სურათი {
სიგანე: 70%;
}

მთავარი სპეციალისტი VD Feldman

1. წინასიტყვაობის ნაცვლად

ორწელიწადნახევრის წინ ჩვენმა საწარმომ დაიწყო "ბალანსეტი 1" მოწყობილობის სერიული წარმოება, რომელიც შექმნილია მბრუნავი მექანიზმების საკუთარ საკისრებში დასაბალანსებლად.

დღეისათვის დამზადდა 180-ზე მეტი კომპლექტი, რომლებიც ეფექტურად გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიაში, მათ შორის ვენტილატორების, აფეთქების, ელექტროძრავების, მანქანების შტრიხების, ტუმბოების, გამანადგურებლების, გამყოფების, ცენტრიფუგების, კარდანისა და ამწეების და სხვა მექანიზმების წარმოებაში და ექსპლუატაციაში. .

ცოტა ხნის წინ, ჩვენმა საწარმომ მიიღო უამრავი მოთხოვნა ორგანიზაციებისა და კერძო პირებისგან, ჩვენი აღჭურვილობის გამოყენების შესაძლებლობის შესახებ თვითმფრინავისა და ვერტმფრენის პროპელერების საველე პირობებში დასაბალანსებლად.

სამწუხაროდ, ჩვენს სპეციალისტებს, სხვადასხვა მანქანების დაბალანსების მრავალწლიანი გამოცდილებით, აქამდე არასდროს ჰქონიათ საქმე ამ საკითხთან დაკავშირებით. ამიტომ, რჩევები და რეკომენდაციები, რომლებიც ჩვენ შეგვიძლია მივცეთ ჩვენს მომხმარებლებს, იყო ძალიან ზოგადი და ყოველთვის არ აძლევდა საშუალებას მათ ეფექტურად გადაეჭრათ არსებული პრობლემა.

ამ გაზაფხულზე დაიწყო მდგომარეობის გაუმჯობესება. ეს განპირობებული იყო ვ.დ.ჩვოკოვის აქტიური პოზიციით, რომელმაც მოაწყო და აქტიურად მონაწილეობდა ჩვენთან ერთად იაკ-52 და სუ-29 თვითმფრინავების პროპელერების დაბალანსებაზე, რომელსაც ის პილოტირებს.

ნახ. 1.1. Yak-52 თვითმფრინავი აეროდრომზე

ნახ. 1.2. სუ-29 თვითმფრინავი ავტოსადგომზე

2. Yak-52 აერობატული თვითმფრინავის პროპელერის ბალანსირებისა და ვიბრაციის კვლევის შედეგები

2.1. შესავალი

2014 წლის მაის-ივლისში ჩატარდა მუშაობა M-14P საავიაციო ძრავით აღჭურვილი Yak-52 თვითმფრინავის ვიბრაციის კვლევაზე და მისი ორფრთიანი პროპელერის დაბალანსებაზე.

დაბალანსება განხორციელდა ერთ თვითმფრინავში "ბალანსეტი 1" დაბალანსების ნაკრების გამოყენებით, სერიული ნომერი 149.

დაბალანსების დროს გამოყენებული გაზომვის სქემა ნაჩვენებია ნახ.2.1-ზე.

დაბალანსების პროცესში ვიბრაციის სენსორი (აჩქარომეტრი) 1 დამონტაჟდა ძრავის გადაცემათა კოლოფის წინა საფარზე მაგნიტის გამოყენებით სპეციალურ სამაგრზე.

ლაზერული ფაზის კუთხის სენსორი 2 ასევე დამონტაჟდა გადაცემათა კოლოფის საფარზე და ორიენტირებული იყო ამრეკლავ ნიშანზე, რომელიც გამოიყენება პროპელერის ერთ-ერთ პირზე.

სენსორებიდან ანალოგური სიგნალები კაბელების საშუალებით გადადიოდა "ბალანსეტ 1" მოწყობილობის საზომ ერთეულში, სადაც ისინი წინასწარ დამუშავდა ციფრულად.

შემდეგ ეს სიგნალები ციფრული სახით გაიგზავნა კომპიუტერში, სადაც პროგრამული უზრუნველყოფა ამუშავებდა ამ სიგნალებს და გამოთვლიდა კორექტირების წონის მასას და კუთხეს, რომელიც საჭიროა პროპელერზე დისბალანსის კომპენსაციისთვის.

2.2. ამ სამუშაოს შესრულებისას შეიძინეს გარკვეული უნარები და შემუშავდა საველე პირობებში თვითმფრინავის პროპელერების დაბალანსების ტექნოლოგია „ბალანსეტი 1“ მოწყობილობის გამოყენებით, მათ შორის:

• ობიექტზე ვიბრაციის და ფაზის კუთხის სენსორების დაყენების (დამაგრების) ადგილებისა და მეთოდების განსაზღვრა;
• თვითმფრინავის რამდენიმე სტრუქტურული ელემენტის (ძრავის საკიდარი, პროპელერის პირები) რეზონანსული სიხშირის განსაზღვრა;
• ძრავის ბრუნვის სიხშირეების იდენტიფიცირება (სამუშაო რეჟიმები), რომლებიც უზრუნველყოფენ დაბალანსების დროს ნარჩენების მინიმალურ დისბალანსს;
• პროპელერის ნარჩენი დისბალანსის ტოლერანტობის დადგენა და ა.შ.

გარდა ამისა, საინტერესო მონაცემები იქნა მიღებული M-14P ძრავებით აღჭურვილი თვითმფრინავების ვიბრაციის დონის შესახებ.

ქვემოთ მოცემულია ამ სამუშაოების შედეგების მიხედვით შედგენილი საანგარიშო მასალები.

მათში, ბალანსირების შედეგების გარდა, მოცემულია მონაცემები იაკ-52 და სუ-29 თვითმფრინავების ვიბრაციული კვლევების შესახებ, რომლებიც მიღებულია სახმელეთო და ფრენის გამოცდების დროს.

