Orlaivio sraigto balansavimas lauko sąlygomis: profesionalus inžinerinis požiūris
Vyriausiasis inžinierius VD Feldmanas
BSTU „Voenmech“, pavadintas DF Ustinovo vardu
Ginklų ir ginkluotės sistemų fakultetas „E“
E7 katedra „Deformuojamų kietų kūnų mechanika“
Vyriausiasis inžinierius ir „Balanset“ serijos prietaisų kūrėjas
Redagavo N. A. Šelkovenko
Optimizuota dirbtinio intelekto
Kai skrydžio metu orlaivio variklis pernelyg vibruoja, tai ne tik mechaninė problema – tai kritinė saugos problema, į kurią reikia nedelsiant atkreipti dėmesį. Nesubalansuoti sraigtai gali sukelti katastrofiškų gedimų, pakenkdami tiek orlaivio vientisumui, tiek piloto saugumui. Šioje išsamioje analizėje pristatomi praktiškai išbandyti metodai, skirti... propelerio balansavimas naudojant pažangią nešiojamąją įrangą, remiantis didele praktine patirtimi su įvairių tipų orlaiviais.
1. Lauko sraigto balansavimo kontekstas ir motyvacija
Prieš dvejus su puse metų mūsų įmonė pradėjo serijinę specialiai sukurto „Balanset 1“ įrenginio gamybą Sukamųjų mechanizmų balansavimas jų pačių guoliuoseŠis revoliucinis požiūris į lauko balansavimo įranga pakeitė mūsų požiūrį į orlaivių techninę priežiūrą.
Iki šiol pagaminta daugiau nei 180 rinkinių, kurie efektyviai naudojami įvairiose pramonės šakose, įskaitant ventiliatorių, pūstuvų, elektros variklių, mašinų velenų, siurblių, trupintuvų, separatorių, centrifugų, kardanų ir alkūninių velenų bei kitų mechanizmų gamybą ir eksploatavimą. Tačiau orlaivio sraigto balansavimas paraiška pasirodė esanti viena iš kritiškiausių ir sudėtingiausių.
Pastaruoju metu mūsų įmonė sulaukė daugybės organizacijų ir asmenų užklausų dėl galimybės naudoti mūsų įrangą Orlaivių ir sraigtasparnių sraigtų balansavimas lauko sąlygomisŠis susidomėjimo padidėjimas atspindi augantį tinkamo propelerio priežiūra aviacijos saugos srityje.
Deja, mūsų specialistai, turintys ilgametę įvairių mašinų balansavimo patirtį, anksčiau niekada nebuvo susidūrę su šiuo konkrečiu aviacijos iššūkiu. Todėl mūsų klientams pateikti patarimai ir rekomendacijos buvo labai bendro pobūdžio ir ne visada leido jiems efektyviai išspręsti sudėtingas problemas, susijusias su... orlaivio vibracijos analizė ir propelerio disbalanso korekcija.
Ši situacija pradėjo gerėti šį pavasarį. Tai lėmė aktyvi V. D. Chvokovo pozicija, kuris organizavo ir aktyviai dalyvavo kartu su mumis darbe. balansuojant sraigtus „Yak-52“ ir „Su-29“ lėktuvų, kuriuos jis pilotuoja. Jo praktinė aviacijos patirtis kartu su mūsų inžinerinėmis žiniomis sukūrė puikų pagrindą kurti patikimus propelerio balansavimo procedūros.
2. Išsami „Yak-52“ akrobatinio orlaivio sraigto balansavimo ir vibracijos analizė
2.1. Pažangaus orlaivių vibracijos stebėjimo įvadas
2014 m. gegužės–liepos mėn. buvo atlikti išsamūs darbai. vibracijos tyrimas „Yak-52“ lėktuvo, aprūpinto M-14P aviaciniu varikliu, ir dviejų menčių sraigto balansavimasŠis išsamus tyrimas yra viena iš išsamiausių analizių. orlaivio sraigto dinamika kada nors atliktas lauko sąlygomis.
Svetainė propelerio balansavimas buvo atliktas vienoje plokštumoje naudojant balansavimo rinkinį „Balanset 1“, serijos numeris 149. Šis vienos plokštumos balansavimo metodas yra specialiai sukurtas dinaminis balansavimas taikymai, kai rotoriaus ilgio ir skersmens santykis leidžia efektyviai koreguoti per vieną korekcijos plokštumą.
Matavimo schema, naudota atliekant propelerio balansavimas parodyta 2.1 pav., kuriame iliustruojamas tikslus jutiklio išdėstymas, būtinas tiksliam vibracijos analizė.
Per propelerio balansavimo procesasVibracijos jutiklis (akselerometras) 1 buvo sumontuotas ant variklio pavarų dėžės priekinio dangtelio, naudojant magnetinę tvirtinimo sistemą ant specialiai sukurto laikiklio. Ši vieta užtikrina optimalų signalo priėmimą, kartu išlaikant saugos protokolus, būtinus aviacijos techninė priežiūra.
Lazerinis fazės kampo jutiklis 2 taip pat buvo sumontuotas ant pavarų dėžės dangtelio ir orientuotas pagal atspindinčią žymę, pritvirtintą prie vienos iš sraigto menčių. Ši konfigūracija leidžia tiksliai išmatuoti fazės kampą, kuris yra labai svarbus norint nustatyti tikslią vietą. propelerio disbalanso korekcija svareliai.
Analoginiai signalai iš jutiklių buvo perduodami ekranuotais kabeliais į „Balanset 1“ įrenginio matavimo bloką, kur jiems buvo atliktas sudėtingas skaitmeninis išankstinis apdorojimas, siekiant pašalinti triukšmą ir pagerinti signalo kokybę.
Tada šie skaitmeniniai signalai buvo siunčiami į kompiuterį, kuriame pažangūs programinės įrangos algoritmai apdorojo šiuos signalus ir apskaičiavo korekcinio svorio, reikalingo kompensuoti, masę ir kampą. propelerio disbalansasŠis skaičiavimo metodas užtikrina matematinį tikslumą balansavimo skaičiavimai.
Techninės anotacijos:
- Zk – pavarų dėžės pagrindinis krumpliaratis
- Zs – pavarų dėžės palydovai
- Zn – stacionarus reduktoriaus krumpliaratis
2.2. Sukurtos pažangios technologijos ir metodai
Atliekant šį darbą buvo įgyti tam tikri kritiniai įgūdžiai ir išsami informacija Orlaivių sraigtų balansavimo lauko sąlygomis technologija naudojant „Balanset 1“ įrenginį buvo sukurtas, įskaitant:
- Jutiklio įrengimo optimizavimas: Optimalių vibracijos ir fazinio kampo jutiklių įrengimo (tvirtinimo) ant orlaivio konstrukcijos vietų ir metodų nustatymas, siekiant maksimaliai padidinti signalo kokybę ir užtikrinti saugos reikalavimų laikymąsi;
- Rezonanso dažnio analizė: Kelių orlaivio konstrukcinių elementų (variklio pakabos, propelerio menčių) rezonansinių dažnių nustatymas, siekiant išvengti sužadinimo balansavimo procedūrų metu;
- Veikimo režimo pasirinkimas: Variklio sukimosi dažnių (darbo režimų), užtikrinančių minimalų liekamąjį disbalansą veikimo metu, nustatymas propelerio balansavimo operacijos;
- Kokybės standartai: Propelerio liekamojo disbalanso tolerancijų nustatymas pagal tarptautinius aviacijos standartus ir saugos reikalavimus.
Be to, vertingi duomenys apie orlaivių vibracijos lygiai buvo įsigyti M-14P varikliais aprūpinti orlaiviai, kurie reikšmingai papildė aviacijos techninės priežiūros žinių bazę.
Žemiau pateikiamos išsamios ataskaitos medžiagos, sudarytos remiantis šių darbų rezultatais. Jose, be to, propelerio balansavimo rezultatai, išsamius duomenis apie vibracijos tyrimai Pateikiami „Yak-52“ ir „Su-29“ lėktuvų duomenys, gauti atliekant antžeminius ir skrydžio bandymus.
Šie duomenys gali būti labai įdomūs tiek orlaivių pilotams, tiek specialistams, dirbantiems su orlaiviais. orlaivių techninė priežiūra, teikiant praktinių įžvalgų, kaip patobulinti aviacijos saugos protokolai.
Atliekant šį darbą, atsižvelgiant į patirtį, įgytą balansuojant sraigtus Su-29 ir Yak-52 lėktuvais buvo atlikta nemažai papildomų išsamių tyrimų, įskaitant:
- Natūralaus dažnio analizė: Lėktuvo Jak-52 variklio ir sraigto virpesių savųjų dažnių nustatymas;
- Skrydžio vibracijos vertinimas: Vibracijų dydžio ir spektrinės sudėties tikrinimas antrojo piloto kabinoje skrydžio metu po propelerio balansavimas;
- Sistemos optimizavimas: Vibracijų dydžio ir spektrinės sudėties tikrinimas antrojo piloto kabinoje skrydžio metu po propelerio balansavimas ir reguliuojant variklio amortizatorių priveržimo jėgą.
2.2. Variklio ir sraigto natūraliųjų virpesių dažnių tyrimų rezultatai
Variklio virpesių, sumontuotų ant orlaivio korpuse esančių amortizatorių, natūralūs dažniai buvo nustatyti naudojant profesionalų AD-3527 spektro analizatorių, kurį pagamino „A&D“ (Japonija), kontroliuojamai sužadinant variklio virpesius smūginiu būdu. Ši metodika yra auksinis standartas. orlaivio vibracijos analizė.
„Yak-52“ lėktuvo variklio pakabos natūraliųjų virpesių spektre, kurio pavyzdys pateiktas 2.2 pav., labai tiksliai buvo nustatyti keturi pagrindiniai dažniai: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz. Šie dažniai yra labai svarbūs norint suprasti orlaivio dinaminis elgesys ir optimizavimas propelerio balansavimo procedūros.
Dažnio analizė ir jos pasekmės:
74 Hz, 94 Hz ir 120 Hz dažniai greičiausiai susiję su specifinėmis variklio tvirtinimo (pakabos) sistemos ir orlaivio kėbulo savybėmis. Šių dažnių reikia atsargiai vengti atliekant propelerio balansavimo operacijos siekiant išvengti rezonansinio sužadinimo.
20 Hz dažnis greičiausiai susijęs su natūraliais viso orlaivio virpesiais ant važiuoklės važiuoklės, kurie yra pagrindinis viso orlaivio konstrukcijos režimas.
Natūralūs sraigto menčių dažniai taip pat buvo nustatyti naudojant tą patį griežtą smūginio sužadinimo metodą, užtikrinant matavimo metodikos nuoseklumą.
Šioje išsamioje analizėje buvo nustatyti keturi pagrindiniai dažniai: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz ir 134 Hz. Šie dažniai atspindi skirtingus sraigto menčių virpesių režimus ir yra būtini propelerio balansavimo optimizavimas.
Inžinerinė reikšmė:
Duomenys apie natūralius „Yak-52“ lėktuvo propelerio ir variklio virpesių dažnius gali būti ypač svarbūs renkantis propelerio sukimosi dažnis naudojamas balansavimo metu. Pagrindinė šio dažnio pasirinkimo sąlyga – užtikrinti maksimalų įmanomą jo nukrypimą nuo orlaivio konstrukcinių elementų natūraliųjų dažnių, taip išvengiant rezonansinių sąlygų, kurios galėtų sustiprinti vibracijas, o ne jas sumažinti.
Be to, žinant atskirų orlaivio komponentų ir dalių natūraliuosius dažnius, gali būti labai naudinga nustatyti staigaus tam tikrų vibracijos spektro komponentų padidėjimo (rezonanso atveju) priežastis esant įvairiems variklio sūkių režimams, o tai leidžia taikyti nuspėjamąsias techninės priežiūros strategijas.
2.3. Propelerio balansavimo rezultatai ir našumo analizė
Kaip minėta pirmiau, propelerio balansavimas buvo atliktas vienoje plokštumoje, todėl sraigto jėgos disbalansas buvo efektyviai kompensuojamas dinamiškai. Šis metodas ypač tinka sraigtams, kurių ašinis matmuo yra santykinai mažas, palyginti su skersmeniu.
