Kepala Spesialis V.D. Feldman

1. Alih-alih Kata Pengantar

Dua setengah tahun yang lalu, perusahaan kami memulai produksi serial perangkat "Balanset 1", yang dirancang untuk menyeimbangkan mekanisme putar pada bantalannya sendiri.

Hingga saat ini, lebih dari 180 set telah diproduksi, yang secara efektif digunakan di berbagai industri, termasuk produksi dan pengoperasian kipas angin, blower, motor listrik, spindel mesin, pompa, penghancur, pemisah, sentrifugal, cardan dan poros engkol, dan mekanisme lainnya.

Baru-baru ini, perusahaan kami telah menerima sejumlah besar pertanyaan dari organisasi dan individu mengenai kemungkinan menggunakan peralatan kami untuk menyeimbangkan baling-baling pesawat dan helikopter dalam kondisi lapangan.

Sayangnya, para spesialis kami, dengan pengalaman bertahun-tahun dalam menyeimbangkan berbagai mesin, belum pernah menangani masalah ini. Oleh karena itu, saran dan rekomendasi yang dapat kami berikan kepada pelanggan kami sangat umum dan tidak selalu memungkinkan mereka untuk menyelesaikan masalah yang dihadapi secara efektif.

Situasi ini mulai membaik pada musim semi ini. Hal ini disebabkan oleh posisi aktif V.D. Chvokov, yang mengorganisir dan secara aktif berpartisipasi bersama kami dalam pekerjaan menyeimbangkan baling-baling pesawat Yak-52 dan Su-29, yang ia terbangkan.

Gbr. 1.1. Pesawat Yak-52 di lapangan terbang

Gbr. 1.2. Pesawat Su-29 di tempat parkir

2. Hasil Survei Keseimbangan Baling-baling dan Getaran Pesawat Aerobatik Yak-52

2.1. Pendahuluan

Pada bulan Mei - Juli 2014, pekerjaan dilakukan pada survei getaran pesawat Yak-52 yang dilengkapi dengan mesin penerbangan M-14P, dan penyeimbangan baling-baling dua bilah.

Penyeimbangan dilakukan dalam satu bidang dengan menggunakan kit penyeimbangan "Balanset 1", nomor seri 149.

Skema pengukuran yang digunakan selama penyeimbangan ditunjukkan pada Gbr. 2.1.

Selama proses penyeimbangan, sensor getaran (akselerometer) 1 dipasang pada penutup depan gearbox mesin dengan menggunakan magnet pada braket khusus.

Sensor sudut fase laser 2 juga dipasang pada penutup gearbox dan diorientasikan ke tanda reflektif yang diterapkan pada salah satu bilah baling-baling.

Sinyal analog dari sensor ditransmisikan melalui kabel ke unit pengukur perangkat "Balanset 1", di mana sinyal tersebut diproses secara digital.

Kemudian sinyal-sinyal ini dalam bentuk digital dikirim ke komputer, di mana perangkat lunak memproses sinyal-sinyal ini dan menghitung massa dan sudut bobot koreksi yang diperlukan untuk mengkompensasi ketidakseimbangan pada baling-baling.

2.2. Selama pelaksanaan pekerjaan ini, keterampilan tertentu diperoleh dan teknologi untuk menyeimbangkan baling-baling pesawat dalam kondisi lapangan dengan menggunakan perangkat "Balanset 1" dikembangkan, termasuk:

• Menentukan lokasi dan metode untuk memasang (memasangkan) sensor getaran dan sudut fase pada objek;
• Menentukan frekuensi resonansi beberapa elemen struktural pesawat (suspensi mesin, baling-baling);
• Mengidentifikasi frekuensi putaran mesin (mode operasi) yang memastikan ketidakseimbangan residual minimal selama penyeimbangan;
• Menetapkan toleransi untuk ketidakseimbangan sisa baling-baling, dll.

Selain itu, data menarik mengenai tingkat getaran pesawat yang dilengkapi dengan mesin M-14P juga diperoleh.

Di bawah ini adalah materi laporan yang disusun berdasarkan hasil dari pekerjaan ini.

Di dalamnya, selain hasil penyeimbangan, data survei getaran pesawat Yak-52 dan Su-29 yang diperoleh selama uji coba di darat dan penerbangan juga disediakan.

Data ini mungkin menarik bagi pilot pesawat dan para spesialis yang terlibat dalam perawatannya.

Gbr. 2.1. Skema pengukuran untuk menyeimbangkan baling-baling pesawat Yak-52.

Zk - roda gigi utama dari gearbox;

Zs - satelit gearbox;

Zn - roda gigi stasioner dari gearbox.

Selama pelaksanaan pekerjaan ini, dengan mempertimbangkan pengalaman yang diperoleh dalam menyeimbangkan baling-baling pesawat Su-29 dan Yak-52, sejumlah studi tambahan dilakukan, termasuk:

• Menentukan frekuensi alami osilasi mesin dan baling-baling pesawat Yak-52;
• Memeriksa besaran dan komposisi spektral getaran di kabin pilot kedua selama penerbangan setelah penyeimbangan baling-baling;
• Memeriksa besaran dan komposisi spektral getaran di kabin pilot kedua selama penerbangan setelah penyeimbangan baling-baling dan menyesuaikan kekuatan pengencangan peredam kejut mesin.

2.2. Hasil studi tentang frekuensi alami osilasi mesin dan baling-baling

Frekuensi alami osilasi mesin, yang dipasang pada peredam kejut di badan pesawat, ditentukan dengan menggunakan penganalisis spektrum AD-3527 dari A&D (Jepang) melalui eksitasi dampak osilasi mesin.

Dalam spektrum osilasi alami suspensi mesin pesawat Yak-52, contohnya disajikan pada Gbr. 2.2, empat frekuensi utama diidentifikasi: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz.

Gbr. 2.2. Spektrum frekuensi alami suspensi mesin pesawat Yak-52.

Frekuensi 74 Hz, 94 Hz, dan 120 Hz kemungkinan besar terkait dengan fitur-fitur pemasangan mesin (suspensi) ke bodi pesawat.

Frekuensi 20 Hz kemungkinan besar terkait dengan osilasi alami pesawat pada sasis.

Frekuensi alami bilah baling-baling juga ditentukan dengan menggunakan metode eksitasi tumbukan.

Dalam hal ini, empat frekuensi utama diidentifikasi: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz, dan 134 Hz.

Data frekuensi alami baling-baling pesawat Yak-52 dan osilasi mesin dapat menjadi sangat penting ketika memilih frekuensi rotasi baling-baling yang digunakan selama penyeimbangan. Syarat utama untuk memilih frekuensi ini adalah untuk memastikan detuning semaksimal mungkin dari frekuensi alami elemen struktural pesawat.

Selain itu, mengetahui frekuensi alami dari masing-masing komponen dan bagian pesawat dapat berguna untuk mengidentifikasi penyebab peningkatan tajam (jika terjadi resonansi) pada komponen tertentu dari spektrum getaran pada berbagai mode kecepatan mesin.

2.3. Hasil Penyeimbangan

Seperti disebutkan di atas, penyeimbangan baling-baling dilakukan pada satu bidang, sehingga menghasilkan kompensasi ketidakseimbangan gaya baling-baling secara dinamis.

Melakukan penyeimbangan dinamis dalam dua bidang, yang akan memungkinkan kompensasi ketidakseimbangan gaya dan momen baling-baling, tidak mungkin dilakukan, karena desain baling-baling yang dipasang pada pesawat Yak-52 hanya memungkinkan pembentukan satu bidang koreksi.

Penyeimbangan baling-baling dilakukan pada frekuensi rotasi 1150 rpm (60%), yang memungkinkan untuk mendapatkan hasil pengukuran getaran yang paling stabil dari segi amplitudo dan fase dari awal hingga akhir.

Penyeimbangan baling-baling mengikuti skema klasik "dua putaran".

Selama putaran pertama, amplitudo dan fase getaran pada frekuensi rotasi baling-baling pada kondisi awal ditentukan.

Selama percobaan kedua, amplitudo dan fase getaran pada frekuensi rotasi baling-baling setelah memasang massa percobaan sebesar 7 g pada baling-baling ditentukan.

Berdasarkan data ini, massa M = 19,5 g dan sudut pemasangan pemberat koreksi F = 32° dihitung dengan menggunakan perangkat lunak.

Karena fitur desain baling-baling, yang tidak memungkinkan pemasangan pemberat koreksi pada sudut yang diperlukan, maka dua pemberat yang setara dipasang pada baling-baling:

• Berat M1 = 14 g pada sudut F1 = 0°;
• Berat M2 = 8,3 g pada sudut F2 = 60°.

Setelah memasang pemberat koreksi yang ditentukan pada baling-baling, getaran yang diukur pada frekuensi rotasi 1150 rpm dan terkait dengan ketidakseimbangan baling-baling menurun dari 10,2 mm/detik pada kondisi awal menjadi 4,2 mm/detik setelah penyeimbangan.

Dalam hal ini, ketidakseimbangan baling-baling yang sesungguhnya menurun dari 2340 g*mm menjadi 963 g*mm.

2.4. Memeriksa Pengaruh Hasil Balancing Terhadap Tingkat Getaran Pesawat Yak-52 di Darat pada Frekuensi Putaran Baling-Baling yang Lain

Hasil pemeriksaan getaran pesawat Yak-52, yang dilakukan pada mode operasi mesin lainnya yang diperoleh selama uji coba di darat, disajikan pada Tabel 2.1.

Seperti yang dapat dilihat dari tabel, penyeimbangan yang dilakukan secara positif mempengaruhi getaran pesawat Yak-52 dalam semua mode operasinya.

Tabel 2.1.

№	Frekuensi Rotasi, %	Frekuensi Rotasi Baling-baling, rpm	Kecepatan Getaran RMS, mm/detik
1	60	1153	4.2
2	65	1257	2.6
3	70	1345	2.1
4	82	1572	1.25

Hasil Uji Getaran Tambahan

2.5. Memeriksa Getaran Pesawat Yak-52 di Udara pada Mode Penerbangan Utama Sebelum dan Sesudah Menyetel Ketegangan Peredam Kejut

Selain itu, selama pengujian di darat, pengurangan getaran pesawat yang signifikan diidentifikasi dengan peningkatan frekuensi rotasi baling-baling.

Hal ini dapat dijelaskan dengan tingkat detuning yang lebih besar dari frekuensi rotasi baling-baling dari frekuensi osilasi alami pesawat pada sasis (mungkin 20 Hz), yang terjadi ketika frekuensi rotasi baling-baling meningkat.

Selain uji getaran yang dilakukan setelah penyeimbangan baling-baling di darat (lihat bagian 2.3), pengukuran getaran pesawat Yak-52 dalam penerbangan juga dilakukan.

Getaran dalam penerbangan diukur di kabin pilot kedua pada arah vertikal menggunakan penganalisis spektrum getaran portabel model AD-3527 dari A&D (Jepang) pada rentang frekuensi 5 hingga 200 (500) Hz.

Pengukuran dilakukan pada lima mode kecepatan mesin utama, masing-masing setara dengan 60%, 65%, 70%, dan 82% dari frekuensi putaran maksimumnya.

Hasil pengukuran, yang dilakukan sebelum menyetel peredam kejut, disajikan pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2.

Komponen Spektrum Getaran

№	Frekuensi Rotasi Baling-baling, %	Frekuensi Rotasi Baling-baling, rpm	Vв1 (Hz)	Amplitudo Vв1 (mm/detik)	Vн (Hz)	Amplitudo Vн (mm/detik)	Vк1 (Hz)	Amplitudo Vк1 (mm/detik)	Vв2 (Hz)	Amplitudo Vв2 (mm/detik)	Vк2 (Hz)	Amplitudo Vк2 (mm/detik)	Vв4 (Hz)	Amplitudo Vв4 (mm/detik)	Vк3 (Hz)	Amplitudo Vк3 (mm/detik)	Vв5 (Hz)	Amplitudo Vв5 (mm/detik)	V∑ (mm/detik)
1	60	1155	1155	4.4	1560	1.5	1755	1.0	2310	1.5	3510	4.0	4620	1.3	5265	0.7	5775	0.9	6.1
			1244	3.5	1680	1.2	1890	2.1	2488	1.2	3780	4.1	4976	0.4	5670	1.2
2	65	1244	1244	3.5	1680	1.2	1890	2.1	2488	1.2	3780	4.1	4976	0.4	5670	1.2			6.2
			1342	2.8	1860	0.4	2040	3.2	2684	0.4	4080	2.9	5369	2.3
3	70	1342	1342	2.8	1860	0.4	2040	3.2	2684	0.4	4080	2.9	5369	2.3				5.0
			1580	4.7	2160	2.9	2400	1.1	3160	0.4	4800	12.5
4	82	1580	1580	4.7	2160	2.9	2400	1.1	3160	0.4	4800	12.5						13.7
			1830	2.2	2484	3.4	2760	1.7	3660	2.8	5520	15.8	7320	3.7
5	94	1830	1830	2.2	2484	3.4	2760	1.7	3660	2.8	5520	15.8	7320	3.7				17.1

Sebagai contoh, Gambar 2.3 dan 2.4 menunjukkan grafik spektrum yang diperoleh ketika mengukur getaran di kabin pesawat Yak-52 pada mode 60% dan 94% yang digunakan untuk mengisi Tabel 2.2.

Gbr. 2.3. Spektrum getaran di kabin pesawat Yak-52 pada mode 60%.

Gbr. 2.4. Spektrum getaran di kabin pesawat Yak-52 pada mode 94%.

Seperti yang terlihat pada Tabel 2.2, komponen utama getaran yang diukur di kabin pilot kedua muncul pada frekuensi rotasi baling-baling V_в1 (disorot dengan warna kuning), poros engkol mesin V_к1 (disorot dengan warna biru), dan penggerak kompresor udara (dan/atau sensor frekuensi) V_н (disorot dalam warna hijau), serta pada harmonisa yang lebih tinggi V_в2, V_в4, V_в5, dan V_к2, V_к3.

Getaran total maksimum V_∑ ditemukan pada mode kecepatan 82% (1580 rpm baling-baling) dan 94% (1830 rpm).

Komponen utama getaran ini muncul pada harmonik ke-2 dari frekuensi putaran poros engkol mesin V_к2 dan masing-masing mencapai nilai 12,5 mm/detik pada frekuensi 4800 siklus/menit dan 15,8 mm/detik pada frekuensi 5520 siklus/menit.

Dapat diasumsikan bahwa komponen ini terkait dengan pengoperasian kelompok piston mesin (proses tumbukan yang terjadi selama gerakan ganda piston per satu putaran poros engkol).

Peningkatan tajam komponen ini pada mode 82% (nominal pertama) dan 94% (lepas landas) kemungkinan besar tidak disebabkan oleh cacat pada kelompok piston, tetapi oleh osilasi resonansi mesin yang dipasang di bodi pesawat pada peredam kejut.

Kesimpulan ini dikonfirmasikan oleh hasil eksperimental yang sudah dibahas sebelumnya, yaitu, memeriksa frekuensi natural osilasi suspensi mesin, yang spektrumnya terdiri atas 74 Hz (4440 putaran/menit), 94 Hz (5640 putaran/menit), dan 120 Hz (7200 putaran/menit).

Dua dari frekuensi alami ini, 74 Hz dan 94 Hz, mendekati frekuensi harmonik ke-2 dari putaran poros engkol, yang terjadi pada mode nominal dan lepas landas pertama mesin.

Karena getaran yang signifikan pada harmonik poros engkol ke-2 yang ditemukan selama pengujian getaran pada mode nominal dan lepas landas pertama mesin, pemeriksaan dan penyesuaian kekuatan pengencangan peredam kejut suspensi mesin dilakukan.

Hasil pengujian perbandingan yang diperoleh sebelum dan sesudah penyetelan peredam kejut untuk frekuensi putaran baling-baling (V_в1) dan harmonik ke-2 dari frekuensi putaran poros engkol (V_к2) disajikan dalam Tabel 2.3.

Tabel 2.3.

№	Frekuensi Rotasi Baling-baling, %	Frekuensi Rotasi Baling-baling, rpm	Vв1 (Sebelum)	Vв1 (Setelah)	Vк2 (Sebelum)	Vк2 (Setelah)
1	60	1155 (1140)	1155 4.4	1140 3.3	3510 3.6	3480 3.0
2	65	1244 (1260)	1244 3.5	1260 3.5	3780 4.1	3840 4.3
3	70	1342 (1350)	1342 2.8	1350 3.3	4080 2.9	4080 1.2
4	82	1580 (1590)	1580 4.7	1590 4.2	4800 12.5	4830 16.7
5	94	1830 (1860)	1830 2.2	1860 2.7	5520 15.8	5640 15.2

Seperti yang terlihat pada Tabel 2.3, penyesuaian peredam kejut tidak menyebabkan perubahan signifikan pada komponen getaran utama pesawat.

Perlu juga dicatat bahwa amplitudo komponen spektral yang terkait dengan ketidakseimbangan baling-baling V_в1terdeteksi pada mode 82% dan 94% (lihat Tabel 1.2 dan 1.3), masing-masing 3-7 kali lebih rendah dari amplitudo V_к2hadir dalam mode ini.

Pada mode penerbangan lainnya, komponen V_в1 berkisar antara 2,8 hingga 4,4 mm/detik.

Selain itu, seperti yang terlihat pada Tabel 2.2 dan 2.3, perubahannya ketika beralih dari satu mode ke mode lainnya terutama ditentukan bukan oleh kualitas penyeimbangan, tetapi oleh tingkat detuning frekuensi rotasi baling-baling dari frekuensi alami berbagai elemen struktural pesawat.

2.6. Kesimpulan dari Hasil Pekerjaan

2.6.1.

Penyeimbangan baling-baling pesawat Yak-52, yang dilakukan pada frekuensi rotasi baling-baling 1150 rpm (60%), memungkinkan pengurangan getaran baling-baling dari 10,2 mm/detik menjadi 4,2 mm/detik.

Berdasarkan pengalaman yang diperoleh selama menyeimbangkan baling-baling pesawat Yak-52 dan Su-29 dengan menggunakan perangkat "Balanset-1", dapat diasumsikan bahwa ada kemungkinan untuk mengurangi tingkat getaran baling-baling pesawat Yak-52 lebih lanjut.

Hal ini dapat dicapai, khususnya, dengan memilih frekuensi rotasi baling-baling yang berbeda (lebih tinggi) selama penyeimbangannya, sehingga memungkinkan detuning yang lebih besar dari frekuensi osilasi alami pesawat sebesar 20 Hz (1.200 siklus/menit), yang diidentifikasi selama pengujian.

2.6.2.

Seperti yang ditunjukkan oleh hasil uji getaran pesawat Yak-52 saat terbang, spektrum getarannya (selain komponen yang disebutkan di atas yang muncul pada frekuensi rotasi baling-baling) mengandung beberapa komponen lain yang terkait dengan pengoperasian poros engkol, kelompok piston mesin, serta penggerak kompresor udara (dan/atau sensor frekuensi).

Besarnya getaran ini pada mode 60%, 65%, dan 70% sebanding dengan besarnya getaran yang terkait dengan ketidakseimbangan baling-baling.

Analisis terhadap getaran ini menunjukkan bahwa bahkan penghapusan total getaran dari ketidakseimbangan baling-baling akan mengurangi total getaran pesawat dalam mode ini tidak lebih dari 1,5 kali lipat.

2.6.3.

Getaran total maksimum V_∑ dari pesawat Yak-52 ditemukan pada mode kecepatan 82% (1580 rpm baling-baling) dan 94% (1830 rpm baling-baling).

Komponen utama getaran ini muncul pada harmonik ke-2 dari frekuensi putaran poros engkol mesin V_к2 (pada frekuensi 4800 siklus/menit atau 5520 siklus/menit), di mana masing-masing mencapai nilai 12,5 mm/detik dan 15,8 mm/detik.

Dapat diasumsikan bahwa komponen ini terkait dengan pengoperasian kelompok piston mesin (proses tumbukan yang terjadi selama gerakan ganda piston per satu putaran poros engkol).

Peningkatan tajam komponen ini pada mode 82% (nominal pertama) dan 94% (lepas landas) kemungkinan besar tidak disebabkan oleh cacat pada kelompok piston, tetapi oleh osilasi resonansi mesin yang dipasang di bodi pesawat pada peredam kejut.

Penyesuaian peredam kejut yang dilakukan selama pengujian tidak menyebabkan perubahan yang signifikan dalam getaran.

Situasi ini mungkin dapat dianggap sebagai kekeliruan desain oleh para pengembang pesawat terbang ketika memilih sistem engine mounting (suspensi) pada bodi pesawat terbang.

2.6.4.

Data yang diperoleh selama uji penyeimbangan dan uji getaran tambahan (lihat hasil uji terbang di bagian 2.5) memungkinkan untuk menyimpulkan bahwa pemantauan getaran secara berkala dapat berguna untuk penilaian diagnostik kondisi teknis mesin pesawat.

Pekerjaan semacam itu dapat dilakukan, misalnya, dengan menggunakan perangkat "Balanset-1", yang di dalamnya terdapat perangkat lunak yang mengimplementasikan fungsi analisis getaran spektral.

---

3. Hasil Penyeimbangan Baling-baling MTV-9-K-C/CL 260-27 dan Survei Getaran Pesawat Aerobatik Su-29

3.1. Pendahuluan

Pada tanggal 15 Juni 2014, penyeimbangan baling-baling MTV-9-K-C/CL 260-27 berbilah tiga dari mesin penerbangan M-14P pesawat aerobatik Su-29 dilakukan.

Menurut produsen, baling-baling pada awalnya seimbang secara statis, sebagaimana dibuktikan dengan adanya pemberat korektif di bidang 1, yang dipasang di pabrik.

Penyeimbangan baling-baling, yang dipasang langsung pada pesawat Su-29, dilakukan dengan menggunakan alat penyeimbang getaran "Balanset-1", nomor seri 149.

Skema pengukuran yang digunakan selama penyeimbangan ditunjukkan pada Gbr 3.1.

Selama proses penyeimbangan, sensor getaran (akselerometer) 1 dipasang pada rumah gearbox mesin dengan menggunakan magnet pada braket khusus.

Sensor sudut fase laser 2 juga dipasang pada rumah gearbox dan diorientasikan ke tanda reflektif yang diterapkan pada salah satu bilah baling-baling.

Sinyal analog dari sensor ditransmisikan melalui kabel ke unit pengukur perangkat "Balanset-1", di mana sinyal tersebut diproses secara digital.

Kemudian sinyal-sinyal ini dikirim dalam bentuk digital ke komputer, di mana perangkat lunak memproses sinyal-sinyal ini dan massa dan sudut bobot korektif yang diperlukan untuk mengimbangi ketidakseimbangan baling-baling dihitung.

Gbr. 3.1. Skema pengukuran untuk menyeimbangkan baling-baling pesawat Su-29.

Z_k - roda gigi utama gearbox dengan 75 gigi;

Z_c - satelit gearbox sebanyak 6 buah dengan masing-masing 18 gigi;

Z_n - roda gigi stasioner dari gearbox dengan 39 gigi.

Sebelum melakukan pekerjaan ini, dengan mempertimbangkan pengalaman yang diperoleh dari menyeimbangkan baling-baling pesawat Yak-52, sejumlah studi tambahan dilakukan, termasuk:

• Menentukan frekuensi alami mesin pesawat Su-29 dan osilasi baling-baling;
• Memeriksa besaran dan komposisi spektral getaran awal di kabin pilot kedua sebelum menyeimbangkan.

3.2. Hasil Studi tentang Frekuensi Alami Osilasi Mesin dan Baling-baling

Frekuensi alami osilasi mesin, yang dipasang pada peredam kejut di badan pesawat, ditentukan dengan menggunakan penganalisis spektrum AD-3527 dari A&D (Jepang) melalui eksitasi dampak osilasi mesin.

Dalam spektrum osilasi alami suspensi mesin (lihat Gbr. 3.2), ada enam frekuensi utama yang diidentifikasi: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz.

Dari jumlah tersebut, diasumsikan bahwa frekuensi 66 Hz, 88 Hz, dan 120 Hz secara langsung berkaitan dengan fitur pemasangan mesin (suspensi) ke bodi pesawat.

Frekuensi 16 Hz dan 22 Hz kemungkinan besar terkait dengan osilasi alami pesawat pada sasis.

Frekuensi 37 Hz mungkin terkait dengan frekuensi alami osilasi bilah baling-baling pesawat.

Asumsi ini dikonfirmasi oleh hasil pemeriksaan frekuensi alami osilasi baling-baling, yang juga diperoleh dengan metode eksitasi tumbukan.

Dalam spektrum osilasi alami baling-baling (lihat Gbr. 3.3), tiga frekuensi utama diidentifikasi: 37 Hz, 100 Hz, dan 174 Hz.

Data tentang frekuensi alami bilah baling-baling dan osilasi mesin pesawat Su-29 dapat menjadi sangat penting ketika memilih frekuensi rotasi baling-baling yang digunakan selama penyeimbangan. Syarat utama untuk memilih frekuensi ini adalah untuk memastikan detuning semaksimal mungkin dari frekuensi alami elemen struktural pesawat.

Selain itu, mengetahui frekuensi alami dari masing-masing komponen dan bagian pesawat dapat berguna untuk mengidentifikasi penyebab peningkatan tajam (jika terjadi resonansi) pada komponen tertentu dari spektrum getaran pada berbagai mode kecepatan mesin.

3.3. Memeriksa Getaran di Kabin Pilot Kedua Pesawat Su-29 di Darat Sebelum Penyeimbangan

Getaran awal pesawat Su-29, yang diidentifikasi sebelum penyeimbangan baling-baling, diukur di kabin pilot kedua pada arah vertikal menggunakan penganalisis spektrum getaran portabel model AD-3527 dari A&D (Jepang) pada rentang frekuensi 5 hingga 200 Hz.

Pengukuran dilakukan pada empat mode kecepatan mesin utama, masing-masing sebesar 60%, 65%, 70%, dan 82% dari frekuensi putaran maksimumnya.

Hasil yang diperoleh disajikan dalam Tabel 3.1.

Seperti yang terlihat pada Tabel 2.1, komponen utama getaran muncul pada frekuensi putaran baling-baling V_в1, poros engkol mesin V_к1dan penggerak kompresor udara (dan/atau sensor frekuensi) V_нserta pada harmonik ke-2 dari poros engkol V_к2 dan mungkin harmonik ke-3 (blade) dari baling-baling V_в3yang frekuensinya mendekati harmonik kedua dari poros engkol.

Tabel 3.1.

№	Frekuensi Rotasi Baling-baling, %	Frekuensi Rotasi Baling-baling, rpm	Vв1	Vн	Vк1	Vв3	Vк2	Vв4	Vк3	V?	V∑, mm / detik
1	60	1150 5.4	1560 2.6	1740 2.0	3450 –	3480 –	6120 2.8	–	–	–	8.0
2	65	1240 5.7	1700 2.4	1890 3.2	3780 –	–	–	–	–	–	10.6
3	70	1320 5.2	1860 3.0	2010 2.5	3960 –	4020 –	–	–	–	11.5
4	82	1580 3.2	2160 1.5	2400 3.0	4740 –	4800 8.5	–	–	–	9.7

Selain itu, dalam spektrum getaran pada mode kecepatan 60%, komponen yang tidak teridentifikasi dengan spektrum yang dihitung ditemukan pada frekuensi 6120 siklus/menit, yang mungkin disebabkan oleh resonansi pada frekuensi sekitar 100 Hz dari salah satu elemen struktural pesawat. Elemen tersebut bisa jadi baling-baling, yang salah satu frekuensi alaminya adalah 100 Hz.

Getaran total maksimum pesawat V_∑mencapai 11,5 mm/detik, ditemukan pada mode kecepatan 70%.

Komponen utama getaran total dalam mode ini muncul pada harmonik ke-2 (4020 siklus/menit) dari frekuensi rotasi poros engkol mesin V_к2 dan sama dengan 10,8 mm/detik.

Dapat diasumsikan bahwa komponen ini terkait dengan pengoperasian kelompok piston mesin (proses tumbukan yang terjadi selama gerakan ganda piston per satu putaran poros engkol).

Peningkatan tajam komponen ini pada mode 70% mungkin disebabkan oleh osilasi resonansi salah satu elemen struktural pesawat (suspensi mesin di bodi pesawat) pada frekuensi 67 Hz (4020 siklus/menit).

Perlu dicatat bahwa selain gangguan benturan yang terkait dengan pengoperasian kelompok piston, besarnya getaran dalam rentang frekuensi ini dapat dipengaruhi oleh gaya aerodinamis yang bermanifestasi pada frekuensi blade baling-baling (V_в3).

Pada mode kecepatan 65% dan 82%, peningkatan yang nyata pada komponen V_к2 (V_в3) juga diamati, yang juga dapat dijelaskan oleh osilasi resonansi masing-masing komponen pesawat.

Amplitudo komponen spektral yang terkait dengan ketidakseimbangan baling-baling V_в1yang diidentifikasi pada mode kecepatan utama sebelum penyeimbangan, berkisar antara 2,4 hingga 5,7 mm/detik, yang secara umum lebih rendah dari nilai V_к2 pada mode yang sesuai.

Selain itu, seperti yang terlihat pada Tabel 3.1, perubahannya ketika beralih dari satu mode ke mode lainnya tidak hanya ditentukan oleh kualitas penyeimbangan, tetapi juga oleh tingkat detuning frekuensi rotasi baling-baling dari frekuensi alami elemen struktur pesawat.

3.4. Hasil Penyeimbangan

Penyeimbangan baling-baling dilakukan pada satu bidang pada frekuensi rotasi. Sebagai hasil dari penyeimbangan tersebut, ketidakseimbangan gaya dinamis baling-baling dikompensasi.

Protokol penyeimbangan disediakan di bawah ini dalam Lampiran 1.

Penyeimbangan dilakukan pada frekuensi putaran baling-baling 1.350 rpm dan melibatkan dua kali proses pengukuran.

Selama putaran pertama, amplitudo dan fase getaran pada frekuensi putaran baling-baling pada kondisi awal ditentukan.

Selama putaran kedua, amplitudo dan fase getaran pada frekuensi rotasi baling-baling setelah memasang massa uji coba dengan berat yang diketahui pada baling-baling ditentukan.

Berdasarkan hasil pengukuran ini, massa dan sudut pemasangan pemberat korektif pada bidang 1 ditentukan.

Setelah memasang nilai kalkulasi bobot korektif pada baling-baling, yaitu 40,9 g, getaran pada mode kecepatan ini menurun dari 6,7 mm/detik pada kondisi awal menjadi 1,5 mm/detik setelah penyeimbangan.

Tingkat getaran yang terkait dengan ketidakseimbangan baling-baling pada mode kecepatan lainnya juga menurun dan tetap berada dalam kisaran 1 hingga 2,5 mm/detik setelah penyeimbangan.

Verifikasi efek kualitas balancing terhadap tingkat getaran pesawat dalam penerbangan tidak dilakukan karena kerusakan yang tidak disengaja pada baling-baling ini selama salah satu penerbangan latihan.

Perlu diperhatikan, bahwa hasil yang diperoleh selama penyeimbangan ini secara signifikan berbeda dari hasil penyeimbangan pabrik.

Secara khusus:

• Getaran pada frekuensi rotasi baling-baling setelah penyeimbangannya di lokasi pemasangan permanen (pada poros keluaran gearbox pesawat Su-29) berkurang lebih dari 4 kali lipat;
• Bobot korektif yang dipasang selama proses penyeimbangan bergeser relatif terhadap bobot yang dipasang di pabrik sekitar 130 derajat.

Alasan yang mungkin untuk situasi ini mungkin termasuk:

• Kesalahan sistem pengukuran pada penyeimbang pabrikan (kecil kemungkinannya);
• Kesalahan geometris dari lokasi pemasangan kopling spindel mesin penyeimbang pabrikan, yang menyebabkan runout radial baling-baling ketika dipasang pada spindel;
• Kesalahan geometris dari lokasi pemasangan kopling poros keluaran gearbox pesawat, yang menyebabkan runout radial baling-baling ketika dipasang pada poros gearbox.

3.5. Kesimpulan dari Hasil Pekerjaan

3.5.1.

Penyeimbangan baling-baling pesawat Su-29, yang dilakukan dalam satu pesawat pada frekuensi rotasi baling-baling 1.350 rpm (70%), memungkinkan pengurangan getaran baling-baling dari 6,7 mm/detik menjadi 1,5 mm/detik.

Tingkat getaran yang terkait dengan ketidakseimbangan baling-baling pada mode kecepatan lainnya, juga menurun secara signifikan dan tetap berada dalam kisaran 1 hingga 2,5 mm/detik.

3.5.2.

Untuk memperjelas kemungkinan alasan hasil penyeimbangan yang tidak memuaskan yang dilakukan di pabrik, perlu dilakukan pemeriksaan runout radial baling-baling pada poros output gearbox mesin pesawat.

---

Lampiran 1

PROTOKOL PENYEIMBANGAN

Baling-baling MTV-9-K-C/CL 260-27 dari pesawat aerobatik Su-29

1. Pelanggan: V.D. Chvokov

2. Lokasi pemasangan baling-baling: poros keluaran gearbox pesawat Su-29

3. Jenis baling-baling: MTV-9-K-C/CL 260-27

4. Metode penyeimbangan: dirakit di tempat (dengan bantalan sendiri), dalam satu bidang

5. Frekuensi putaran baling-baling selama penyeimbangan, rpm: 1350

6. Model, nomor seri, dan produsen perangkat penyeimbang: "Balanset-1", nomor seri 149

7. Dokumen peraturan yang digunakan selama penyeimbangan:

7.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

8. Tanggal penyeimbangan: 15.06.2014

9. Tabel ringkasan hasil penyeimbangan:

№	Hasil Pengukuran	Getaran, mm/detik	Ketidakseimbangan, g* mm
1	Sebelum menyeimbangkan *)	6.7	6135
2	Setelah menyeimbangkan	1.5	1350
Toleransi ISO 1940 untuk Kelas G 6.3			1500

*) Catatan: Penyeimbangan dilakukan dengan pemberat korektif yang dipasang oleh produsen yang tersisa pada baling-baling.

10. Kesimpulan:

10.1. Tingkat getaran (ketidakseimbangan sisa) setelah menyeimbangkan baling-baling yang dipasang pada poros keluaran gearbox pesawat Su-29 (lihat hal.9.2) telah berkurang lebih dari 4 kali lipat dibandingkan dengan kondisi awal (lihat hal.9.1).

10.2. Parameter pemberat korektif (massa, sudut pemasangan) yang digunakan untuk mencapai hasil pada hal. 10.1 berbeda secara signifikan dari parameter pemberat korektif yang dipasang oleh pabrikan (baling-baling MT).

Khususnya, bobot korektif tambahan seberat 40,9 g dipasang pada baling-baling selama penyeimbangan, yang digeser pada sudut 130° relatif terhadap bobot yang dipasang oleh produsen.

(Pemberat yang dipasang oleh produsen tidak dilepas dari baling-baling selama penyeimbangan tambahan).

Alasan yang mungkin untuk situasi ini mungkin termasuk:

• Kesalahan dalam sistem pengukuran pada penyangga penyeimbang pabrikan;
• Kesalahan geometris pada lokasi pemasangan kopling spindel mesin penyeimbang dari pabrik pembuatnya, yang menyebabkan runout radial baling-baling ketika dipasang pada spindel;
• Kesalahan geometris pada lokasi pemasangan kopling poros keluaran gearbox pesawat, yang menyebabkan runout radial baling-baling ketika dipasang pada poros gearbox.

Untuk mengidentifikasi penyebab spesifik yang menyebabkan peningkatan ketidakseimbangan baling-baling ketika dipasang pada poros keluaran gearbox pesawat Su-29, perlu dilakukan:

• Periksa sistem pengukuran dan akurasi geometris lokasi pemasangan spindel mesin penyeimbang yang digunakan untuk menyeimbangkan baling-baling MTV-9-K-C/CL 260-27 di pabrik pembuatnya;
• Periksa runout radial baling-baling yang dipasang pada poros keluaran gearbox pesawat Su-29.

Eksekutor:

Kepala Spesialis LLC "Kinematika"

Feldman V.D.