ეს მონაცემები შეიძლება საინტერესო იყოს როგორც თვითმფრინავის პილოტებისთვის, ასევე სპეციალისტებისთვის, რომლებიც მონაწილეობენ მათ ტექნიკურ მომსახურებაში.

ნახ. 2.1. Yak-52 თვითმფრინავის პროპელერის დაბალანსების გაზომვის სქემა.

Zk – გადაცემათა კოლოფის მთავარი გადაცემათა ბორბალი;

Zs – გადაცემათა კოლოფის სატელიტები;

Zn - გადაცემათა კოლოფის სტაციონარული გადაცემათა ბორბალი.

ამ სამუშაოს შესრულებისას, სუ-29 და იაკ-52 თვითმფრინავების პროპელერების დაბალანსებისას მიღებული გამოცდილების გათვალისწინებით, ჩატარდა არაერთი დამატებითი კვლევა, მათ შორის:

• იაკ-52 თვითმფრინავის ძრავისა და პროპელერის რხევების ბუნებრივი სიხშირეების განსაზღვრა;
• მეორე პილოტის სალონში ვიბრაციების სიდიდისა და სპექტრული შემადგენლობის შემოწმება პროპელერის დაბალანსების შემდეგ ფრენისას;
• მეორე პილოტის სალონში ვიბრაციების სიდიდისა და სპექტრული შემადგენლობის შემოწმება ფრენის დროს პროპელერის დაბალანსების შემდეგ და ძრავის ამორტიზატორების დაჭიმვის ძალის რეგულირება.

2.2. ძრავისა და პროპელერის რხევების ბუნებრივი სიხშირეების კვლევების შედეგები

თვითმფრინავის კორპუსში ამორტიზატორების ზედაპირზე დამონტაჟებული ძრავის რხევების ბუნებრივი სიხშირეები განისაზღვრა A&D (იაპონია) კომპანიის AD-3527 სპექტრის ანალიზატორის გამოყენებით, ძრავის რხევების დარტყმითი აგზნების გზით.

Yak-52 თვითმფრინავის ძრავის საკიდის ბუნებრივი რხევების სპექტრში, რომლის მაგალითი წარმოდგენილია ნახ. 2.2-ზე, გამოვლინდა ოთხი ძირითადი სიხშირე: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz.

ნახ.2.2. Yak-52 თვითმფრინავის ძრავის შეჩერების ბუნებრივი სიხშირეების სპექტრი.

74 ჰც, 94 ჰც და 120 ჰც სიხშირეები, სავარაუდოდ, დაკავშირებულია თვითმფრინავის ძარაზე ძრავის დამაგრების (შეჩერების) მახასიათებლებთან.

სიხშირე 20 ჰც, სავარაუდოდ, დაკავშირებულია თვითმფრინავის ბუნებრივ რხევებთან შასისზე.

პროპელერის პირების ბუნებრივი სიხშირეები ასევე განისაზღვრა ზემოქმედების აგზნების მეთოდით.

ამ შემთხვევაში გამოვლინდა ოთხი ძირითადი სიხშირე: 36 ჰც, 80 ჰც, 104 ჰც და 134 ჰც.

მონაცემები Yak-52 თვითმფრინავის პროპელერის ბუნებრივი სიხშირეების და ძრავის რხევების შესახებ შეიძლება იყოს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი ბალანსის დროს გამოყენებული პროპელერის ბრუნვის სიხშირის არჩევისას. ამ სიხშირის შერჩევის მთავარი პირობაა თვითმფრინავის სტრუქტურული ელემენტების ბუნებრივი სიხშირეებიდან მისი მაქსიმალური შესაძლო დეტუნიციის უზრუნველყოფა.

გარდა ამისა, თვითმფრინავის ცალკეული კომპონენტებისა და ნაწილების ბუნებრივი სიხშირის ცოდნა შეიძლება სასარგებლო იყოს ვიბრაციის სპექტრის გარკვეული კომპონენტების მკვეთრი ზრდის მიზეზების დასადგენად (რეზონანსის შემთხვევაში) ძრავის სიჩქარის სხვადასხვა რეჟიმში.

2.3. დაბალანსების შედეგები

როგორც ზემოთ აღინიშნა, პროპელერის დაბალანსება განხორციელდა ერთ სიბრტყეში, რის შედეგადაც პროპელერის ძალის დისბალანსი დინამიურად კომპენსირებული იყო.

დინამიური დაბალანსების შესრულება ორ თვითმფრინავში, რაც საშუალებას მისცემს პროპელერის ორივე ძალის და მომენტის დისბალანსის კომპენსირებას, შეუძლებელი იყო, რადგან იაკ-52 თვითმფრინავზე დაყენებული პროპელერის დიზაინი იძლევა მხოლოდ ერთი კორექტირების სიბრტყის ფორმირების საშუალებას.

პროპელერის დაბალანსება შესრულდა ბრუნვის სიხშირით 1150 rpm (60%), რომლის დროსაც შესაძლებელი იყო ვიბრაციის გაზომვის ყველაზე სტაბილური შედეგების მიღება თავიდან დაწყებამდე ამპლიტუდისა და ფაზის თვალსაზრისით.

პროპელერის დაბალანსება მიჰყვებოდა კლასიკურ „ორ პერსპექტივას“ სქემას.

პირველი გაშვებისას განისაზღვრა ვიბრაციის ამპლიტუდა და ფაზა პროპელერის ბრუნვის სიხშირეზე მის საწყის მდგომარეობაში.

მეორე გაშვებისას განისაზღვრა ვიბრაციის ამპლიტუდა და ფაზა პროპელერის ბრუნვის სიხშირეზე პროპელერზე 7 გ საცდელი მასის დაყენების შემდეგ.

ამ მონაცემებზე დაყრდნობით, მასა M = 19,5 გ და კორექტირების წონის დაყენების კუთხე F = 32° გამოითვალა პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით.

პროპელერის დიზაინის მახასიათებლების გამო, რომელიც არ იძლევა კორექტირების წონის დაყენების საშუალებას საჭირო კუთხით, პროპელერზე დამონტაჟდა ორი ექვივალენტი წონა:

• წონა M1 = 14 გ კუთხით F1 = 0°;
• წონა M2 = 8,3 გ კუთხით F2 = 60°.

პროპელერზე მითითებული კორექტირების წონების დაყენების შემდეგ, ვიბრაცია გაზომილი ბრუნვის სიხშირით 1150 rpm და დაკავშირებული პროპელერის დისბალანსთან, შემცირდა 10,2 მმ/წმ-დან საწყის მდგომარეობაში 4,2 მმ/წმ-მდე დაბალანსების შემდეგ.

ამ შემთხვევაში პროპელერის ფაქტობრივი დისბალანსი 2340 გ*მმ-დან 963 გ*მმ-მდე შემცირდა.

2.4. დაბალანსების შედეგების ზემოქმედების შემოწმება Yak-52 თვითმფრინავის ვიბრაციის დონეზე ადგილზე პროპელერის ბრუნვის სხვა სიხშირეებზე

Yak-52 თვითმფრინავის ვიბრაციის შემოწმების შედეგები, შესრულებული ძრავის მუშაობის სხვა რეჟიმებზე, რომლებიც მიღებული იქნა სახმელეთო ტესტების დროს, წარმოდგენილია ცხრილში 2.1.

როგორც ცხრილიდან ჩანს, შესრულებულმა დაბალანსებამ დადებითად იმოქმედა Yak-52 თვითმფრინავის ვიბრაციაზე მისი მუშაობის ყველა რეჟიმში.

ცხრილი 2.1.

№	ბრუნვის სიხშირე, %	პროპელერის ბრუნვის სიხშირე, rpm	RMS ვიბრაციის სიჩქარე, მმ/წმ
1	60	1153	4.2
2	65	1257	2.6
3	70	1345	2.1
4	82	1572	1.25

დამატებითი ვიბრაციის ტესტის შედეგები

2.5. Yak-52 თვითმფრინავის ვიბრაციის შემოწმება ჰაერში ფრენის ძირითად რეჟიმებზე ამორტიზატორის დაძაბულობის რეგულირებამდე და შემდეგ

უფრო მეტიც, სახმელეთო ტესტების დროს, თვითმფრინავის ვიბრაციის მნიშვნელოვანი შემცირება დაფიქსირდა მისი პროპელერის ბრუნვის სიხშირის ზრდით.

ეს შეიძლება აიხსნას პროპელერის ბრუნვის სიხშირის უფრო დიდი ხარისხით ჩამორთმევით შასისზე თვითმფრინავის ბუნებრივი რხევის სიხშირეზე (სავარაუდოდ 20 ჰც), რაც ხდება პროპელერის ბრუნვის სიხშირის ზრდისას.

მიწაზე პროპელერის დაბალანსების შემდეგ ჩატარებული ვიბრაციის ტესტების გარდა (იხ. განყოფილება 2.3), ჩატარდა ფრენისას იაკ-52 თვითმფრინავის ვიბრაციის გაზომვები.

ფრენის დროს ვიბრაცია გაიზომა მეორე პილოტის კაბინაში ვერტიკალური მიმართულებით, 5-დან 200 (500) ჰერცამდე სიხშირის დიაპაზონში, A&D (იაპონია) ფირმის AD-3527 მოდელის პორტატული ვიბრაციული სპექტრის ანალიზატორის გამოყენებით.

გაზომვები ჩატარდა ძრავის სიჩქარის ხუთ ძირითად რეჟიმზე, შესაბამისად მისი მაქსიმალური ბრუნვის სიხშირის 60%, 65%, 70% და 82%.

გაზომვის შედეგები, ჩატარებული ამორტიზატორების რეგულირებამდე, წარმოდგენილია ცხრილში 2.2.

ცხრილი 2.2.

ვიბრაციის სპექტრის კომპონენტები

№	პროპელერის ბრუნვის სიხშირე, %	პროპელერის ბრუნვის სიხშირე, rpm	ვв1 (ჰც)	ამპლიტუდა Vв1 (მმ/წმ)	ვნ (ჰც)	ამპლიტუდა Vნ (მმ/წმ)	ვк1 (ჰც)	ამპლიტუდა Vк1 (მმ/წმ)	ვв2 (ჰც)	ამპლიტუდა Vв2 (მმ/წმ)	ვк2 (ჰც)	ამპლიტუდა Vк2 (მმ/წმ)	ვв4 (ჰც)	ამპლიტუდა Vв4 (მმ/წმ)	ვк3 (ჰც)	ამპლიტუდა Vк3 (მმ/წმ)	ვв5 (ჰც)	ამპლიტუდა Vв5 (მმ/წმ)	ვ∑ (მმ/წმ)
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

მაგალითად, ნახაზები 2.3 და 2.4 გვიჩვენებს სპექტრის გრაფიკებს, რომლებიც მიიღება ვიბრაციის გაზომვისას Yak-52 თვითმფრინავის სალონში 60% და 94% რეჟიმებში, რომლებიც გამოიყენება ცხრილის 2.2 შევსებისთვის.

ნახ.2.3. ვიბრაციის სპექტრი Yak-52 თვითმფრინავის სალონში 60% რეჟიმში.

ნახ. 2.4. ვიბრაციის სპექტრი Yak-52 თვითმფრინავის სალონში 94% რეჟიმში.

როგორც 2.2 ცხრილიდან ჩანს, მეორე პილოტის სალონში გაზომილი ვიბრაციის ძირითადი კომპონენტები ჩნდება პროპელერის ბრუნვის სიხშირეებზე V._в1 (მონიშნულია ყვითლად), ძრავის ამწე V_к1 (მონიშნულია ლურჯად) და ჰაერის კომპრესორის წამყვანი (და/ან სიხშირის სენსორი) V_ნ (ხაზგასმულია მწვანეში), ისევე როგორც მათ უფრო მაღალ ჰარმონიებში V_в2, V_в4, V_в5და ვ_к2, V_к3.

მაქსიმალური ჯამური ვიბრაცია V_∑ ნაპოვნია 82% (პროპელერის 1580 ბრ/წთ) და 94% (1830 ბრ/წთ) სიჩქარის რეჟიმებზე.

ამ ვიბრაციის ძირითადი კომპონენტი ჩნდება ძრავის ამწე ლილვის ბრუნვის სიხშირის მე-2 ჰარმონიაში V._к2 და შესაბამისად აღწევს მნიშვნელობებს 12,5 მმ/წმ სიხშირით 4800 ციკლი/წთ და 15,8 მმ/წმ 5520 ციკლი/წთ სიხშირით.

შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ეს კომპონენტი დაკავშირებულია ძრავის დგუშის ჯგუფის მუშაობასთან (დარტყმის პროცესები, რომლებიც წარმოიქმნება დგუშების ორმაგი მოძრაობის დროს ერთი ამწე ლილვის შემობრუნებისას).

ამ კომპონენტის მკვეთრი მატება 82% (პირველი ნომინალური) და 94% (აფრენა) რეჟიმებზე, სავარაუდოდ, გამოწვეულია არა დგუშის ჯგუფში არსებული დეფექტებით, არამედ შოკის აბსორბებზე თვითმფრინავის სხეულში დამონტაჟებული ძრავის რეზონანსული რხევებით.

ამ დასკვნას ადასტურებს ძრავის საკიდის რხევების ბუნებრივი სიხშირეების შემოწმების ადრე განხილული ექსპერიმენტული შედეგები, რომელთა სპექტრში არის 74 ჰც (4440 ციკლი/წთ), 94 ჰც (5640 ციკლი/წთ) და 120 ჰც ( 7200 ციკლი/წთ).

ამ ბუნებრივი სიხშირეებიდან ორი, 74 ჰც და 94 ჰც, ახლოსაა ამწე ლილვის ბრუნვის მე-2 ჰარმონიულ სიხშირეებთან, რომლებიც გვხვდება ძრავის პირველ ნომინალურ და აფრენის რეჟიმებში.

ძრავის პირველ ნომინალურ და აფრენის რეჟიმებზე ვიბრაციის ტესტების დროს აღმოჩენილი მნიშვნელოვანი ვიბრაციების გამო მე-2 ამწე ლილვის ჰარმონიაში, ჩატარდა ძრავის დაკიდების ამორტიზატორების გამკაცრების ძალის შემოწმება და რეგულირება.

შედარებითი ტესტის შედეგები მიღებული პროპელერის ბრუნვის სიხშირისთვის ამორტიზატორების რეგულირებამდე და შემდეგ (V_в1) და ამწე ლილვის ბრუნვის სიხშირის მე-2 ჰარმონია (V_к2) წარმოდგენილია ცხრილში 2.3.

ცხრილი 2.3.

№	პროპელერის ბრუნვის სიხშირე, %	პროპელერის ბრუნვის სიხშირე, rpm	ვв1 (ადრე)	ვв1 (შემდეგ)	ვк2 (ადრე)	ვк2 (შემდეგ)
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

როგორც ცხრილი 2.3-დან ჩანს, ამორტიზატორების კორექტირებამ არ გამოიწვია მნიშვნელოვანი ცვლილებები თვითმფრინავის ძირითადი ვიბრაციის კომპონენტებში.

ასევე უნდა აღინიშნოს, რომ სპექტრული კომპონენტის ამპლიტუდა ასოცირდება პროპელერის დისბალანსთან V_в182% და 94% რეჟიმებზე გამოვლენილი (იხ. ცხრილები 1.2 და 1.3), შესაბამისად 3-7-ჯერ დაბალია V-ის ამპლიტუდებზე_к2, წარმოდგენილია ამ რეჟიმებში.

ფრენის სხვა რეჟიმებში კომპონენტი V_в1 მერყეობს 2,8-დან 4,4 მმ/წმ-მდე.

უფრო მეტიც, როგორც 2.2 და 2.3 ცხრილებიდან ჩანს, მისი ცვლილებები ერთი რეჟიმიდან მეორეზე გადასვლისას ძირითადად განპირობებულია არა დაბალანსების ხარისხით, არამედ პროპელერის ბრუნვის სიხშირის განლაგების ხარისხით სხვადასხვა სტრუქტურული ელემენტების ბუნებრივი სიხშირეებიდან. თვითმფრინავი.

2.6. დასკვნები სამუშაოს შედეგებიდან

2.6.1.

Yak-52 თვითმფრინავის პროპელერის დაბალანსება, რომელიც ჩატარდა პროპელერის ბრუნვის სიხშირით 1150 rpm (60%), დაუშვა პროპელერის ვიბრაციის შემცირება 10,2 მმ/წმ-დან 4,2 მმ/წმ-მდე.

იაკ-52 და სუ-29 თვითმფრინავების პროპელერების „ბალანსეტ-1“ მოწყობილობის გამოყენებით დაბალანსებისას მიღებული გამოცდილების გათვალისწინებით, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ არსებობს Yak-52 თვითმფრინავის პროპელერის ვიბრაციის დონის შემდგომი შემცირების შესაძლებლობა.

ეს შეიძლება მიღწეული იყოს, კერძოდ, პროპელერის ბრუნვის სხვა (უფრო მაღალი) სიხშირის არჩევით მისი დაბალანსების დროს, რაც საშუალებას იძლევა უფრო მეტი განლაგება თვითმფრინავის ბუნებრივი რხევის სიხშირედან 20 ჰც (1200 ციკლი/წთ), გამოვლენილი ტესტების დროს.

2.6.2.

როგორც ფრენისას Yak-52 თვითმფრინავის ვიბრაციის ტესტების შედეგებიდან ჩანს, მისი ვიბრაციის სპექტრები (აღნიშნული კომპონენტის გარდა, რომელიც ჩნდება პროპელერის ბრუნვის სიხშირეზე) შეიცავს რამდენიმე სხვა კომპონენტს, რომლებიც დაკავშირებულია ამწე ლილვის მუშაობასთან, ძრავის დგუშის ჯგუფთან. , ასევე ჰაერის კომპრესორის ამძრავი (და/ან სიხშირის სენსორი).

ამ ვიბრაციების სიდიდეები 60%, 65% და 70% რეჟიმებში შედარებულია პროპელერის დისბალანსთან დაკავშირებული ვიბრაციის სიდიდესთან.

ამ ვიბრაციების ანალიზი აჩვენებს, რომ პროპელერის დისბალანსიდან ვიბრაციის სრული აღმოფხვრაც კი შეამცირებს თვითმფრინავის მთლიან ვიბრაციას ამ რეჟიმებში არაუმეტეს 1,5-ჯერ.

2.6.3.

მაქსიმალური ჯამური ვიბრაცია V_∑ Yak-52 თვითმფრინავი ნაპოვნი იქნა 82% (პროპელერის 1580 rpm) და 94% (პროპელერის 1830 rpm) სიჩქარის რეჟიმში.

ამ ვიბრაციის ძირითადი კომპონენტი ჩნდება ძრავის ამწე ლილვის ბრუნვის სიხშირის მე-2 ჰარმონიაში V._к2 (სიხშირეზე 4800 ციკლი/წთ ან 5520 ციკლი/წთ), სადაც ის შესაბამისად აღწევს 12,5 მმ/წმ და 15,8 მმ/წმ მნიშვნელობებს.

საფუძვლიანად შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ეს კომპონენტი დაკავშირებულია ძრავის დგუშის ჯგუფის მუშაობასთან (დარტყმის პროცესები, რომლებიც წარმოიქმნება დგუშების ორმაგი მოძრაობის დროს ერთი ამწე ლილვის შემობრუნებისას).

ამ კომპონენტის მკვეთრი მატება 82% (პირველი ნომინალური) და 94% (აფრენა) რეჟიმებზე, სავარაუდოდ, გამოწვეულია არა დგუშის ჯგუფში არსებული დეფექტებით, არამედ შოკის აბსორბებზე დამონტაჟებული თვითმფრინავის სხეულში დამონტაჟებული ძრავის რეზონანსული რხევებით.

ტესტების დროს განხორციელებული ამორტიზატორების კორექტირებამ არ გამოიწვია ვიბრაციის მნიშვნელოვანი ცვლილებები.

ეს სიტუაცია, სავარაუდოდ, შეიძლება ჩაითვალოს თვითმფრინავის დეველოპერების მიერ საპროექტო ზედამხედველობად, თვითმფრინავის კორპუსში ძრავის დამაგრების (დაკიდების) სისტემის არჩევისას.

2.6.4.

ბალანსირებისა და დამატებითი ვიბრაციის ტესტების დროს მიღებული მონაცემები (იხილეთ ფრენის ტესტის შედეგები სექციაში 2.5) იძლევა დასკვნის საშუალებას, რომ პერიოდული ვიბრაციის მონიტორინგი შეიძლება სასარგებლო იყოს თვითმფრინავის ძრავის ტექნიკური მდგომარეობის დიაგნოსტიკური შეფასებისთვის.

ასეთი სამუშაო შეიძლება შესრულდეს, მაგალითად, "ბალანსეტ-1" მოწყობილობის გამოყენებით, რომელშიც პროგრამული უზრუნველყოფა ხორციელდება სპექტრული ვიბრაციის ანალიზის ფუნქცია.

---

3. MTV-9-KC/CL 260-27 პროპელერის და სუ-29 აერობატული თვითმფრინავის ვიბრაციის კვლევის შედეგები

3.1. შესავალი

2014 წლის 15 ივნისს ჩატარდა სუ-29 აერობატული თვითმფრინავის M-14P საავიაციო ძრავის სამფრთიანი MTV-9-KC/CL 260-27 პროპელერის დაბალანსება.

მწარმოებლის თქმით, პროპელერი წინასწარ იყო სტატიკურად დაბალანსებული, რაც დასტურდება საწარმოო ქარხანაში დაყენებულ თვითმფრინავ 1-ში მაკორექტირებელი წონის არსებობით.

პროპელერის დაბალანსება, რომელიც პირდაპირ იყო დაყენებული Su-29 თვითმფრინავზე, განხორციელდა "ბალანსეტ-1" ვიბრაციის დაბალანსების ნაკრების გამოყენებით, სერიული ნომერი 149.

დაბალანსების დროს გამოყენებული გაზომვის სქემა ნაჩვენებია ნახ 3.1-ზე.

დაბალანსების პროცესის დროს, ვიბრაციის სენსორი (აქსელერომეტრი) 1 დამონტაჟდა ძრავის გადაცემათა კოლოფის კორპუსზე მაგნიტის გამოყენებით სპეციალურ სამაგრზე.

ლაზერული ფაზის კუთხის სენსორი 2 ასევე დამონტაჟდა გადაცემათა კოლოფის კორპუსზე და ორიენტირებული იყო ამრეკლავ ნიშანზე, რომელიც გამოიყენება პროპელერის ერთ-ერთ პირზე.

სენსორებიდან ანალოგური სიგნალები კაბელების საშუალებით გადადიოდა „ბალანსეტ-1“ მოწყობილობის საზომ ერთეულში, სადაც ისინი წინასწარ დამუშავდა ციფრულად.

შემდეგ ეს სიგნალები ციფრული სახით გაიგზავნა კომპიუტერში, სადაც განხორციელდა ამ სიგნალების პროგრამული დამუშავება და გამოითვალა პროპელერის დისბალანსის კომპენსაციისთვის საჭირო მაკორექტირებელი წონის მასა და კუთხე.

ნახ. 3.1. საზომი სქემა სუ-29 თვითმფრინავის პროპელერის დასაბალანსებლად.

ზ_კ – გადაცემათა კოლოფის მთავარი გადაცემათა ბორბალი 75 კბილით;

ზ_გ – გადაცემათა კოლოფის სატელიტები 6 ცალი ოდენობით თითო 18 კბილით;

ზ_n – გადაცემათა კოლოფის სტაციონარული გადაცემათა ბორბალი 39 კბილით.

