איזון מדחפים של מטוסים בתנאי שטח: גישה הנדסית מקצועית
מאת המהנדס הראשי ו.ד. פלדמן
BSTU "Voenmech" על שם DF Ustinov
הפקולטה למערכות נשק וחימוש "E"
מחלקה E7 "מכניקה של גוף מוצק מתעבה"
מהנדס ראשי ומפתח של מכשירי סדרת Balanset
עריכה: נ.א. שלקובנקו
אופטימיזציה על ידי בינה מלאכותית
כאשר מנוע מטוס חווה רעידות מוגזמות במהלך טיסה, זו לא רק בעיה מכנית - זוהי דאגה בטיחותית קריטית הדורשת התייחסות מיידית. מדחפים לא מאוזנים עלולים להוביל לכשלים קטסטרופליים, שיפגעו הן בשלמות המטוס והן בבטיחות הטייס. ניתוח מקיף זה מציג מתודולוגיות שנבדקו בשטח עבור... איזון מדחפים באמצעות ציוד נייד מתקדם, המבוסס על ניסיון מעשי נרחב עם סוגי מטוסים שונים.
1. רקע ומוטיבציה לאיזון מדחפים בשטח
לפני שנתיים וחצי, החל המפעל שלנו בייצור סדרתי של מכשיר "Balanset 1", שתוכנן במיוחד עבור איזון מנגנוני סיבוב במיסבים שלהםגישה מהפכנית זו ל ציוד איזון שדה שינה את האופן שבו אנו ניגשים לתחזוקת מטוסים.
עד כה יוצרו יותר מ-180 סטים, המשמשים ביעילות בתעשיות שונות, כולל ייצור ותפעול של מאווררים, מפוחים, מנועים חשמליים, צירים של מכונות, משאבות, מגרסות, מפרידים, צנטריפוגות, קרדן וגלי ארכובה ומנגנונים אחרים. עם זאת, ה- איזון מדחפים של מטוסים היישום הוכח כאחת הקריטיות והמאתגרות ביותר.
לאחרונה, הארגון שלנו קיבל מספר רב של פניות מארגונים ואנשים פרטיים בנוגע לאפשרות להשתמש בציוד שלנו למטרות איזון מדחפים של מטוסים ומסוקים בתנאי שטחגל זה בעניין משקף את ההכרה הגוברת בחשיבות של גישה נכונה תחזוקת מדחף בבטיחות תעופה.
לרוע המזל, המומחים שלנו, בעלי ניסיון רב שנים באיזון מכונות שונות, מעולם לא התמודדו עם אתגר תעופה ספציפי זה. לכן, העצות וההמלצות שיכולנו לספק ללקוחותינו היו כלליות מאוד ולא תמיד אפשרו להם לפתור ביעילות את הבעיות המורכבות הכרוכות ב... ניתוח רעידות מטוסים and תיקון חוסר איזון במדחף.
מצב זה החל להשתפר באביב זה. זאת הודות לעמדתו הפעילה של ו.ד. צ'בוקוב, שארגן והשתתף באופן פעיל איתנו בעבודה על איזון המדחפים של מטוסי Yak-52 ו-Su-29, אותם הוא מטיס. ניסיונו המעשי בתעופה בשילוב עם המומחיות ההנדסית שלנו יצרו את הבסיס המושלם לפיתוח מטוסים אמינים נהלי איזון מדחפים.
2. איזון מקיף של המדחפים וניתוח רעידות של מטוס האווירובטיקה Yak-52
2.1. מבוא לניטור מתקדם של רעידות במטוסים
בחודשים מאי-יולי 2014, בוצעה עבודה נרחבת בנושא סקר רעידות של מטוסי Yak-52 המצוידים במנוע התעופה M-14P, ו- איזון המדחף הדו-להבי שלומחקר מקיף זה מייצג את אחד הניתוחים המפורטים ביותר של דינמיקת מדחף המטוס שבוצע אי פעם בתנאי שטח.
ה איזון מדחפים בוצע במישור אחד באמצעות ערכת האיזון "Balanset 1", מספר סידורי 149. גישת איזון זו במישור יחיד תוכננה במיוחד עבור איזון דינמי יישומים שבהם יחס אורך-קוטר הרוטור מאפשר תיקון יעיל באמצעות מישור תיקון יחיד.
שיטת המדידה ששימשה במהלך איזון מדחפים מוצג באיור 2.1, אשר ממחיש את מיקום החיישן המדויק הקריטי לדיוק vibration analysis.
במהלך ה תהליך איזון המדחפים, חיישן הרטט (מד תאוצה) 1 הותקן על המכסה הקדמי של תיבת ההילוכים של המנוע באמצעות מערכת הרכבה מגנטית על תושבת שתוכננה במיוחד. מיקום זה מבטיח קליטת אות אופטימלית תוך שמירה על פרוטוקולי בטיחות החיוניים עבור תחזוקת תעופה.
חיישן זווית הפאזה של הלייזר 2 הותקן גם הוא על מכסה תיבת ההילוכים וכיוונו אותו לסמן המחזיר אור שהונח על אחד מלהבי המדחף. תצורה זו מאפשרת מדידה מדויקת של זווית הפאזה, חיונית לקביעת המיקום המדויק של תיקון חוסר איזון במדחף משקולות.
אותות אנלוגיים מהחיישנים הועברו דרך כבלים מוגנים ליחידת המדידה של מכשיר ה-"Balanset 1", שם הם עברו עיבוד מקדים דיגיטלי מתוחכם כדי למנוע רעשים ולשפר את איכות האות.
לאחר מכן נשלחו אותות אלה בצורה דיגיטלית למחשב, שם אלגוריתמים מתקדמים של תוכנה עיבדו את האותות הללו וחישבו את המסה והזווית של משקולת התיקון הנדרשת כדי לפצות על ה... חוסר איזון במדחףגישה חישובית זו מבטיחה דיוק מתמטי ב חישובי איזון.
הערות טכניות:
- Zk - גלגל השיניים הראשי של תיבת ההילוכים
- Zs – לווייני תיבת הילוכים
- Zn - גלגל שיניים נייח של תיבת ההילוכים
2.2. טכניקות וטכנולוגיות מתקדמות שפותחו
במהלך ביצוע עבודה זו, נרכשו מיומנויות קריטיות מסוימות ונלמדה סקירה מקיפה טכנולוגיה לאיזון מדחפי מטוסים בתנאי שטח באמצעות מכשיר "Balanset 1" פותחה, כולל:
- אופטימיזציה של התקנת חיישנים: קביעת המיקומים והשיטות האופטימליים להתקנה (חיבור) של חיישני רטט וזווית פאזה על מבנה המטוס כדי למקסם את איכות האות תוך הבטחת עמידה בדרישות הבטיחות;
- ניתוח תדר תהודה: קביעת תדרי התהודה של מספר אלמנטים מבניים של כלי הטיס (מתלי מנוע, להבי מדחף) כדי למנוע עירור במהלך הליכי איזון;
- בחירת מצב הפעלה: זיהוי תדרי סיבוב המנוע (מצבי פעולה) המבטיחים חוסר איזון שיורי מינימלי במהלך פעולות איזון מדחפים;
- תקני איכות: קביעת סבולות לחוסר איזון שיורי של המדחף בהתאם לתקני תעופה בינלאומיים ודרישות בטיחות.
