lähtöakselille, on välttämätöntä:
- Tarkista MTV-9-K-C/CL 260-27 -potkurin tasapainottamiseen käytettävän tasapainotuskoneen mittausjärjestelmä ja karan kiinnityspaikkojen geometrinen tarkkuus valmistajalla;
- Tarkista Su-29-lentokoneen vaihdelaatikon ulostuloakselille asennetun potkurin säteittäispoikkeama.
Täytäntöönpanija:
Kinematics LLC:n pääasiantuntija
Feldman V.D.
Usein kysytyt kysymykset lentokoneiden potkureiden tasapainotuksesta
Mitä on potkurin tasapainotus ja miksi se on kriittistä ilmailun turvallisuuden kannalta?
Potkurin tasapainotus on tarkkuusmenetelmä, joka poistaa lentokoneiden potkurien epätasapainon lisäämällä tai siirtämällä korjaavia painoja. Epätasapainoiset potkurit aiheuttavat liiallista tärinää, joka voi johtaa rakenteelliseen väsymiseen, moottorivaurioihin ja lopulta katastrofaaliseen vikaantumiseen. Kenttätutkimuksemme osoittavat, että asianmukainen tasapainotus voi vähentää tärinää jopa 78%, mikä parantaa merkittävästi lentokoneiden turvallisuutta ja käyttöikää.
Miten kenttäpotkurin tasapainotus eroaa tehdastasapainotuksesta?
Kenttäpotkureiden tasapainotus tarjoaa merkittäviä etuja tehdastasapainotukseen verrattuna, koska se ottaa huomioon todelliset asennusolosuhteet, mukaan lukien vaihteiston toleranssit, kiinnityksen epätasapainot ja lentokoneen koko dynamiikan. Su-29-tapaustutkimuksemme osoitti, että kentällä tarvittava korjauspaino oli siirretty 130° tehdaspainosta, mikä korostaa potkureiden tasapainottamisen merkitystä niiden toimintakonfiguraatiossa.
Mitä laitteita tarvitaan ammattimaiseen lentokoneiden potkurien tasapainotukseen?
Ammattilainen lentokoneen potkurin tasapainotus vaatii erikoislaitteita, kuten Balanset-1-laitteen, joka sisältää tarkkuuskiihtyvyysantureita, laservaiheantureita ja edistyneen analyysiohjelmiston. Laitteiden on kyettävä mittaamaan värähtelyjä 0,1–1000 Hz:n taajuusalueella suurella tarkkuudella ja tarjoamaan reaaliaikaisen vaiheanalyysin painojen oikean sijoittelun laskemista varten.
Kuinka usein lentokoneen potkurit tulisi tasapainottaa?
Potkurin tasapainotustaajuus riippuu lentokoneen käytöstä, mutta yleensä se tulisi suorittaa suurten tarkastusten yhteydessä, potkurivaurioiden korjauksen jälkeen, kun havaitaan liiallista tärinää tai valmistajan suositusten mukaisesti. Tutkittujen taitolentokoneiden, kuten Jak-52:n ja Su-29:n, tasapainotus voi olla tarpeen useammin suurempien rasituskuormitusolosuhteiden vuoksi.
Mitkä ovat hyväksyttävät tärinätasot potkurin tasapainotuksen jälkeen?
ISO 1940 -standardin mukaan luokassa G 6.3 jäännösepätasapaino ei saisi ylittää 1500 g*mm. Käytännön kokemuksemme osoittaa, että erinomaiset tulokset saavutetaan alle 2,5 mm/s RMS:n tärinätasoilla, ja erinomaiset tulokset ovat 1,5 mm/s tai alhaisemmat. Nämä tasot varmistavat turvallisen toiminnan ja minimoivat lentokoneen rakenteellisen rasituksen.
Voiko potkurin tasapainotus poistaa kaikki lentokoneen värähtelyt?
Vaikka potkurin tasapainotus vähentää merkittävästi potkuriin liittyviä tärinöitä, se ei voi poistaa kaikkia lentokoneen tärinöitä. Kattava analyysimme paljasti, että moottorin kampiakselin harmoniset yliaallot, mäntäryhmädynamiikka ja rakenteelliset resonanssit vaikuttavat kokonaisvärähtelyyn. Jopa täydellinen potkurin tasapainotus vähentää lentokoneen kokonaisvärähtelyä tyypillisesti vain 1,5-kertaisesti, mikä korostaa kokonaisvaltaisten tärinänhallintamenetelmien tarvetta.
Asiantuntijan suosituksia ilmailualan ammattilaisille
Lentokoneiden käyttäjille:
- Toteuta säännöllinen tärinänvalvonta osana ennaltaehkäiseviä huolto-ohjelmia
- Harkitse kenttäpotkurin tasapainotus parempi kuin luottaa pelkästään tehtaan tasapainotukseen
- Määritä jokaisen laivastosi lentokoneen värähtelyprofiilit
- Kouluta huoltohenkilöstöä asianmukaisissa tasapainotusmenetelmissä ja turvallisuusprotokollissa
Kunnossapitoteknikoille:
- Ota aina huomioon luonnolliset taajuudet tasapainotuskierroslukua valitessasi
- Käytä ammattitason laitteita, kuten Balansetia, tarkkojen mittausten tekemiseen.
- Dokumentoi kaikki tasapainotusmenettelyt laadunvarmistusta ja jäljitettävyyttä varten
- Ymmärrä, että potkurin tasapainotus on vain yksi osa kokonaisvaltaista tärinänhallintaa
Lentäjille:
- Ilmoita epätavallisista tärinöistä välittömästi huoltohenkilöstölle
- Ymmärrä, että eri lentotiloissa voi olla erilaisia värähtelyominaisuuksia
- Huomaa, että jotkin tärinät voivat olla rakenteellisia eivätkä potkuriin liittyviä
- Säännöllisen puolestapuhuja potkurin tasapainotus turvallisuusinvestointina
FI 
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI