Vyriausiasis specialistas V. D. Feldmanas

1. Vietoj įžangos

Prieš dvejus su puse metų mūsų įmonė pradėjo serijinę prietaiso "Balanset 1", skirto balansuoti sukamuosius mechanizmus jų pačių guoliuose, gamybą.

Iki šiol pagaminta daugiau kaip 180 komplektų, kurie veiksmingai naudojami įvairiose pramonės šakose, įskaitant ventiliatorių, orapūčių, elektros variklių, mašinų verpstukų, siurblių, smulkintuvų, separatorių, centrifugų, kardaninių ir alkūninių velenų ir kitų mechanizmų gamybą ir veikimą.

Pastaruoju metu mūsų įmonė sulaukė daugybės organizacijų ir privačių asmenų užklausų dėl galimybės naudoti mūsų įrangą orlaivių ir sraigtasparnių sraigtams balansuoti lauko sąlygomis.

Deja, mūsų specialistai, turintys ilgametę įvairių mašinų balansavimo patirtį, anksčiau niekada nebuvo susidūrę su šia problema. Todėl patarimai ir rekomendacijos, kurias galėjome pateikti savo klientams, buvo labai bendro pobūdžio ir ne visada leido veiksmingai išspręsti iškilusią problemą.

Šį pavasarį padėtis pradėjo gerėti. Tai lėmė aktyvi V. D. Čvokovo pozicija, kuris organizavo ir aktyviai dalyvavo kartu su mumis lėktuvų Jak-52 ir Su-29, kuriuos jis pats pilotuoja, sraigtų balansavimo darbuose.

orlaivio sraigto balansavimas lauko sąlygomis.

1.1 pav. Lėktuvas Jak-52 aerodrome

orlaivio sraigto balansavimas lauko sąlygomis.

1.2 pav. Su-29 orlaivis stovėjimo aikštelėje

2. Akrobatinio lėktuvo Jak-52 sraigtų balansavimo ir vibracijos tyrimo rezultatai

2.1. Įvadas

2014 m. gegužės-liepos mėn. buvo atliekami lėktuvo Jak-52 su aviaciniu varikliu M-14P vibracijos tyrimai ir jo dviejų menčių sraigto balansavimas.

Balansavimas atliktas vienoje plokštumoje naudojant balansavimo rinkinį "Balanset 1", serijos numeris 149.

Balansavimo metu naudojama matavimo schema parodyta 2.1 pav.

Balansavimo metu vibracijos jutiklis (akselerometras) 1 buvo pritvirtintas prie priekinio variklio pavarų dėžės dangčio, naudojant magnetą ant specialaus laikiklio.

Lazerinis fazės kampo jutiklis 2 taip pat buvo sumontuotas ant pavarų dėžės dangčio ir nukreiptas į atspindintį ženklą, esantį ant vienos iš sraigto menčių.

Analoginiai jutiklių signalai kabeliais buvo perduodami į prietaiso "Balanset 1" matavimo bloką, kur jie buvo iš anksto apdoroti skaitmeniniu būdu.

Tada šie skaitmeniniai signalai buvo siunčiami į kompiuterį, kuriame programinė įranga apdorojo šiuos signalus ir apskaičiavo korekcinio svorio masę ir kampą, reikalingą sraigto disbalansui kompensuoti.

2.2. Atliekant šį darbą buvo įgyti tam tikri įgūdžiai ir sukurta orlaivių sraigtų balansavimo lauko sąlygomis naudojant prietaisą "Balanset 1" technologija, įskaitant:

Vibracijos ir fazės kampo jutiklių įrengimo (tvirtinimo) ant objekto vietų ir būdų nustatymas;
Kelių orlaivio konstrukcinių elementų (variklio pakabos, sraigto menčių) rezonansinių dažnių nustatymas;
variklio sukimosi dažnių (darbo režimų), užtikrinančių minimalų likutinį disbalansą balansavimo metu, nustatymas;
Nustatomi sraigto likutinio disbalanso nuokrypiai ir t. t.

Be to, gauti įdomūs duomenys apie orlaivių su M-14P varikliais vibracijos lygį.

Toliau pateikiama ataskaitų medžiaga, parengta remiantis šių darbų rezultatais.

Juose, be balansavimo rezultatų, pateikiami lėktuvų Jak-52 ir Su-29 vibracijos tyrimų duomenys, gauti atliekant antžeminius ir skrydžio bandymus.

Šie duomenys gali būti įdomūs tiek orlaivių pilotams, tiek jų techninę priežiūrą atliekantiems specialistams.

YAK-52 sraigto balansavimo matavimo schema

2.1 pav. Lėktuvo Jak-52 sraigto balansavimo matavimo schema.

Zk - pavarų dėžės pagrindinis krumpliaratis;

Zs - pavarų dėžės palydovai;

Zn - stacionarus pavarų dėžės krumpliaratis.

Atliekant šį darbą, atsižvelgiant į patirtį, įgytą balansuojant orlaivių Su-29 ir Jak-52 sraigtus, buvo atlikta keletas papildomų tyrimų, įskaitant:

Lėktuvo Jak-52 variklio ir sraigto virpesių savųjų dažnių nustatymas;
Antrojo piloto kabinos vibracijų dydžio ir spektrinės sudėties tikrinimas skrydžio metu po sraigto balansavimo;
Patikrinti vibracijų dydį ir spektrinę sudėtį antrojo piloto kabinoje skrydžio metu po sraigto balansavimo ir variklio amortizatorių įtempimo jėgos reguliavimo.

2.2. Variklio ir sraigto virpesių savųjų dažnių tyrimų rezultatai

Variklio, sumontuoto ant orlaivio korpuso amortizatorių, svyravimų savieji dažniai buvo nustatyti naudojant A&D (Japonija) spektro analizatorių AD-3527, smūginiu būdu sužadinus variklio svyravimus.

Lėktuvo Jak-52 variklio pakabos savųjų svyravimų spektre, kurio pavyzdys pateiktas 2.2 pav., nustatyti keturi pagrindiniai dažniai: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz.

YAK-52 variklio pakabos virpesių savųjų dažnių spektras

2.2 pav. Lėktuvo Jak-52 variklio pakabos savųjų dažnių spektras.

74 Hz, 94 Hz ir 120 Hz dažniai greičiausiai susiję su variklio tvirtinimo prie orlaivio korpuso (pakabos) ypatybėmis.

20 Hz dažnis greičiausiai susijęs su orlaivio savaisiais virpesiais ant važiuoklės.

Naudojant smūginio sužadinimo metodą taip pat buvo nustatyti propelerio menčių savieji dažniai.

Šiuo atveju buvo nustatyti keturi pagrindiniai dažniai: Išskirti 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz ir 134 Hz.

Duomenys apie Yak-52 orlaivio propelerio ir variklio savuosius virpesių dažnius gali būti ypač svarbūs pasirenkant balansavimo metu naudojamą propelerio sukimosi dažnį. Pagrindinė šio dažnio parinkimo sąlyga - užtikrinti kuo didesnį jo atotrūkį nuo orlaivio konstrukcinių elementų savųjų dažnių.

Be to, žinant atskirų orlaivio komponentų ir dalių savituosius dažnius, gali būti naudinga nustatyti tam tikrų vibracijos spektro komponentų staigaus padidėjimo (rezonanso atveju) priežastis, esant įvairiems variklio sūkių dažnio režimams.

2.3. Balansavimo rezultatai

Kaip minėta pirmiau, sraigtas buvo balansuojamas vienoje plokštumoje, todėl sraigto jėgos disbalansas buvo kompensuojamas dinamiškai.

Atlikti dinaminį balansavimą dviejose plokštumose, kuris leistų kompensuoti ir propelerio jėgos, ir momento disbalansą, nebuvo įmanoma, nes Jak-52 lėktuve sumontuoto propelerio konstrukcija leidžia suformuoti tik vieną korekcijos plokštumą.

Sraigtas buvo balansuojamas 1150 apsisukimų per minutę dažniu (60%), kuriuo buvo galima gauti stabiliausius vibracijos matavimo rezultatus amplitudės ir fazės atžvilgiu nuo pradžios iki pradžios.

Sraigtas balansuojamas pagal klasikinę "dviejų bėgių" schemą.

Per pirmąjį bandymą buvo nustatyta pradinės būklės sraigto sukimosi dažnio virpesių amplitudė ir fazė.

Antrojo bandymo metu, ant sraigto uždėjus bandomąją 7 g masę, buvo nustatyta sraigto sukimosi dažnio virpesių amplitudė ir fazė.

Remiantis šiais duomenimis, naudojant programinę įrangą buvo apskaičiuota masė M = 19,5 g ir korekcinio svorio įrengimo kampas F = 32°.

Dėl sraigto konstrukcijos ypatybių, dėl kurių negalima įrengti korekcinio svorio reikiamu kampu, ant sraigto buvo įrengti du lygiaverčiai svoriai:

Svoris M1 = 14 g, kai kampas F1 = 0°;
Svoris M2 = 8,3 g, kai kampas F2 = 60°.

Ant sraigto sumontavus nurodytus korekcinius svorius, su sraigto disbalansu susijusi vibracija, išmatuota esant 1150 aps/min sukimosi dažniui, sumažėjo nuo 10,2 mm/s pradinėje būsenoje iki 4,2 mm/s po subalansavimo.

Šiuo atveju faktinis sraigto disbalansas sumažėjo nuo 2340 g*mm iki 963 g*mm.

2.4. Balansavimo rezultatų poveikio Jak-52 orlaivio vibracijos lygiui ant žemės esant kitiems propelerio sukimosi dažniams patikrinimas

Lentelėje 2.1 pateikti Jak-52 orlaivio vibracijos patikrinimo rezultatai, gauti atliekant antžeminius bandymus kitais variklio darbo režimais.

Kaip matyti iš lentelės, atliktas balansavimas teigiamai paveikė Jak-52 orlaivio vibraciją visais jo darbo režimais.

2.1 lentelė.

№	Sukimosi dažnis, %	Propelerio sukimosi dažnis, aps/min	Vidutinis kvadratinis vibracijos greitis, mm/s
1	60	1153	4.2
2	65	1257	2.6
3	70	1345	2.1
4	82	1572	1.25

Papildomi vibracijos bandymų rezultatai

2.5. Lėktuvo Jak-52 vibracijos ore tikrinimas pagrindiniais skrydžio režimais prieš ir po amortizatoriaus įtempimo reguliavimo

Be to, atliekant antžeminius bandymus nustatyta, kad orlaivio vibracija gerokai sumažėja padidinus jo sraigto sukimosi dažnį.

Tai galima paaiškinti tuo, kad sraigto sukimosi dažnis labiau nutolsta nuo orlaivio važiuoklės savųjų svyravimų dažnio (tikriausiai 20 Hz), kuris atsiranda padidėjus sraigto sukimosi dažniui.

Be vibracijos bandymų, atliktų po sraigto balansavimo ant žemės (žr. 2.3 skirsnį), buvo atlikti Jak-52 orlaivio vibracijos matavimai skrydžio metu.

Vibracija skrydžio metu matuota antrojo piloto kabinoje vertikalia kryptimi naudojant nešiojamąjį vibracijos spektro analizatorių AD-3527 modelį, kurį pagamino A&D (Japonija), dažnių diapazone nuo 5 iki 200 (500) Hz.

Matavimai atlikti esant penkiems pagrindinio variklio sūkių dažnio režimams, atitinkamai lygiems 60%, 65%, 70% ir 82% didžiausiam sukimosi dažniui.

Matavimo rezultatai, gauti prieš reguliuojant amortizatorius, pateikti 2.2 lentelėje.

2.2 lentelė.

Vibracijos spektro komponentai

№	Propelerio sukimosi dažnis, %	Propelerio sukimosi dažnis, aps/min	V_в1 (Hz)	Amplitudė V_в1 (mm/s)	V_н (Hz)	Amplitudė V_н (mm/s)	V_к1 (Hz)	Amplitudė V_к1 (mm/s)	V_в2 (Hz)	Amplitudė V_в2 (mm/s)	V_к2 (Hz)	Amplitudė V_к2 (mm/s)	V_в4 (Hz)	Amplitudė V_в4 (mm/s)	V_к3 (Hz)	Amplitudė V_к3 (mm/s)	V_в5 (Hz)	Amplitudė V_в5 (mm/s)	V_∑ (mm/s)
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
1	60	1155	1244	3.5	1680	1.2	1890	2.1	2488	1.2	3780	4.1	4976	0.4	5670	1.2			6.1
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
2	65	1244	1342	2.8	1860	0.4	2040	3.2	2684	0.4	4080	2.9	5369	2.3					6.2
3	70	1342	1342	2.8	1860	0.4	2040	3.2	2684	0.4	4080	2.9	5369	2.3				5.0
3	70	1342	1580	4.7	2160	2.9	2400	1.1	3160	0.4	4800	12.5						5.0
4	82	1580	1580	4.7	2160	2.9	2400	1.1	3160	0.4	4800	12.5						13.7
4	82	1580	1830	2.2	2484	3.4	2760	1.7	3660	2.8	5520	15.8	7320	3.7				13.7
5	94	1830	1830	2.2	2484	3.4	2760	1.7	3660	2.8	5520	15.8	7320	3.7				17.1

Pavyzdžiui, 2.3 ir 2.4 paveiksluose pateikti spektrų grafikai, gauti matuojant vibraciją orlaivio Jak-52 kabinoje, kai režimai yra 60% ir 94%, naudojami 2.2 lentelėje pateiktiems duomenims užpildyti.

Vibracijų spektras lėktuvo YAK-52 kabinoje 60% metu

2.3 pav. Vibracijų spektras lėktuvo Jak-52 kabinoje, esant 60% režimui.

Vibracijų spektras YAK-52 kabinoje esant 94%

2.4 pav. Vibracijų spektras lėktuvo Jak-52 kabinoje 94% režimu.

Kaip matyti iš 2.2 lentelės, pagrindinės antrojo piloto kabinoje išmatuotos vibracijos sudedamosios dalys yra sraigto sukimosi dažniai V_в1 (pažymėta geltonai), variklio alkūninis velenas V_к1 (pažymėta mėlynai) ir oro kompresoriaus pavara (ir (arba) dažnio jutiklis) V_н (paryškinta žaliai), taip pat jų aukštesniųjų harmonikų V_в2, V_в4, V_в5ir V_к2, V_к3.

Didžiausia bendra vibracija V_∑ buvo nustatyta, kad greičio režimai yra 82% (sraigtas 1580 aps/min) ir 94% (1830 aps/min).

Pagrindinė šios vibracijos sudedamoji dalis pasireiškia variklio alkūninio veleno sukimosi dažnio 2-ojoje harmonikoje V_к2 ir atitinkamai pasiekia 12,5 mm/sek, kai dažnis 4800 ciklų/min, ir 15,8 mm/sek, kai dažnis 5520 ciklų/min.

Galima daryti prielaidą, kad šis komponentas yra susijęs su variklio stūmoklių grupės veikimu (smūginiai procesai, vykstantys stūmokliams dvigubai judant per vieną alkūninio veleno apsisukimą).

Staigus šio komponento padidėjimas 82% (pirmasis nominalusis) ir 94% (kilimo) režimuose greičiausiai atsirado ne dėl stūmoklių grupės defektų, o dėl rezonansinių variklio, sumontuoto orlaivio korpuse ant amortizatorių, virpesių.

Šią išvadą patvirtina anksčiau aptarti eksperimentiniai variklio pakabos svyravimų savųjų dažnių patikrinimo rezultatai, kurių spektre yra 74 Hz (4440 ciklų per minutę), 94 Hz (5640 ciklų per minutę) ir 120 Hz (7200 ciklų per minutę).

Du iš šių savųjų dažnių - 74 Hz ir 94 Hz - yra artimi alkūninio veleno sukimosi antros harmonikos dažniams, kurie būdingi pirmajam variklio vardiniam ir kilimo režimui.

Dėl per vibracijos bandymus pirmojo variklio vardinio ir kilimo režimo metu nustatytų didelių vibracijų antrojoje alkūninio veleno harmonikoje buvo patikrinta ir sureguliuota variklio pakabos amortizatorių įtempimo jėga.

Lyginamieji bandymų rezultatai, gauti prieš ir po amortizatorių sureguliavimo sraigto sukimosi dažniui (V_в1) ir alkūninio veleno sukimosi dažnio 2-oji harmonika (V_к2) pateikti 2.3 lentelėje.

2.3 lentelė.

№	Propelerio sukimosi dažnis, %	Propelerio sukimosi dažnis, aps/min	V_в1 (Prieš)	V_в1 (Po)	V_к2 (Prieš)	V_к2 (Po)
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

Kaip matyti iš 2.3 lentelės, dėl amortizatorių reguliavimo pagrindiniai orlaivio vibracijos komponentai reikšmingai nepasikeitė.

Taip pat reikėtų pažymėti, kad su sraigto disbalansu susijusios spektrinės komponentės amplitudė V_в1aptiktos 82% ir 94% režimais (žr. 1.2 ir 1.3 lenteles), yra atitinkamai 3-7 kartus mažesnės už V_к2, esantys šiuose režimuose.

Kitais skrydžio režimais komponentas V_в1 svyruoja nuo 2,8 iki 4,4 mm/sek.

Be to, kaip matyti iš 2.2 ir 2.3 lentelių, jo pokyčius pereinant iš vieno režimo į kitą daugiausia lemia ne balansavimo kokybė, o sraigto sukimosi dažnio atitrūkimo nuo įvairių orlaivio konstrukcinių elementų savųjų dažnių laipsnis.

2.6. Darbo rezultatų išvados

2.6.1.

Lėktuvo Jak-52 sraigto balansavimas, atliktas esant 1150 apsisukimų per minutę sraigto sukimosi dažniui (60%), leido sumažinti sraigto vibraciją nuo 10,2 mm/s iki 4,2 mm/s.

Atsižvelgiant į patirtį, įgytą balansuojant lėktuvų Jak-52 ir Su-29 propelerius naudojant prietaisą "Balanset-1", galima daryti prielaidą, kad yra galimybė dar labiau sumažinti lėktuvo Jak-52 propelerio vibracijos lygį.

Tai galima pasiekti, visų pirma parenkant kitokį (didesnį) sraigto sukimosi dažnį jį balansuojant, kad būtų galima labiau nukrypti nuo bandymų metu nustatyto orlaivio savųjų svyravimų dažnio - 20 Hz (1200 ciklų/min).

2.6.2.

Kaip matyti iš lėktuvo Jak-52 vibracijos bandymų skrydžio metu rezultatų, jo vibracijos spektruose (be pirmiau minėto komponento, atsirandančio sraigto sukimosi dažniu) yra keletas kitų komponentų, susijusių su alkūninio veleno, variklio stūmoklių grupės ir oro kompresoriaus pavaros (ir (arba) dažnio jutiklio) veikimu.

Šių virpesių dydžiai 60%, 65% ir 70% režimuose yra panašūs į virpesių, susijusių su sraigto disbalansu, dydį.

Šių vibracijų analizė rodo, kad net visiškai pašalinus sraigto disbalanso sukeliamą vibraciją, bendra orlaivio vibracija šiais režimais sumažės ne daugiau kaip 1,5 karto.

2.6.3.

Didžiausia bendra vibracija V_∑ Jak-52 orlaivio greičio režimai buvo nustatyti esant 82% (1580 apsukų per minutę) ir 94% (1830 apsukų per minutę).

Pagrindinė šios vibracijos sudedamoji dalis pasireiškia variklio alkūninio veleno sukimosi dažnio 2-ojoje harmonikoje V_к2 (esant 4800 ciklų/min arba 5520 ciklų/min dažniui), kur jis atitinkamai pasiekia 12,5 mm/s ir 15,8 mm/s vertes.

Galima daryti pagrįstą prielaidą, kad šis komponentas yra susijęs su variklio stūmoklių grupės veikimu (smūginiai procesai, vykstantys stūmokliams dvigubai judant per vieną alkūninio veleno apsisukimą).

Staigus šio komponento padidėjimas esant 82% (pirmasis nominalusis) ir 94% (kilimo) režimams greičiausiai atsirado ne dėl stūmoklių grupės defektų, o dėl rezonansinių variklio, sumontuoto orlaivio korpuse ant amortizatorių, virpesių.

Bandymų metu atlikus amortizatorių reguliavimą, vibracija reikšmingai nepasikeitė.

Tokia situacija gali būti laikoma orlaivio kūrėjų neapsižiūrėjimu renkantis variklio tvirtinimo (pakabos) sistemą orlaivio korpuse.

2.6.4.

Balansavimo ir papildomų vibracijos bandymų metu gauti duomenys (žr. skrydžio bandymų rezultatus 2.5 skirsnyje) leidžia daryti išvadą, kad periodinis vibracijos stebėjimas gali būti naudingas orlaivio variklio techninės būklės diagnostiniam įvertinimui.

Tokį darbą galima atlikti, pavyzdžiui, naudojant prietaisą "Balanset-1", kurio programinėje įrangoje įdiegta spektrinės vibracijos analizės funkcija.

3. MTV-9-K-C/CL 260-27 sraigto balansavimo ir akrobatinio lėktuvo Su-29 vibracijų tyrimo rezultatai

3.1. Įvadas

2014 m. birželio 15 d. buvo atliktas akrobatinio lėktuvo Su-29 M-14P aviacinio variklio MTV-9-K-C/CL 260-27 sraigto su trimis mentėmis balansavimas.

Gamintojo teigimu, sraigtas buvo preliminariai statiškai subalansuotas, tai įrodo 1 plokštumoje esantis korekcinis svoris, sumontuotas gamykloje.

Sraigtas, tiesiogiai sumontuotas Su-29 lėktuve, buvo balansuojamas naudojant "Balanset-1" vibracijų balansavimo rinkinį, kurio serijos numeris 149.

Balansavimo metu naudojama matavimo schema parodyta 3.1 pav.

Balansavimo metu vibracijos jutiklis (akselerometras) 1 buvo pritvirtintas prie variklio pavarų dėžės korpuso naudojant magnetą ant specialaus laikiklio.

Lazerinis fazės kampo jutiklis 2 taip pat buvo sumontuotas ant pavarų dėžės korpuso ir nukreiptas į atspindintį ženklą, esantį ant vienos iš sraigto menčių.

Analoginiai jutiklių signalai kabeliais buvo perduodami į prietaiso "Balanset-1" matavimo bloką, kur jie buvo iš anksto apdoroti skaitmeniniu būdu.

Tada šie signalai skaitmeniniu pavidalu buvo siunčiami į kompiuterį, kuriame jie buvo apdorojami programine įranga ir apskaičiuojama korekcinio svorio, reikalingo sraigto disbalansui kompensuoti, masė ir kampas.

SU-29 sraigto balansavimo matavimo schema

3.1 pav. Lėktuvo Su-29 sraigto balansavimo matavimo schema.

Z_k - pagrindinis pavarų dėžės krumpliaratis su 75 dantimis;

Z_c - pavarų dėžės palydovų, kurių yra 6 vienetai po 18 dantų;

Z_n - stacionarus pavarų dėžės krumpliaratis su 39 dantimis.

Prieš atliekant šį darbą, atsižvelgiant į patirtį, įgytą balansuojant lėktuvo Jak-52 propelerį, buvo atlikta keletas papildomų tyrimų, įskaitant:

Lėktuvo Su-29 variklio ir oro sraigto virpesių savųjų dažnių nustatymas;
Pradinės vibracijos antrojo piloto kabinoje dydžio ir spektrinės sudėties patikrinimas prieš balansavimą.

3.2. Variklio ir oro sraigto savųjų virpesių dažnių tyrimų rezultatai

Variklio pakabos savųjų svyravimų spektre (žr. 3.2 pav.) nustatyti šeši pagrindiniai dažniai: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz.

SU-29 variklio pakabos savųjų svyravimų dažnių spektras

Daroma prielaida, kad 66 Hz, 88 Hz ir 120 Hz dažniai yra tiesiogiai susiję su variklio tvirtinimo (pakabos) prie orlaivio korpuso ypatybėmis.

16 Hz ir 22 Hz dažniai greičiausiai yra susiję su orlaivio savaisiais svyravimais ant važiuoklės.

37 Hz dažnis tikriausiai yra susijęs su orlaivio sraigto menčių svyravimų savituoju dažniu.

Šią prielaidą patvirtina sraigto svyravimų savųjų dažnių, taip pat gautų smūginio sužadinimo metodu, patikrinimo rezultatai.

Sraigto mentės savųjų svyravimų spektre (žr. 3.3 pav.) nustatyti trys pagrindiniai dažniai: 37 Hz, 100 Hz ir 174 Hz.

SU-29 sraigto menčių savųjų svyravimų dažnių spektras

Duomenys apie orlaivio Su-29 sraigto menčių ir variklio savuosius virpesių dažnius gali būti ypač svarbūs pasirenkant balansavimo metu naudojamą sraigto sukimosi dažnį. Pagrindinė šio dažnio parinkimo sąlyga - užtikrinti kuo didesnį jo atotrūkį nuo orlaivio konstrukcinių elementų savųjų dažnių.

3.3. Vibracijos patikrinimas antrojo piloto kabinoje Su-29 lėktuve ant žemės prieš balansavimą

Pradinė orlaivio Su-29 vibracija, nustatyta prieš sraigtų balansavimą, buvo išmatuota antrojo piloto kabinoje vertikalia kryptimi naudojant nešiojamąjį vibracijų spektro analizatorių, kurio modelis AD-3527, gamintojas A&D (Japonija), dažnių diapazone nuo 5 iki 200 Hz.

Matavimai buvo atliekami esant keturiems pagrindiniams variklio sūkių dažnio režimams, atitinkamai lygiems 60%, 65%, 70% ir 82% didžiausiam sukimosi dažniui.

Gauti rezultatai pateikti 3.1 lentelėje.

Kaip matyti iš 2.1 lentelės, pagrindinės vibracijos sudedamosios dalys pasireiškia sraigto sukimosi dažniais V_в1, variklio alkūninis velenas V_к1ir oro kompresoriaus pavara (ir (arba) dažnio jutiklis) V_н, taip pat alkūninio veleno 2-osios harmonikos V_к2 ir galbūt 3-ioji sraigto (mentės) harmonika V_в3, kurio dažnis artimas alkūninio veleno antrajai harmoninei.

3.1 lentelė.

№	Propelerio sukimosi dažnis, %	Propelerio sukimosi dažnis, aps/min	V_в1	V_н	V_к1	V_в3	V_к2	V_в4	V_к3	V?	V_∑, mm/sek.
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

Be to, 60% greičio režimo vibracijų spektre, esant 6120 ciklų/min. dažniui, nustatyta neidentifikuota apskaičiuoto spektro sudedamoji dalis, kurią galėjo sukelti vieno iš orlaivio konstrukcinių elementų maždaug 100 Hz dažnio rezonansas. Toks elementas galėtų būti oro sraigtas, kurio vienas iš savųjų dažnių yra 100 Hz.

Didžiausia bendroji orlaivio vibracija V_∑, siekiantis 11,5 mm/s, buvo nustatytas 70% greičio režime.

Pagrindinė šio režimo suminės vibracijos sudedamoji dalis pasireiškia variklio alkūninio veleno sukimosi dažnio V 2-ojoje harmonikoje (4020 ciklų/min)._к2 ir yra lygus 10,8 mm/s.

Staigus šios sudedamosios dalies padidėjimas 70% režime tikriausiai yra susijęs su vieno iš orlaivio konstrukcinių elementų (variklio pakabos orlaivio korpuse) rezonansiniais virpesiais 67 Hz dažniu (4020 ciklų per minutę).

Reikėtų pažymėti, kad be smūginių trikdžių, susijusių su stūmoklinės grupės veikimu, vibracijos dydžiui šiame dažnių diapazone gali turėti įtakos aerodinaminė jėga, pasireiškianti sraigto menčių dažniu (V_в3).

65% ir 82% greičio režimuose pastebimai padidėja komponentas V_к2 (V_в3), kurį taip pat galima paaiškinti rezonansiniais atskirų orlaivio komponentų virpesiais.

Su sraigto disbalansu susijusios spektrinės komponentės amplitudė V_в1nustatytas pagrindiniuose greičio režimuose prieš balansavimą, svyravo nuo 2,4 iki 5,7 mm/s, t. y. iš esmės mažesnis už V_к2 atitinkamais režimais.

Be to, kaip matyti iš 3.1 lentelės, jo pokyčius pereinant iš vieno režimo į kitą lemia ne tik balansavimo kokybė, bet ir sraigto sukimosi dažnio atitrūkimo nuo orlaivio konstrukcinių elementų savųjų dažnių laipsnis.

3.4. Balansavimo rezultatai

Sraigtas buvo balansuojamas vienoje plokštumoje, esant sukimosi dažniui. Taip balansuojant buvo kompensuotas sraigto dinaminės jėgos disbalansas.

Toliau 1 priedėlyje pateikiamas balansavimo protokolas.

Balansavimas buvo atliekamas 1350 apsisukimų per minutę sraigto sukimosi dažniu ir buvo atliekami du matavimai.

Per pirmąjį bandymą buvo nustatyta pradinės būsenos sraigto sukimosi dažnio virpesių amplitudė ir fazė.

Antrojo bandymo metu, ant sraigto uždėjus žinomo svorio bandomąją masę, buvo nustatyta sraigto sukimosi dažnio vibracijos amplitudė ir fazė.

Remiantis šių matavimų rezultatais, buvo nustatyta korekcinio svorio masė ir įrengimo kampas 1 plokštumoje.

Ant sraigto uždėjus apskaičiuotą korekcinio svorio vertę, kuri buvo 40,9 g, vibracija šiuo greičio režimu sumažėjo nuo 6,7 mm/s pradinėje būsenoje iki 1,5 mm/s po balansavimo.

Vibracijos, susijusios su sraigto disbalansu, lygis kituose greičio režimuose taip pat sumažėjo ir po balansavimo išliko 1-2,5 mm/s ribose.

Balansavimo kokybės poveikio orlaivio vibracijos lygiui skrydžio metu patikrinimas nebuvo atliktas dėl atsitiktinio šio sraigto sugadinimo per vieną iš mokomųjų skrydžių.

Reikėtų pažymėti, kad šio balansavimo metu gauti rezultatai gerokai skiriasi nuo gamyklinio balansavimo rezultatų.

Visų pirma:

Sraigto sukimosi dažnio vibracija po jo subalansavimo nuolatinio montavimo vietoje (ant lėktuvo Su-29 pavarų dėžės išėjimo veleno) sumažėjo daugiau kaip 4 kartus;
Balansavimo metu įrengtas korekcinis svoris buvo pasislinkęs apie 130 laipsnių, palyginti su gamybos įmonėje įrengtu svoriu.

Galimos tokios situacijos priežastys gali būti šios:

Gamintojo balansavimo stendo matavimo sistemos paklaidos (mažai tikėtinos);
Gamintojo balansavimo staklių veleno movos tvirtinimo vietų geometrinės klaidos, dėl kurių ant veleno sumontuoto sraigto radialinis nuokrypis;
Orlaivio pavarų dėžės išėjimo veleno movos tvirtinimo vietų geometrinės klaidos, dėl kurių ant pavarų dėžės veleno sumontuotas oro sraigtas radialiai pasislenka.

3.5. Darbo rezultatų išvados

3.5.1.

Lėktuvo Su-29 sraigto balansavimas, atliktas vienoje plokštumoje, kai sraigto sukimosi dažnis 1350 aps/min (70%), leido sumažinti sraigto vibraciją nuo 6,7 mm/s iki 1,5 mm/s.

Vibracijos, susijusios su sraigto disbalansu, lygis kitais greičio režimais taip pat labai sumažėjo ir išliko nuo 1 iki 2,5 mm/sek.

3.5.2.

Siekiant išsiaiškinti galimas nepatenkinamų gamybos įmonėje atlikto balansavimo rezultatų priežastis, būtina patikrinti sraigto radialinį nuokrypį nuo orlaivio variklio pavarų dėžės išėjimo veleno.

1 priedas

BALANSAVIMO PROTOKOLAS

Akrobatinio lėktuvo Su-29 sraigtasparnis MTV-9-K-C/CL 260-27

1. Klientas: Chvokovas V. D.

2. Propelerio montavimo vieta: Su-29 lėktuvo pavarų dėžės išėjimo velenas

3. Propelerio tipas: MTV-9-K-C/CL 260-27

4. Balansavimo metodas: montuojamas vietoje (nuosavuose guoliuose), vienoje plokštumoje

5. Propelerio sukimosi dažnis balansavimo metu, aps/min: 1350

6. Balansavimo prietaiso modelis, serijos numeris ir gamintojas: "Balanset-1", serijos numeris 149

7. Balansavimo metu naudoti norminiai dokumentai:

7.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

8. Balansavimo data: 2014 06 15

9. Balansavimo rezultatų suvestinė lentelė:

№	Matavimo rezultatai	Vibracija, mm/s	Disbalansas, g* mm
1	Prieš balansavimą *)	6.7	6135
2	Po balansavimo	1.5	1350
ISO 1940 G klasės leistinas nuokrypis 6,3			1500

*) Pastaba: Balansavimas atliktas ant sraigto paliekant gamintojo įrengtą korekcinį svorį.

10. Išvados:

10.1. Vibracijos lygis (liekamasis disbalansas) subalansavus sraigtą, sumontuotą ant lėktuvo Su-29 pavarų dėžės išėjimo veleno (žr. 9.2 p.), sumažėjo daugiau nei 4 kartus, palyginti su pradine būkle (žr. 9.1 p.).

10.2. Koreguojančio svorio parametrai (masė, montavimo kampas), naudojami 10.1 p. nurodytam rezultatui pasiekti, labai skiriasi nuo gamintojo sumontuoto koreguojančio svorio parametrų (MT sraigtasparnis).

Visų pirma, balansuojant ant sraigto buvo pritvirtintas papildomas 40,9 g korekcinis svoris, kuris buvo pasislinkęs 130° kampu, palyginti su gamintojo įrengtu svoriu.

(Gamintojo įrengtas svoris nebuvo pašalintas iš sraigto atliekant papildomą balansavimą).