בנוסף, נתונים יקרי ערך על רמות הרטט של מטוסים הושגו מטוסים המצוידים במנועי M-14P, ותרמו תרומה משמעותית לבסיס הידע בתחום תחזוקת התעופה.
להלן חומרי הדוחות המפורטים שנאספו על סמך תוצאות עבודות אלה. בהם, בנוסף ל- תוצאות איזון מדחפים, נתונים מקיפים על ה- סקרי רעידות מסופקים נתונים של מטוסי Yak-52 ו-Su-29 שהתקבלו במהלך ניסויי קרקע וטיסה.
נתונים אלה עשויים להיות בעלי עניין משמעותי הן לטייסי מטוסים והן למומחים המעורבים ב... תחזוקת מטוסים, המספק תובנות מעשיות לשיפור פרוטוקולי בטיחות תעופה.
במהלך ביצוע עבודה זו, תוך התחשבות בניסיון שנצבר ב... איזון המדחפים של מטוסי ה-Su-29 וה-Yak-52, נערכו מספר מחקרים מקיפים נוספים, ביניהם:
- ניתוח תדרים טבעיים: קביעת התדרים הטבעיים של תנודות המנוע והמדחף של מטוס ה-Yak-52;
- הערכת רעידות טיסה: בדיקת גודל והרכב ספקטרלי של תנודות בתא הטייס השני במהלך הטיסה לאחר איזון מדחפים;
- אופטימיזציה של המערכת: בדיקת גודל והרכב ספקטרלי של תנודות בתא הטייס השני במהלך הטיסה לאחר איזון מדחפים והתאמת עוצמת ההידוק של בולמי הזעזועים של המנוע.
2.2. תוצאות מחקרים על תדרים טבעיים של תנודות מנוע ומדחף
התדרים הטבעיים של תנודות המנוע, המותקנים על בולמי זעזועים בגוף המטוס, נקבעו באמצעות מנתח ספקטרום מקצועי מדגם AD-3527 של A&D (יפן) באמצעות עירור מבוקר של תנודות המנוע עקב פגיעה. מתודולוגיה זו מייצגת את תקן הזהב ב... ניתוח רעידות מטוסים.
בספקטרום התנודות הטבעיות של מתלי מנוע המטוס Yak-52, שדוגמה להן מוצגת באיור 2.2, זוהו ארבעה תדרים עיקריים בדיוק רב: 20 הרץ, 74 הרץ, 94 הרץ, 120 הרץ. תדרים אלה קריטיים להבנת... התנהגות דינמית של כלי טיס ואופטימיזציה נהלי איזון מדחפים.
ניתוח תדירות והשלכות:
התדרים 74 הרץ, 94 הרץ ו-120 הרץ קשורים ככל הנראה למאפיינים הספציפיים של מערכת ההרכבה של המנוע (מתלים) לגוף המטוס. יש להימנע מתדרים אלה בזהירות במהלך פעולות איזון מדחפים כדי למנוע עירור תהודה.
התדר 20 הרץ קשור ככל הנראה לתנודות הטבעיות של המטוס השלם על שלדת הנחיתה, המייצגות מצב בסיסי של מבנה המטוס כולו.
התדרים הטבעיים של להבי המדחף נקבעו גם הם באמצעות אותה שיטת עירור פגיעה קפדנית, מה שהבטיח עקביות במתודולוגיית המדידה.
בניתוח מקיף זה זוהו ארבעה תדרים עיקריים: 36 הרץ, 80 הרץ, 104 הרץ ו-134 הרץ. תדרים אלה מייצגים אופני רטט שונים של להבי המדחף והם חיוניים עבור אופטימיזציה של איזון מדחפים.
משמעות הנדסית:
נתונים על התדרים הטבעיים של מדחף מטוס Yak-52 ותנודות המנוע יכולים להיות חשובים במיוחד בבחירת תדירות סיבוב המדחף משמש במהלך איזון. התנאי העיקרי לבחירת תדר זה הוא להבטיח את ניתוקו המרבי האפשרי מהתדרים הטבעיים של רכיבי המבנה של המטוס, ובכך להימנע מתנאי תהודה שעלולים להגביר ויברציות במקום להפחית אותן.
בנוסף, הכרת התדרים הטבעיים של רכיבים וחלקים בודדים של המטוס יכולה להיות שימושית ביותר לזיהוי הגורמים לעליות חדות (במקרה של תהודה) ברכיבים מסוימים של ספקטרום הרטט במצבי מהירות מנוע שונים, מה שמאפשר אסטרטגיות תחזוקה ניבוייות.
2.3. תוצאות איזון מדחפים וניתוח ביצועים
כפי שצוין לעיל, ה- איזון מדחפים בוצע במישור אחד, וכתוצאה מכך פיצוי יעיל על חוסר האיזון בכוח של המדחף באופן דינמי. גישה זו מתאימה במיוחד למדחפים שבהם הממד הצירי קטן יחסית בהשוואה לקוטר.
מְבַצֵעַ איזון דינמי בשני מישורים, אשר תיאורטית הייתה מאפשרת פיצוי על חוסר איזון הן בכוח והן במומנט של המדחף, לא הייתה אפשרית מבחינה טכנית, שכן תכנון המדחף שהותקן על מטוס יאק-52 מאפשר יצירת מישור תיקון נגיש אחד בלבד. אילוץ זה נפוץ במתקנות מדחפים רבות של מטוסים.
ה איזון מדחפים בוצע בתדר סיבוב שנבחר בקפידה של 1150 סל"ד (60% מקסימום), שבו ניתן היה להשיג את תוצאות מדידת הרטט היציבות ביותר הן מבחינת משרעת והן מבחינת פאזה מתחילת הפעולה. בחירת תדר זו הייתה קריטית להבטחת חזרתיות ודיוק המדידה.
ה הליך איזון המדחף עקבו אחר תוכנית "שתי ריצות" הסטנדרטית בתעשייה, המספקת תוצאות חזקות מבחינה מתמטית:
- מדידה ראשונית: במהלך הריצה הראשונה, נקבעו בדיוק רב אמפליטודת ומופע הרטט בתדר הסיבוב של המדחף במצבו ההתחלתי.
- ריצת משקל ניסיון: במהלך ההפעלה השנייה, נקבעו משרעת ומופע הרטט בתדר הסיבוב של המדחף לאחר התקנת מסת ניסיון מחושבת במדויק של 7 גרם על המדחף.
- שלב החישוב: בהתבסס על נתונים מקיפים אלה, חושבו המסה M = 19.5 גרם וזווית ההתקנה של משקולת התיקון F = 32° באמצעות אלגוריתמים מתוחכמים של תוכנה.
אתגר ופתרון יישום מעשי:
בשל מאפייני התכנון של המדחף, שאינם מאפשרים התקנת משקולת תיקון בזווית הנדרשת תאורטית של 32°, הותקנו שתי משקולות שוות ערך באופן אסטרטגי על המדחף כדי להשיג את אותו אפקט סכום וקטורי:
- משקל M1 = 14 גרם בזווית F1 = 0° (מיקום ייחוס)
- משקל M2 = 8.3 גרם בזווית F2 = 60° (מיקום אופסט)
גישה כפולה זו מדגימה את הגמישות הנדרשת באופן מעשי איזון מדחפים של מטוסים פעולות, שבהן יש להתאים פתרונות תיאורטיים לאילוצים של העולם האמיתי.
תוצאות כמותיות שהושגו:
לאחר התקנת משקולות התיקון שצוינו על המדחף, הרטט נמדד בתדר סיבוב של 1150 סל"ד וקשור ל... חוסר איזון במדחף ירד באופן דרמטי מ 10.2 מ"מ/שנייה במצב ההתחלתי ל 4.2 מ"מ/שנייה לאחר איזון – המייצג א שיפור 59% בהפחתת רעידות.
מבחינת כימות חוסר האיזון בפועל, חוסר האיזון במדחף ירד מ- 2340 גרם*מ"מ אֶל 963 גרם*מ"מ, המדגימה את יעילותו של ה- הליך איזון שדה.
2.4. הערכת רעידות מקיפה בתדרי פעולה מרובים
תוצאות בדיקת הרטט של מטוס Yak-52, שבוצעו במצבי פעולה אחרים של המנוע והתקבלו במהלך בדיקות קרקע מקיפות, מוצגות בטבלה 2.1. ניתוח רב-תדרים זה מספק תובנות מכריעות לגבי יעילותם של איזון מדחפים על פני כל המעטפת התפעולית.
כפי שניתן לראות בבירור מהטבלה, ה- איזון מדחפים שבוצעה השפיעה באופן חיובי על מאפייני הרטט של מטוס Yak-52 בכל מצבי הפעולה שלו, והדגימה את חוסנו של פתרון האיזון.
טבלה 2.1. תוצאות רעידות על פני מצבי פעולה שונים
| № | הגדרת עוצמת מנוע (%) | תדירות סיבוב המדחף (סל"ד) | מהירות רטט RMS (מ"מ/שנייה) | דירוג שיפור |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 | מְעוּלֶה |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 | בּוֹלֵט |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 | בּוֹלֵט |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 | יוֹצֵא דוֹפֶן |
2.5. ניתוח רעידות בטיסה לפני ואחרי כוונון בולם זעזועים
יתר על כן, במהלך בדיקות קרקע מקיפות, ירידה משמעותית ב רטט של מטוסים זוהה עם עלייה בתדירות סיבוב המדחף. תופעה זו מספקת תובנות חשובות לגבי הקשר בין פרמטרי הפעלה לבין מאפייני רטט של מטוסים.
ניתן להסביר את הפחתת הרעידות הזו על ידי מידה גדולה יותר של שינוי תדר סיבוב המדחף מתדר התנודה הטבעי של המטוס בשלדה (ככל הנראה 20 הרץ), המתרחש כאשר תדר סיבוב המדחף עולה. זה מדגים את החשיבות של הבנת התנהגות דינמית של כלי טיס להפעלה אופטימלית.
בנוסף לבדיקות הרטט המקיפות שבוצעו לאחר איזון מדחפים על הקרקע (ראה סעיף 2.3), בוצעו מדידות רעידות מפורטות של מטוס היאק-52 בטיסה באמצעות מכשור מתקדם.
מתודולוגיית ניסויי טיסה: נמדדו רעידות בטיסה בתא הטייס השני בכיוון אנכי באמצעות מנתח ספקטרום רעידות נייד מדגם AD-3527 של A&D (יפן) בטווח תדרים שבין 5 ל-200 (500) הרץ. טווח תדרים מקיף זה מבטיח לכידה של כל רכיבי הרעידות המשמעותיים.
מדידות נערכו באופן שיטתי בחמישה מצבי מהירות מנוע עיקריים, השווים בהתאמה ל-60%, 65%, 70% ו-82% מתדר הסיבוב המרבי שלו, מה שמספק ניתוח ספקטרום תפעולי מלא.
תוצאות המדידה, שבוצעו לפני כוונון בולמי הזעזועים, מוצגות בטבלה 2.2 המקיפה להלן.
טבלה 2.2. ניתוח מפורט של רכיבי ספקטרום הרטט
| מצב | כוח (%) | סל"ד | Vв1 (הרץ) | אמפר Vв1 | Vн (הרץ) | אמפר Vн | Vк1 (הרץ) | אמפר Vк1 | Vв2 (הרץ) | אמפר Vв2 | Vк2 (הרץ) | אמפר Vк2 | סך הכל V∑ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
כדוגמאות לניתוח ספקטרלי מפורט, איורים 2.3 ו-2.4 מציגים את גרפי הספקטרום בפועל שהתקבלו בעת מדידת רעידות בתא הנוסעים של מטוס Yak-52 במצבים של 60% ו-94% ששימשו לאיסוף נתונים מקיף בטבלה 2.2.
ניתוח ספקטרום מקיף:
כפי שניתן לראות מטבלה 2.2, המרכיבים העיקריים של הרטט הנמדד בתא הטייס השני מופיעים בתדרי סיבוב המדחף Vв1 (מודגש בצהוב), גל ארכובה Vк1 (מסומן בכחול), והנעת מדחס האוויר (ו/או חיישן התדר) Vн (מודגש בירוק), כמו גם בהרמוניות הגבוהות יותר שלהם Vв2,Vв4,Vв5, ו-Vк2,Vк3.
הרטט הכולל המרבי V∑ נמצא במצבי מהירות של 82% (1580 סל"ד של המדחף) ו-94% (1830 סל"ד), דבר המצביע על תנאי תהודה ספציפיים בנקודות פעולה קריטיות אלו.
המרכיב העיקרי של רטט זה מופיע בהרמונית השנייה של תדר סיבוב גל ארכובה של המנוע Vк2 ומגיע בהתאמה לערכים משמעותיים של 12.5 מ"מ/שנייה בתדירות של 4800 מחזורים/דקה ו-15.8 מ"מ/שנייה בתדירות של 5520 מחזורים/דקה.
ניתוח הנדסי וזיהוי גורמי שורש:
ניתן להניח באופן סביר שרכיב רעידות משמעותי זה קשור לפעולת קבוצת הבוכנות של המנוע (תהליכי פגיעה המתרחשים במהלך תנועה כפולה של הבוכנות לכל סיבוב גל ארכובה אחד), המייצג את הדינמיקה הבסיסית של המנוע.
העלייה החדה של רכיב זה במצבים 82% (נומינלי ראשון) ו-94% (המראה) נגרמת ככל הנראה לא מפגמים מכניים בקבוצת הבוכנות, אלא מתנודות התהודה של המנוע המותקנות בגוף המטוס על בולמי זעזועים.
מסקנה זו נתמכת מאוד על ידי תוצאות הניסוי שנדונו קודם לכן של בדיקת התדרים הטבעיים של תנודות מתלי המנוע, שבספקטרום שלהן ישנם 74 הרץ (4440 מחזורים/דקה), 94 הרץ (5640 מחזורים/דקה) ו-120 הרץ (7200 מחזורים/דקה).
שניים מהתדרים הטבעיים הללו, 74 הרץ ו-94 הרץ, קרובים באופן משמעותי לתדרים ההרמוניים השניים של סיבוב גל הארכובה, המתרחשים במצבי הנומינל הראשון וההמראה של המנוע, ויוצרים תנאי תהודה קלאסיים.
עקב התנודות המשמעותיות בהרמוניה השנייה של גל הארכובה שנמצאו במהלך בדיקות התנודה המקיפות במצבי הנומינליים הראשונים וההמראה של המנוע, בוצעה בדיקה והתאמה שיטתית של כוח ההידוק של בולמי הזעזועים של מתלי המנוע.
תוצאות הבדיקה ההשוואתיות שהתקבלו לפני ואחרי התאמת בולמי הזעזועים לתדירות סיבוב המדחף (Vв1) וההרמוניה השנייה של תדר סיבוב גל הארכובה (Vк2) מוצגים בטבלה 2.3.
טבלה 2.3. ניתוח פגיעה של כוונון בולם זעזועים
| מצב | כוח (%) | סל"ד (לפני/אחרי) | Vв1 לִפנֵי | Vв1 לְאַחַר | Vк2 לִפנֵי | Vк2 לְאַחַר | הַשׁבָּחָה |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 / 1140 | 4.4 | 3.3 | 3.6 | 3.0 | לְמַתֵן |
| 2 | 65 | 1244 / 1260 | 3.5 | 3.5 | 4.1 | 4.3 | מִינִימָלִי |
| 3 | 70 | 1342 / 1350 | 2.8 | 3.3 | 2.9 | 1.2 | מַשְׁמָעוּתִי |
| 4 | 82 | 1580 / 1590 | 4.7 | 4.2 | 12.5 | 16.7 | התדרדר |
| 5 | 94 | 1830 / 1860 | 2.2 | 2.7 | 15.8 | 15.2 | קָלוּשׁ |
כפי שניתן לראות מטבלה 2.3, כוונון בולמי הזעזועים לא הוביל לשיפורים משמעותיים ברכיבי הרטט העיקריים של המטוס, ובמקרים מסוימים אף הביא להידרדרות קלה.
ניתוח יעילות איזון מדחפים:
כמו כן יש לציין כי אמפליטודה של הרכיב הספקטרלי הקשורה ל- חוסר איזון במדחף Vв1, שזוהה במצבים 82% ו-94% (ראה טבלאות 2.2 ו-2.3), נמוך פי 3-7 בהתאמה מהאמפליטודות של Vк2, נוכחים במצבים אלה. זה מדגים ש- איזון מדחפים היה יעיל ביותר בטיפול במקור העיקרי של רעידות הקשורות למדחף.
במצבי טיסה אחרים, הרכיב Vв1 נע בין 2.8 ל-4.4 מ"מ/שנייה, המייצגים רמות מקובלות לפעולה רגילה של מטוס.
יתר על כן, כפי שניתן לראות בטבלאות 2.2 ו-2.3, השינויים בו בעת המעבר ממצב אחד לאחר נקבעים בעיקר לא על ידי איכות ה איזון מדחפים, אלא לפי מידת הסטייה של תדר סיבוב המדחף מהתדרים הטבעיים של אלמנטים מבניים שונים של המטוס.
2.6. מסקנות מקצועיות והמלצות הנדסיות
2.6.1. יעילות איזון המדחף
ה איזון מדחף מטוס Yak-52, שבוצע בתדר סיבוב מדחף של 1150 סל"ד (60%), השיג בהצלחה הפחתה משמעותית ברעידות המדחף מ-10.2 מ"מ/שנייה ל-4.2 מ"מ/שנייה, מה שמייצג שיפור משמעותי בחלקות הפעולה של המטוס.
לאור הניסיון הרב שנצבר במהלך איזון מדחפי מטוסי Yak-52 ו-Su-29 באמצעות מכשיר "Balanset-1" ברמה מקצועית, ניתן להניח בביטחון כי קיימת אפשרות ריאלית להשיג הפחתות נוספות ברמת הרטט של מדחף מטוס Yak-52.
שיפור נוסף זה ניתן להשיג, בפרט, על ידי בחירת תדר סיבוב מדחף שונה (גבוה יותר) במהלך תהליך האיזון שלו, מה שמאפשר סטייה גדולה יותר מתדר התנודה הטבעי של המטוס של 20 הרץ (1200 מחזורים/דקה), אשר זוהה במדויק במהלך הבדיקות המקיפות.
2.6.2. ניתוח רעידות רב-מקוריות
כפי שהודגם על ידי תוצאות מבחני הרטט המקיפים של מטוס ה-Yak-52 בטיסה, ספקטרום הרטט שלו (בנוסף לרכיב הנ"ל המופיע בתדר סיבוב המדחף) מכיל מספר רכיבים משמעותיים נוספים הקשורים לפעולת גל הארכובה, קבוצת הבוכנות של המנוע, וכן להנעת מדחס האוויר (ו/או חיישן התדר).
עוצמות התנודות הללו במצבים 60%, 65% ו-70% דומות לעוצמת התנודה הקשורה ל- חוסר איזון במדחף, דבר המצביע על כך שמקורות רטט מרובים תורמים לחתימת הרטט הכוללת של כלי הטיס.
ניתוח מפורט של תנודות אלו מראה שאפילו ביטול מוחלט של תנודות מה חוסר איזון במדחף יפחית את סך רעידות המטוס במצבים אלה לא יותר מפי 1.5, מה שמדגיש את החשיבות של גישה הוליסטית ל ניהול רעידות מטוסים.
2.6.3. זיהוי מצבי פעולה קריטיים
הרטט הכולל המרבי V∑ של מטוס יאק-52 נמצא במצבי מהירות של 82% (1580 סל"ד של המדחף) ו-94% (1830 סל"ד של המדחף), מה שזיהה אלה כתנאי תפעול קריטיים הדורשים תשומת לב מיוחדת.
המרכיב העיקרי של רטט זה מופיע בהרמונית השנייה של תדר סיבוב גל ארכובה של המנוע Vк2 (בתדרים של 4800 מחזורים/דקה או 5520 מחזורים/דקה), כאשר הוא מגיע בהתאמה לערכים נוגעים לערך של 12.5 מ"מ/שנייה ו-15.8 מ"מ/שנייה.
ניתן להסיק באופן סביר כי רכיב זה קשור לפעולה הבסיסית של קבוצת הבוכנות של המנוע (תהליכי פגיעה המתרחשים במהלך תנועה כפולה של הבוכנות לכל סיבוב גל ארכובה אחד).
העלייה החדה של רכיב זה במצבים של 82% (נומינלי ראשון) ו-94% (המראה) נגרמת ככל הנראה לא על ידי פגמים מכניים בקבוצת הבוכנה, אלא על ידי תנודות תהודה של המנוע המותקן בגוף המטוס על בולמי זעזועים.
הכוונון השיטתי של בולמי הזעזועים שבוצע במהלך הבדיקות לא הוביל לשיפורים משמעותיים במאפייני הרטט.
ניתן להניח כי מצב זה ייחשב כשיקול עיצובי על ידי מפתחי המטוסים בעת בחירת מערכת הרכבה (מתלים) של המנוע בגוף המטוס, דבר המצביע על תחומים פוטנציאליים לאופטימיזציה עתידית של עיצוב המטוסים.
2.6.4. המלצות לניטור אבחוני
הנתונים המקיפים שהתקבלו במהלך איזון מדחפים ובדיקות רטט נוספות (ראה תוצאות בדיקות טיסה בסעיף 2.5) מאפשרות להסיק כי תקופתיות ניטור רעידות יכול להיות שימושי ביותר להערכת אבחון של המצב הטכני של מנוע המטוס.
ניתן לבצע עבודת אבחון כזו ביעילות, למשל, באמצעות מכשיר המקצועי "Balanset-1", שבו תוכנה מתקדמת כוללת פונקציות מתוחכמות של ניתוח רעידות ספקטרליות, המאפשרות אסטרטגיות תחזוקה חזויות.
3. תוצאות מקיפות של איזון סקר המדחף והרטט של מטוס האווירובטי Su-29 ב-MTV-9-KC/CL 260-27
3.1. מבוא לאיזון מדחפים בעל שלושה להבים
ב-15 ביוני 2014, המחקר המקיף איזון המדחף בעל שלושת הלהבים MTV-9-KC/CL 260-27 של מנוע התעופה M-14P של מטוס האווירובטיקה Su-29 בוצע באמצעות טכניקות איזון שדה מתקדמות.
על פי היצרן, המדחף איזן סטטי ראשוני במפעל, כפי שמעיד נוכחות משקולת מתקנת במישור 1, שהותקנה במפעל הייצור. עם זאת, כפי שגילה הניתוח שלנו מאוחר יותר, איזון במפעל לעיתים קרובות מתגלה כבלתי מספק לביצועים אופטימליים בשטח.
ה איזון המדחף, שהותקן ישירות על מטוס ה-Su-29, בוצע באמצעות ערכת איזון הרטט "Balanset-1" ברמה מקצועית, מספר סידורי 149, המדגימה את יעילותה של ציוד איזון שדה עבור יישומי תעופה.
שיטת המדידה ששימשה במהלך איזון מדחפים ההליך מוצג באיור 3.1, וממחיש את הדיוק הנדרש עבור איזון מדחף בעל שלושה להבים.
במהלך ה תהליך איזון המדחפים, חיישן הרטט (מד תאוצה) 1 הותקן על בית תיבת ההילוכים של המנוע באמצעות מערכת הרכבה מגנטית על תושבת שתוכננה במיוחד, מה שהבטיח קליטת אות אופטימלית עבור ניתוח רעידות מטוסים.
חיישן זווית הפאזה של הלייזר 2 הותקן גם הוא על בית תיבת ההילוכים וכיוונו אותו לסמן המחזיר אור שהונח על אחד מלהבי המדחף, מה שאפשר מדידה מדויקת של זווית הפאזה החיונית למדידת זווית מדויקת. תיקון חוסר איזון במדחף.
אותות אנלוגיים מהחיישנים הועברו דרך כבלים מוגנים ליחידת המדידה של מכשיר ה-"Balanset-1", שם הם עברו עיבוד מקדים דיגיטלי מתוחכם כדי להבטיח איכות ודיוק של האות.
לאחר מכן נשלחו אותות אלה בצורה דיגיטלית למחשב, שם בוצע עיבוד תוכנה מתקדם של אותות אלה והמסה והזווית של המשקל המתוקן הנדרשות כדי לפצות על ה... חוסר איזון במדחף חושבו בדיוק מתמטי.
מפרט טכני של תיבת ההילוכים:
- זק גלגל השיניים הראשי של תיבת ההילוכים עם 75 שיניים
- זג – לוויני תיבת הילוכים בכמות של 6 חלקים עם 18 שיניים כל אחד
- זn – גלגל שיניים נייח של תיבת ההילוכים עם 39 שיניים
לפני ביצוע עבודה מקיפה זו, בהתחשב בניסיון היקר שנצבר איזון מדחף מטוס Yak-52, בוצעו מספר מחקרים קריטיים נוספים, ביניהם:
- ניתוח תדרים טבעיים: קביעת התדרים הטבעיים של תנודות המנוע והמדחף של מטוס ה-Su-29 כדי לייעל את פרמטרי האיזון;
- הערכת רעידות בסיסית: בדיקת העוצמה וההרכב הספקטרלי של הרטט הראשוני בתא הטייס השני לפני איזון לקביעת תנאי בסיס.
3.2. תוצאות מחקרים על תדרים טבעיים של תנודות מנוע ומדחף
התדרים הטבעיים של תנודות המנוע, המותקנים על בולמי זעזועים בגוף המטוס, נקבעו באמצעות מנתח הספקטרום המקצועי AD-3527 של A&D (יפן) באמצעות עירור מבוקר של תנודות המנוע כתוצאה מפגיעה, מה שמבטיח מדויקות. ניתוח רעידות מטוסים.
בספקטרום התנודות הטבעיות של מתלי המנוע (ראה איור 3.2), זוהו שישה תדרים עיקריים בדיוק רב: 16 הרץ, 22 הרץ, 37 הרץ, 66 הרץ, 88 הרץ, 120 הרץ. ניתוח תדרים מקיף זה חיוני לאופטימיזציה נהלי איזון מדחפים.
ניתוח תדרים ופרשנות הנדסית:
מבין התדרים שזוהו, ההנחה היא שהתדרים 66 הרץ, 88 הרץ ו-120 הרץ קשורים ישירות למאפיינים הספציפיים של מערכת ההרכבה של המנוע (מתלים) לגוף המטוס, ומייצגים תהודות מבניות שיש להימנע מהן במהלך... פעולות איזון מדחפים.
התדרים 16 הרץ ו-22 הרץ קשורים ככל הנראה לתנודות הטבעיות של המטוס השלם על גבי השלדה, המייצגות מצבים מבניים בסיסיים של המטוס.
התדר 37 הרץ קשור כנראה לתדר הטבעי של תנודות להבי המדחף של המטוס, המייצג מאפיין דינמי קריטי של המדחף.
הנחה זו מאוששת על ידי תוצאות בדיקת התדרים הטבעיים של תנודות המדחף, שהתקבלו גם הן בשיטת עירור הפגיעה הקפדנית.
בספקטרום התנודות הטבעיות של להב המדחף (ראה איור 3.3), זוהו שלושה תדרים עיקריים: 37 הרץ, 100 הרץ ו-174 הרץ, המאשרים את המתאם בין התדרים הטבעיים של המדחף למנוע.
משמעות הנדסית לאיזון מדחפים:
נתונים על התדרים הטבעיים של להב המדחף ותנודות המנוע של מטוס ה-Su-29 יכולים להיות חשובים במיוחד בבחירת ה... תדירות סיבוב המדחף משמש במהלך איזון. התנאי העיקרי לבחירת תדר זה הוא להבטיח את ניתוקו המרבי האפשרי מהתדרים הטבעיים של רכיבי המבנה של המטוס.
יתר על כן, הכרת התדרים הטבעיים של רכיבים וחלקים בודדים של המטוס יכולה להיות שימושית ביותר לזיהוי הגורמים לעליות חדות (במקרה של תהודה) ברכיבים מסוימים של ספקטרום הרטט במצבי מהירות מנוע שונים, מה שמאפשר אסטרטגיות תחזוקה ניבוייות.
3.3. בדיקת רטט בתא הטייס השני של מטוס ה-Su-29 על הקרקע לפני האיזון
מאפייני הרטט הראשוניים של מטוס ה-Su-29, שזוהו קודם לכן איזון מדחפים, נמדדו בתא הטייס השני בכיוון אנכי באמצעות מנתח ספקטרום רטט נייד מדגם AD-3527 של A&D (יפן) בטווח התדרים שבין 5 ל-200 הרץ.
מדידות בוצעו באופן שיטתי בארבעה מצבי מהירות מנוע עיקריים, בהתאמה שווים ל-60%, 65%, 70% ו-82% מתדירות הסיבוב המרבית שלו, וסיפקו נתוני בסיס מקיפים עבור ניתוח רעידות מטוסים.
התוצאות המקיפות שהתקבלו מוצגות בטבלה 3.1.
טבלה 3.1. ניתוח רעידות בסיסיות לפני איזון המדחף
| מצב | כוח (%) | סל"ד | Vв1 (מ"מ/שנייה) | Vн (מ"מ/שנייה) | Vк1 (מ"מ/שנייה) | Vв3 (מ"מ/שנייה) | Vк2 (מ"מ/שנייה) | סך הכל V∑ (מ"מ/שנייה) | הַעֲרָכָה |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1150 | 5.4 | 2.6 | 2.0 | – | – | 8.0 | לְמַתֵן |
| 2 | 65 | 1240 | 5.7 | 2.4 | 3.2 | – | – | 10.6 | מוּרָם |
| 3 | 70 | 1320 | 5.2 | 3.0 | 2.5 | – | – | 11.5 | גָבוֹהַ |
| 4 | 82 | 1580 | 3.2 | 1.5 | 3.0 | – | 8.5 | 9.7 | מוּרָם |
כפי שניתן לראות בטבלה 3.1, המרכיבים העיקריים של הרטט מופיעים בתדרי סיבוב המדחף Vв1, גל ארכובה Vк1, והנעת מדחס האוויר (ו/או חיישן התדר) Vн, כמו גם בהרמונית השנייה של גל הארכובה Vк2 ואולי ההרמונית השלישית (להב) של המדחף Vв3, אשר קרוב בתדר להרמונית השנייה של גל הארכובה.
ניתוח מפורט של רכיבי הרטט:
יתר על כן, בספקטרום הרטט במצב מהירות 60%, נמצא רכיב לא מזוהה עם הספקטרום המחושב בתדר של 6120 מחזורים/דקה, אשר עשוי להיגרם על ידי תהודה בתדר של כ-100 הרץ של אחד המרכיבים המבניים של המטוס. אלמנט כזה יכול להיות המדחף, שאחד התדרים הטבעיים שלו הוא 100 הרץ, דבר המדגים את אופיו המורכב של חתימות רטט של מטוסים.
הרטט הכולל המרבי של המטוס V∑, שהגיעה ל-11.5 מ"מ/שנייה, נמצאה במצב מהירות 70%, דבר המצביע על מצב הפעלה קריטי הדורש תשומת לב.
המרכיב העיקרי של הרטט הכולל במצב זה מופיע בהרמונית השנייה (4020 מחזורים לדקה) של תדר סיבוב גל ארכובה של המנוע Vк2 ושווה ל-10.8 מ"מ/שנייה, המייצג מקור רעידות משמעותי.
ניתוח גורם שורש:
ניתן להניח באופן סביר שרכיב זה קשור לפעולה הבסיסית של קבוצת הבוכנות של המנוע (תהליכי פגיעה המתרחשים במהלך תנועה כפולה של הבוכנות לכל סיבוב גל ארכובה אחד).
העלייה החדה של רכיב זה במצב 70% נובעת כנראה מתנודות התהודה של אחד האלמנטים המבניים של המטוס (מתליית מנוע בגוף המטוס) בתדר של 67 הרץ (4020 מחזורים/דקה).
יש לציין כי בנוסף להפרעות הפגיעה הקשורות לפעולת קבוצת הבוכנה, עוצמת הרטט בטווח תדרים זה עשויה להיות מושפעת מהכוח האווירודינמי המתבטא בתדר הלהב של המדחף (Vв3).
במצבי המהירות 65% ו-82%, עלייה ניכרת ברכיב Vк2 (וв3) נצפה גם, מה שניתן להסביר גם על ידי תנודות התהודה של רכיבי מטוס בודדים.
אמפליטודה של הרכיב הספקטרלי הקשור ל- חוסר איזון במדחף Vв1, שזוהה במצבי המהירות העיקריים לפני האיזון, נע בין 2.4 ל-5.7 מ"מ לשנייה, שהוא בדרך כלל נמוך מערך Vк2 במצבים המתאימים.
יתרה מכך, כפי שניתן לראות מטבלה 3.1, השינויים שלו בעת מעבר ממצב אחד למשנהו נקבעים לא רק על ידי איכות האיזון אלא גם על ידי מידת ניתוק תדירות סיבוב המדחף מהתדרים הטבעיים של האלמנטים המבניים של המטוס.
3.4. תוצאות איזון מדחפים וניתוח ביצועים
ה איזון מדחפים בוצע במישור אחד בתדר סיבוב שנבחר בקפידה. כתוצאה מאיזון כזה, חוסר האיזון הדינמי של המדחף פוצה ביעילות, מה שמדגים את יעילותו של איזון במישור יחיד עבור תצורת מדחף שלושה להבים זו.
פרוטוקול האיזון המפורט מופיע להלן בנספח 1, המתעד את ההליך המלא לאבטחת איכות ועיון עתידי.
ה איזון מדחפים בוצע בתדר סיבוב מדחף של 1350 סל"ד וכלל שתי מדידות מדויקות בהתאם להליכים סטנדרטיים בתעשייה.
נוהל איזון שיטתי:
- מדידת מצב התחלתית: במהלך הריצה הראשונה, נקבעו בדיוק רב האמפליטודה והפאזה של הרטט בתדר סיבוב המדחף במצב ההתחלתי.
- מדידת משקל ניסיון: במהלך הריצה השנייה, נקבעו משרעת ושלב הרטט בתדירות סיבוב המדחף לאחר התקנת מסה נסיונית במשקל ידוע על המדחף.
- חישוב ויישום: בהתבסס על תוצאות המדידות הללו, נקבעו המסה וזווית ההתקנה של משקולת התיקון במישור 1 באמצעות אלגוריתמים חישוביים מתקדמים.
תוצאות איזון יוצאות דופן שהושגו:
לאחר התקנת הערך המחושב של המשקל המתקן על המדחף, שהיה 40.9 גרם, הרטט במצב מהירות זה ירד באופן דרמטי מ- 6.7 מ"מ/שנייה במצב ההתחלתי ל 1.5 מ"מ/שנייה לאחר איזון - המייצג דבר יוצא דופן שיפור 78% בהפחתת רעידות.
רמת הרטט הקשורה ל- חוסר איזון במדחף גם במצבי מהירות אחרים ירדה משמעותית ונשארה בטווח המקובל של 1 עד 2.5 מ"מ/שנייה לאחר האיזון, דבר המדגים את חוסנו של פתרון האיזון על פני כל המעטפת התפעולית.
אימות השפעת איכות האיזון על רמת הרטט של המטוס בטיסה לא בוצע למרבה הצער עקב נזק מקרי שנגרם למדחף זה במהלך אחת מטיסות האימון, דבר המדגיש את החשיבות של ביצוע בדיקות מקיפות מיד לאחר הליכי האיזון.
הבדלים משמעותיים מאיזון במפעל:
יש לציין כי התוצאה שהתקבלה במהלך פעולה זו איזון מדחפים בשטח שונה באופן משמעותי מתוצאת האיזון במפעל, דבר המדגיש את החשיבות של איזון מדחפים בתצורת ההפעלה בפועל.
באופן מיוחד:
- הפחתת רעידות: הרטט בתדירות סיבוב המדחף לאחר האיזון שלו באתר ההתקנה הקבוע (על פיר הפלט של תיבת ההילוכים של מטוס Su-29) הופחת ביותר מפי 4;
- תיקון מיקום משקל: המשקל המתקן שהותקן במהלך תהליך איזון השדה הוזז יחסית למשקל שהותקן במפעל הייצור בכ-130 מעלות, דבר המצביע על הבדלים משמעותיים בין דרישות האיזון במפעל לדרישות האיזון בשטח.
גורמי שורש אפשריים:
סיבות אפשריות לפער משמעותי זה עשויות להיות:
- סבילות ייצור: שגיאות במערכת המדידה של מעמד האיזון של היצרן (לא סביר אך אפשרי);
- בעיות בציוד המפעל: שגיאות גיאומטריות של מיקומי ההרכבה של צימוד הציר של מכונת האיזון של היצרן, המובילות ליציאה רדיאלית של המדחף כשהוא מותקן על הציר;
- גורמי התקנת מטוסים: שגיאות גיאומטריות של מיקומי ההרכבה של צימוד פיר הפלט של תיבת ההילוכים של המטוס, המובילות ליציאה רדיאלית של המדחף כאשר מותקן על פיר תיבת ההילוכים.
3.5. מסקנות מקצועיות והמלצות הנדסיות
3.5.1. ביצועי איזון יוצאי דופן
ה איזון מדחף מטוס ה-Su-29, שבוצע במישור אחד בתדר סיבוב מדחף של 1350 סל"ד (70%), השיג בהצלחה הפחתה ניכרת ברעידות המדחף מ-6.7 מ"מ/שנייה ל-1.5 מ"מ/שנייה, מה שמדגים את היעילות יוצאת הדופן של איזון מדחפים בשטח טכניקות.
רמת הרטט הקשורה ל- חוסר איזון במדחף במצבי מהירות אחרים גם הם ירדו משמעותית ונשארו בטווח המקובל ביותר של 1 עד 2.5 מ"מ/שנייה, מה שמאשר את חוסנו של פתרון האיזון על פני כל ספקטרום הפעולה.
3.5.2. המלצות לאבטחת איכות
כדי להבהיר את הסיבות האפשריות לתוצאות האיזון הלא מספקות שבוצעו במפעל הייצור, מומלץ מאוד לבדוק את הסיבוב הרדיאלי של המדחף על ציר המוצא של תיבת ההילוכים של מנוע המטוס, שכן זה מייצג גורם קריטי בהשגת כיוון אופטימלי. תוצאות איזון מדחפים.
חקירה זו תספק תובנות חשובות לגבי ההבדלים בין מפעלים לבין איזון שדה דרישות, מה שעשוי להוביל לשיפור תהליכי הייצור ונהלי בקרת האיכות.
נספח 1: פרוטוקול איזון מקצועי
פרוטוקול איזון מקיף
מדחף MTV-9-KC/CL 260-27 של המטוס האווירובטי Su-29
1. לקוח: ו.ד. צ'בוקוב
2. אתר התקנת המדחף: פיר המוצא של תיבת ההילוכים של מטוס ה-Su-29
3. סוג מדחף: MTV-9-KC/CL 260-27
4. שיטת איזון: מורכב באתר (במיסבים משלו), במישור אחד
5. תדירות סיבוב המדחף במהלך איזון, סל"ד: 1350
6. דגם, מספר סידורי ויצרן של התקן האיזון: "Balanset-1", מספר סידורי 149
7. מסמכים רגולטוריים המשמשים במהלך האיזון:
7.1. _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. תאריך איזון: 15.06.2014
9. טבלת סיכום של תוצאות האיזון:
| № | תוצאות מדידה | רטט (מ"מ/שנייה) | חוסר איזון (גרם*מ"מ) | דירוג איכות |
|---|---|---|---|---|
| 1 | לפני איזון *) | 6.7 | 6135 | לא מקובל |
| 2 | לאחר איזון | 1.5 | 1350 | מְעוּלֶה |
| סובלנות ISO 1940 עבור Class G 6.3 | 1500 | תֶקֶן | ||
*) הערה: האיזון בוצע כאשר המשקל המתקן שהותקן על ידי היצרן נשאר על המדחף.
10. מסקנות מקצועיות:
10.1. רמת הרטט (חוסר איזון שיורי) לאחר איזון המדחף המותקן על ציר היציאה של תיבת ההילוכים של מטוס ה-Su-29 (ראה עמ' 9.2) הופחת ביותר מפי 4 בהשוואה למצב ההתחלתי (ראה עמ' 9.1), דבר המייצג שיפור יוצא דופן בחלקות הפעולה של המטוס.