ამ სამუშაოს ჩატარებამდე, Yak-52 თვითმფრინავის პროპელერის დაბალანსების შედეგად მიღებული გამოცდილების გათვალისწინებით, ჩატარდა არაერთი დამატებითი კვლევა, მათ შორის:

• სუ-29 თვითმფრინავის ძრავისა და პროპელერის რხევების ბუნებრივი სიხშირეების განსაზღვრა;
• მეორე პილოტის სალონში საწყისი ვიბრაციის სიდიდისა და სპექტრული შემადგენლობის შემოწმება დაბალანსებამდე.

3.2. ძრავისა და პროპელერის რხევების ბუნებრივი სიხშირეების კვლევების შედეგები

თვითმფრინავის კორპუსში ამორტიზატორების ზედაპირზე დამონტაჟებული ძრავის რხევების ბუნებრივი სიხშირეები განისაზღვრა A&D (იაპონია) კომპანიის AD-3527 სპექტრის ანალიზატორის გამოყენებით, ძრავის რხევების დარტყმითი აგზნების გზით.

ძრავის საკიდის ბუნებრივი რხევების სპექტრში (იხ. სურ. 3.2) გამოვლინდა ექვსი ძირითადი სიხშირე: 16 ჰც, 22 ჰც, 37 ჰც, 66 ჰც, 88 ჰც, 120 ჰც.

აქედან, ვარაუდობენ, რომ 66 ჰც, 88 ჰც და 120 ჰც სიხშირეები პირდაპირ კავშირშია ძრავის დამაგრების (შეჩერების) მახასიათებლებთან თვითმფრინავის სხეულზე.

16 ჰც და 22 ჰც სიხშირეები, სავარაუდოდ, დაკავშირებულია თვითმფრინავის ბუნებრივ რხევებთან შასისზე.

სიხშირე 37 ჰც, სავარაუდოდ, დაკავშირებულია თვითმფრინავის პროპელერის პირის რხევების ბუნებრივ სიხშირესთან.

ეს ვარაუდი დასტურდება პროპელერის რხევების ბუნებრივი სიხშირეების შემოწმების შედეგებით, რომლებიც ასევე მიღებულია ზემოქმედების აგზნების მეთოდით.

პროპელერის პირის ბუნებრივი რხევების სპექტრში (იხ. სურ. 3.3) გამოვლინდა სამი ძირითადი სიხშირე: 37 ჰც, 100 ჰც და 174 ჰც.

მონაცემები პროპელერის პირის ბუნებრივ სიხშირეებზე და სუ-29 თვითმფრინავის ძრავის რხევებზე შეიძლება იყოს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი დაბალანსების დროს გამოყენებული პროპელერის ბრუნვის სიხშირის არჩევისას. ამ სიხშირის შერჩევის მთავარი პირობაა თვითმფრინავის სტრუქტურული ელემენტების ბუნებრივი სიხშირეებიდან მისი მაქსიმალური შესაძლო დეტუნიციის უზრუნველყოფა.

უფრო მეტიც, თვითმფრინავის ცალკეული კომპონენტებისა და ნაწილების ბუნებრივი სიხშირეების ცოდნა შეიძლება სასარგებლო იყოს ვიბრაციის სპექტრის გარკვეული კომპონენტების მკვეთრი ზრდის მიზეზების დასადგენად (რეზონანსის შემთხვევაში) ძრავის სიჩქარის სხვადასხვა რეჟიმში.

3.3. სუ-29 თვითმფრინავის მეორე პილოტის სალონში ვიბრაციის შემოწმება ადგილზე დაბალანსებამდე

სუ-29 თვითმფრინავის საწყისი ვიბრაცია, რომელიც პროპელერის დაბალანსებამდე დაფიქსირდა, მეორე პილოტის კაბინაში ვერტიკალური მიმართულებით გაიზომა A&D (იაპონია) პორტატული ვიბრაციის სპექტრის ანალიზატორის, მოდელი AD-3527-ის გამოყენებით, 5-დან 200 ჰც-მდე სიხშირის დიაპაზონში.

გაზომვები ჩატარდა ძრავის სიჩქარის ოთხ ძირითად რეჟიმზე, შესაბამისად მისი მაქსიმალური ბრუნვის სიხშირის 60%, 65%, 70% და 82%.

მიღებული შედეგები წარმოდგენილია ცხრილში 3.1.

როგორც 2.1 ცხრილიდან ჩანს, ვიბრაციის ძირითადი კომპონენტები ჩნდება პროპელერის ბრუნვის სიხშირეებზე V._в1, ძრავის ამწე V_к1და ჰაერის კომპრესორის ამძრავი (და/ან სიხშირის სენსორი) V_ნ, ასევე ამწე ლილვის მე-2 ჰარმონიკაზე V_к2 და შესაძლოა პროპელერის V-ის მე-3 (პირი) ჰარმონია_в3, რომელიც სიხშირით ახლოსაა ამწე ლილვის მეორე ჰარმონიასთან.

ცხრილი 3.1.

№	პროპელერის ბრუნვის სიხშირე, %	პროპელერის ბრუნვის სიხშირე, rpm	ვв1	ვნ	ვк1	ვв3	ვк2	ვв4	ვк3	V?	ვ∑, მმ/წმ
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

უფრო მეტიც, ვიბრაციის სპექტრში 60% სიჩქარის რეჟიმში, გამოთვლილი სპექტრით ამოუცნობი კომპონენტი აღმოჩნდა 6120 ციკლ/წთ სიხშირით, რაც შეიძლება გამოწვეული იყოს თვითმფრინავის ერთ-ერთი სტრუქტურული ელემენტის დაახლოებით 100 ჰც სიხშირეზე რეზონანსით. . ასეთი ელემენტი შეიძლება იყოს პროპელერი, რომლის ერთ-ერთი ბუნებრივი სიხშირეა 100 ჰც.