10.2. הפרמטרים של המשקל המתקן (מסה, זווית התקנה) ששימשו להשגת התוצאה בעמוד 10.1 שונים באופן משמעותי מפרמטרים של המשקל המתקן שהותקן על ידי היצרן (MT-propeller), דבר המצביע על הבדלים מהותיים בין דרישות האיזון של היצרן לדרישות האיזון בשטח.
בפרט, משקל תיקון נוסף של 40.9 גרם הותקן על המדחף במהלך איזון שדה, אשר הוזז בזווית של 130° יחסית למשקל שהותקן על ידי היצרן.
(המשקל שהותקן על ידי היצרן לא הוסר מהמדחף במהלך איזון נוסף).
סיבות טכניות אפשריות:
סיבות אפשריות למצב משמעותי זה עשויות להיות:
- שגיאות במערכת המדידה של עמדת האיזון של היצרן;
- שגיאות גיאומטריות במיקומי ההרכבה של צימוד הציר של מכונת האיזון של היצרן, המובילות ליציאה רדיאלית של המדחף כשהוא מותקן על הציר;
- שגיאות גיאומטריות במיקומי ההרכבה של צימוד גל היציאה של תיבת ההילוכים של המטוס, המובילות ליציאה רדיאלית של המדחף כשהוא מותקן על גל תיבת ההילוכים.
שלבי חקירה מומלצים:
כדי לזהות את הגורם הספציפי המוביל לעלייה חוסר איזון במדחף כאשר מותקן על ציר הפלט של תיבת ההילוכים של מטוס Su-29, יש צורך:
- בדוק את מערכת המדידה והדיוק הגיאומטרי של מיקומי ההרכבה של הציר של מכונת האיזון המשמשת לאיזון המדחף MTV-9-KC/CL 260-27 אצל היצרן;
- בדוק את היציאה הרדיאלית של המדחף המותקן על פיר הפלט של תיבת ההילוכים של המטוס Su-29.
מוציא להורג:
מומחה ראשי של LLC "Kinematics"
פלדמן VD
שאלות נפוצות על איזון מדחפים של מטוסים
מהו איזון מדחפים ומדוע הוא קריטי לבטיחות התעופה?
איזון פרופלור הוא הליך מדויק המבטל חוסר איזון במדחפי מטוסים על ידי הוספה או שינוי מיקום של משקולות תיקון. מדחפים לא מאוזנים יוצרים רעידות מוגזמות שעלולות להוביל לעייפות מבנית, נזק למנוע ובסופו של דבר לכשל קטסטרופלי. מחקרי השטח שלנו מראים כי איזון נכון יכול להפחית רעידות עד 78%, ובכך לשפר משמעותית את בטיחות המטוס ואת חייו התפעוליים.
במה שונה איזון מדחפים בשטח מאיזון במפעל?
איזון מדחפים בשטח מציע יתרונות משמעותיים על פני איזון במפעל משום שהוא מתחשב בתנאי ההתקנה בפועל, כולל סבולות תיבת ההילוכים, אי סדרים בהרכבה ודינמיקה מלאה של המטוס. מחקר המקרה שלנו של ה-Su-29 הדגים כי המשקל המתקן הנדרש בשטח הוסט ב-130° ממשקל המפעל, מה שמדגיש את החשיבות של איזון מדחפים בתצורתם המבצעית.
איזה ציוד נדרש לאיזון מקצועי של מדחפים של מטוסים?
מִקצוֹעִי איזון מדחפים של מטוסים דורש ציוד ייעודי כגון מכשיר Balanset-1, הכולל מדי תאוצה מדויקים, חיישני פאזה בלייזר ותוכנת ניתוח מתקדמת. הציוד חייב להיות מסוגל למדוד ויברציות בטווח של 0.1 עד 1000 הרץ בדיוק גבוה ולספק ניתוח פאזה בזמן אמת לצורך חישובי מיקום משקלים נכונים.
באיזו תדירות יש לאזן מדחפים של מטוסים?
תדר איזון מדחפים תלוי בשימוש במטוס, אך בדרך כלל יש לבצע זאת במהלך בדיקות גדולות, לאחר תיקון נזקי מדחף, כאשר מורגשת רעידות מוגזמות, או בהתאם להמלצות היצרן. עבור מטוסים אירובטיים כמו Yak-52 ו-Su-29 שנחקרו, ייתכן שיהיה צורך באיזון תכוף יותר עקב תנאי עומס גבוהים יותר.
מהן רמות הרטט המקובלות לאחר איזון מדחף?
בהתאם לתקני ISO 1940 עבור Class G 6.3, חוסר האיזון השיורי לא יעלה על 1500 גרם*מ"מ. הניסיון המעשי שלנו מראה שתוצאות מצוינות משיגות רמות רעידות מתחת ל-2.5 מ"מ/שנייה RMS, כאשר תוצאות יוצאות דופן מגיעות ל-1.5 מ"מ/שנייה או פחות. רמות אלו מבטיחות פעולה בטוחה ועומס מבני מינימלי על המטוס.
האם איזון מדחפים יכול לבטל את כל רעידות המטוס?
בְּעוֹד איזון מדחפים למרות שמפחית משמעותית את הרעידות הקשורות למדחף, הוא אינו יכול לבטל את כל הרעידות של המטוס. הניתוח המקיף שלנו גילה כי הרמוניות גל ארכובה של המנוע, דינמיקת קבוצת בוכנות ותהודה מבנית תורמים לרעידות הכוללות. אפילו איזון מושלם של המדחף בדרך כלל מפחית את סך הרעידות של המטוס רק פי 1.5, דבר המדגיש את הצורך בגישות הוליסטיות לניהול רעידות.
המלצות מומחים לאנשי מקצוע בתחום התעופה
עבור מפעילי מטוסים:
- ליישם באופן קבוע ניטור רעידות כחלק מתוכניות תחזוקה מונעת
- לִשְׁקוֹל איזון מדחפים בשטח עדיף על הסתמכות אך ורק על איזון במפעל
- קבעו חתימות רטט בסיסיות עבור כל מטוס בצי שלכם
- הכשרת צוותי תחזוקה בהליכי איזון ופרוטוקולי בטיחות נכונים
עבור טכנאי תחזוקה:
- יש לקחת בחשבון תמיד את התדרים הטבעיים בעת בחירת איזון סל"ד
- השתמשו בציוד מקצועי כמו Balanset למדידות מדויקות
- לתעד את כל נהלי האיזון לצורך אבטחת איכות ומעקב
- להבין שאיזון מדחפים הוא רק מרכיב אחד של ניהול רעידות כולל
עבור טייסים:
- דווחו מיד לצוות התחזוקה על כל רעידות חריגות
- להבין שמצבי טיסה שונים עשויים להציג מאפייני רטט שונים
- שימו לב שחלק מהתנודות עשויות להיות מבניות ולא קשורות למדחף.
- תומך בזכויות קבועות איזון מדחפים כהשקעה בבטיחות
HE 
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
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