თვითმფრინავის მაქსიმალური ჯამური ვიბრაცია V_∑11,5 მმ/წმ-ს მიაღწია, ნაპოვნი იქნა 70% სიჩქარის რეჟიმში.

მთლიანი ვიბრაციის ძირითადი კომპონენტი ამ რეჟიმში ჩნდება ძრავის ამწე ლილვის ბრუნვის სიხშირის V მე-2 ჰარმონიაში (4020 ციკლი/წთ)._к2 და უდრის 10,8 მმ/წმ.

შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ეს კომპონენტი დაკავშირებულია ძრავის დგუშის ჯგუფის მუშაობასთან (დარტყმის პროცესები, რომლებიც წარმოიქმნება დგუშების ორმაგი მოძრაობის დროს ერთი ამწე ლილვის შემობრუნებისას).

ამ კომპონენტის მკვეთრი მატება 70% რეჟიმში, სავარაუდოდ, განპირობებულია თვითმფრინავის ერთ-ერთი სტრუქტურული ელემენტის რეზონანსული რხევებით (ძრავის შეჩერება თვითმფრინავის კორპუსში) 67 ჰც სიხშირეზე (4020 ციკლი/წთ).

უნდა აღინიშნოს, რომ დგუშის ჯგუფის მუშაობასთან დაკავშირებული ზემოქმედების დარღვევების გარდა, ვიბრაციის სიდიდეზე ამ სიხშირის დიაპაზონში შეიძლება გავლენა იქონიოს აეროდინამიკურმა ძალამ, რომელიც ვლინდება პროპელერის პირის სიხშირეზე (V_в3).

65% და 82% სიჩქარის რეჟიმებში შესამჩნევი ზრდა კომპონენტი V-ში_к2 (V_в3) ასევე შეინიშნება, რაც ასევე შეიძლება აიხსნას თვითმფრინავის ცალკეული კომპონენტების რეზონანსული რხევებით.

სპექტრული კომპონენტის ამპლიტუდა, რომელიც დაკავშირებულია პროპელერის დისბალანსთან V_в1დაბალანსებამდე გამოვლენილი სიჩქარის ძირითად რეჟიმებზე, მერყეობდა 2.4-დან 5.7 მმ/წმ-მდე, რაც ზოგადად დაბალია ვიდრე V-ის მნიშვნელობა._к2 შესაბამის რეჟიმებზე.

უფრო მეტიც, როგორც ცხრილი 3.1-დან ჩანს, მისი ცვლილებები ერთი რეჟიმიდან მეორეზე გადასვლისას განისაზღვრება არა მხოლოდ დაბალანსების ხარისხით, არამედ პროპელერის ბრუნვის სიხშირის განლაგების ხარისხით თვითმფრინავის სტრუქტურული ელემენტების ბუნებრივი სიხშირეებიდან.

3.4. დაბალანსების შედეგები

პროპელერის დაბალანსება შესრულდა ერთ სიბრტყეში ბრუნვის სიხშირით. ასეთი დაბალანსების შედეგად ანაზღაურდა პროპელერის დინამიური ძალის დისბალანსი.

დაბალანსების პროტოკოლი მოცემულია ქვემოთ დანართ 1-ში.

დაბალანსება შესრულდა პროპელერის ბრუნვის სიხშირით 1350 rpm და მოიცავდა ორ გაზომვას.

პირველი გაშვებისას განისაზღვრა ვიბრაციის ამპლიტუდა და ფაზა პროპელერის ბრუნვის სიხშირეზე საწყის მდგომარეობაში.

მეორე გაშვების დროს განისაზღვრა ვიბრაციის ამპლიტუდა და ფაზა პროპელერის ბრუნვის სიხშირეზე პროპელერზე ცნობილი წონის საცდელი მასის დაყენების შემდეგ.

ამ გაზომვების შედეგების საფუძველზე განისაზღვრა სიბრტყე 1-ში მაკორექტირებელი წონის მასა და დაყენების კუთხე.

პროპელერზე მაკორექტირებელი წონის გამოთვლილი მნიშვნელობის დაყენების შემდეგ, რომელიც შეადგენდა 40,9 გ-ს, ამ სიჩქარის რეჟიმში ვიბრაცია საწყის მდგომარეობაში 6,7 მმ/წმ-დან დაბალანსების შემდეგ შემცირდა 1,5 მმ/წმ-მდე.

ვიბრაციის დონე, რომელიც დაკავშირებულია პროპელერის დისბალანსთან სიჩქარის სხვა რეჟიმებში, ასევე შემცირდა და დარჩა 1-დან 2,5 მმ/წმ-მდე დიაპაზონში დაბალანსების შემდეგ.

ფრენის დროს თვითმფრინავის ვიბრაციის დონეზე დაბალანსების ხარისხის გავლენის შემოწმება არ განხორციელებულა ერთ-ერთი სასწავლო ფრენის დროს ამ პროპელერის შემთხვევითი დაზიანების გამო.

აღსანიშნავია, რომ ამ დაბალანსების დროს მიღებული შედეგი მნიშვნელოვნად განსხვავდება ქარხნული ბალანსირების შედეგისგან.

Კერძოდ:

• პროპელერის ბრუნვის სიხშირეზე ვიბრაცია მუდმივ სამონტაჟო ადგილზე მისი დაბალანსების შემდეგ (სუ-29 თვითმფრინავის გადაცემათა კოლოფზე) შემცირდა 4-ჯერ მეტით;
• დაბალანსების პროცესში დაყენებული მაკორექტირებელი წონა გადაინაცვლა საწარმოო ქარხანაში დაყენებულ წონასთან შედარებით დაახლოებით 130 გრადუსით.

ამ სიტუაციის შესაძლო მიზეზები შეიძლება შეიცავდეს:

• მწარმოებლის ბალანსის სადგამის გაზომვის სისტემის შეცდომები (ნაკლებად სავარაუდოა);
• მწარმოებლის დამაბალანსებელი აპარატის შპინდლის შეერთების სამონტაჟო ადგილების გეომეტრიული შეცდომები, რაც იწვევს პროპელერის რადიალურ გადინებას შპინდზე დაყენებისას;
• თვითმფრინავის გადაცემათა კოლოფის გამომავალი ლილვის შეერთების სამონტაჟო ადგილების გეომეტრიული შეცდომები, რაც იწვევს გადაცემათა კოლოფის ლილვზე დაყენებისას პროპელერის რადიალურ გადინებას.

3.5. დასკვნები სამუშაოს შედეგებიდან

3.5.1.

Su-29 თვითმფრინავის პროპელერის დაბალანსება, რომელიც ჩატარდა ერთ თვითმფრინავში პროპელერის ბრუნვის სიხშირით 1350 rpm (70%), დაუშვა პროპელერის ვიბრაციის შემცირება 6,7 მმ/წმ-დან 1,5 მმ/წმ-მდე.

ვიბრაციის დონე, რომელიც დაკავშირებულია პროპელერის დისბალანსთან სხვა სიჩქარის რეჟიმებში, ასევე მნიშვნელოვნად შემცირდა და დარჩა 1-დან 2,5 მმ/წმ-მდე დიაპაზონში.

3.5.2.

საწარმოო ქარხანაში შესრულებული არადამაკმაყოფილებელი დაბალანსების შედეგების შესაძლო მიზეზების გასარკვევად, აუცილებელია შეამოწმოთ პროპელერის რადიალური გაშვება თვითმფრინავის ძრავის გადაცემათა კოლოფის გამომავალ ლილვზე.

---

დანართი 1

დაბალანსების პროტოკოლი

MTV-9-KC/CL 260-27 აერობატული თვითმფრინავის სუ-29 პროპელერი

1. დამკვეთი: ვ.დ.ჩვოკოვი

2. პროპელერის სამონტაჟო ადგილი: სუ-29 თვითმფრინავის გადაცემათა კოლოფის გამომავალი ლილვი

3. პროპელერის ტიპი: MTV-9-KC/CL 260-27

4. დაბალანსების მეთოდი: აწყობილი ადგილზე (საკუთარ საკისრებში), ერთ სიბრტყეში

5. პროპელერის ბრუნვის სიხშირე ბალანსის დროს, rpm: 1350

6. ბალანსის მოწყობილობის მოდელი, სერიული ნომერი და მწარმოებელი: „ბალანსეტ-1“, სერიული ნომერი 149.

7. დაბალანსების დროს გამოყენებული მარეგულირებელი დოკუმენტები:

7.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

8. ბალანსის თარიღი: 15.06.2014წ

9. დაბალანსების შედეგების შემაჯამებელი ცხრილი:

№	გაზომვის შედეგები	ვიბრაცია, მმ/წმ	დისბალანსი, გ*მმ
1	დაბალანსებამდე *)	6.7	6135
2	დაბალანსების შემდეგ	1.5	1350
ISO 1940 ტოლერანტობა G კლასისთვის 6.3			1500

*) შენიშვნა: დაბალანსება განხორციელდა პროპელერზე დარჩენილი მწარმოებლის მიერ დაყენებული მაკორექტირებელი წონის მიხედვით.

10. დასკვნა:

10.1. ვიბრაციის დონე (ნარჩენი დისბალანსი) სუ-29 თვითმფრინავის გადაცემათა კოლოფის გამომავალ ლილვზე დამონტაჟებული პროპელერის დაბალანსების შემდეგ (იხ. გვ. 9.2) საწყის მდგომარეობასთან შედარებით 4-ჯერ შემცირდა (იხ. გვ. 9.1).

10.2. შედეგის მისაღწევად გამოყენებული მაკორექტირებელი წონის (მასა, დაყენების კუთხე) პარამეტრები პ. 10.1 მნიშვნელოვნად განსხვავდება მწარმოებლის მიერ დაყენებული მაკორექტირებელი წონის პარამეტრებისგან (MT-პროპელერი).

კერძოდ, დაბალანსების დროს პროპელერზე დამონტაჟდა დამატებითი მაკორექტირებელი წონა 40,9 გ, რომელიც მწარმოებლის მიერ დაყენებულ წონასთან შედარებით 130° კუთხით იყო გადაადგილებული.

(მწარმოებლის მიერ დაყენებული წონა არ იყო ამოღებული პროპელერიდან დამატებითი დაბალანსების დროს).

ამ სიტუაციის შესაძლო მიზეზები შეიძლება შეიცავდეს:

• შეცდომები მწარმოებლის ბალანსის სადგამის საზომ სისტემაში;
• გეომეტრიული შეცდომები მწარმოებლის დამაბალანსებელი აპარატის შპინდლის შეერთების სამონტაჟო ადგილებზე, რაც იწვევს პროპელერის რადიალურ გადინებას შპინდზე დაყენებისას;
• გეომეტრიული შეცდომები თვითმფრინავის გადაცემათა კოლოფის გამომავალი ლილვის შეერთების სამონტაჟო ადგილებზე, რაც იწვევს პროპელერის რადიალურ გადინებას გადაცემათა კოლოფის ლილვზე დაყენებისას.

კონკრეტული მიზეზის დასადგენად, რომელიც იწვევს პროპელერის დისბალანსის გაზრდას Su-29 თვითმფრინავის გადაცემათა კოლოფის გამომავალ ლილვზე დაყენებისას, აუცილებელია:

• შეამოწმეთ მწარმოებელთან MTV-9-KC/CL 260-27 პროპელერის დასაბალანსებლად გამოყენებული დამაბალანსებელი აპარატის სპინდლის სამონტაჟო ადგილების საზომი სისტემა და გეომეტრიული სიზუსტე;
• შეამოწმეთ სუ-29 თვითმფრინავის გადაცემათა კოლოფის გამომავალ ლილვზე დაყენებული პროპელერის რადიალური გამონადენი.

შემსრულებელი:

შპს "კინემატიკის" მთავარი სპეციალისტი

ფელდმანი ვ.დ