Atlikimas dinaminis balansavimas dviejose plokštumose, kuris teoriškai leistų kompensuoti tiek jėgos, tiek momento disbalansą propeleryje, nebuvo techniškai įmanomas, nes „Yak-52“ orlaivyje sumontuoto propelerio konstrukcija leidžia suformuoti tik vieną prieinamą korekcijos plokštumą. Šis apribojimas būdingas daugelio orlaivių propelerių montavimui.
Svetainė propelerio balansavimas buvo atliktas kruopščiai parinktu 1150 aps./min. sukimosi dažniu (maksimalus – 60%), kuriuo buvo galima gauti stabiliausius vibracijos matavimo rezultatus tiek amplitudės, tiek fazės atžvilgiu nuo pradžios iki pradžios. Šis dažnio parinkimas buvo labai svarbus siekiant užtikrinti matavimų pakartojamumą ir tikslumą.
Svetainė Propelerio balansavimo procedūra buvo laikomasi pramonės standarto „dviejų bandymų“ schemos, kuri pateikia matematiškai patikimus rezultatus:
- Pradinis matavimo ciklas: Pirmojo važiavimo metu labai tiksliai buvo nustatyta vibracijos amplitudė ir fazė esant pradinei propelerio sukimosi dažniui.
- Bandomasis svorio bėgimas: Antrojo važiavimo metu buvo nustatyta virpesių amplitudė ir fazė esant sraigto sukimosi dažniui, ant sraigto sumontavus tiksliai apskaičiuotą 7 g bandomąją masę.
- Skaičiavimo etapas: Remiantis šiais išsamiais duomenimis, naudojant sudėtingus programinės įrangos algoritmus buvo apskaičiuota masė M = 19,5 g ir korekcinio svarelio įrengimo kampas F = 32°.
Praktinio įgyvendinimo iššūkis ir sprendimas:
Dėl propelerio konstrukcinių ypatybių, kurios neleidžia sumontuoti korekcinio svarelio teoriškai reikiamu 32° kampu, ant propelerio buvo strategiškai sumontuoti du lygiaverčiai svareliai, kad būtų pasiektas tas pats vektoriaus sumos efektas:
- Svoris M1 = 14 g kampu F1 = 0° (atskaitos padėtis)
- Svoris M2 = 8,3 g kampu F2 = 60° (poslinkio padėtis)
Šis dvigubo svorio metodas rodo praktiniam naudojimui reikalingą lankstumą. orlaivio sraigto balansavimas operacijos, kur teoriniai sprendimai turi būti pritaikyti prie realaus pasaulio apribojimų.
Pasiekti kiekybiniai rezultatai:
Sumontavus nurodytus korekcinius svarmenis ant propelerio, vibracija, išmatuota esant 1150 aps./min. sukimosi dažniui ir susijusi su propelerio disbalansas smarkiai sumažėjo nuo 10,2 mm/sek. pradinėje būsenoje 4,2 mm/sek. po balansavimo – atstovaujantis 59% patobulinimas vibracijos mažinimo srityje.
Kalbant apie faktinį disbalanso kiekybinį įvertinimą, sraigto disbalansas sumažėjo nuo 2340 g*mm į 963 g*mm, parodydamas veiksmingumą lauko balansavimo procedūra.
2.4. Išsamus vibracijos vertinimas esant įvairiems veikimo dažniams
Išsamių antžeminių bandymų metu gautos „Yak-52“ orlaivio vibracijos patikros, atliktos kitais variklio darbo režimais, rezultatai pateikti 2.1 lentelėje. Ši daugiadažnė analizė suteikia esminių įžvalgų apie efektyvumą. propelerio balansavimas visame veiklos pakete.
Kaip aiškiai matyti iš lentelės, propelerio balansavimas atliktas tyrimas teigiamai paveikė „Yak-52“ lėktuvo vibracijos charakteristikas visais jo darbo režimais, parodydamas balansavimo sprendimo tvirtumą.
2.1 lentelė. Vibracijos rezultatai skirtingais darbo režimais
| № | Variklio galios nustatymas (%) | Propelerio sukimosi dažnis (aps./min.) | RMS vibracijos greitis (mm/sek.) | Pagerėjimo įvertinimas |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 | Puiku |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 | Puikus |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 | Puikus |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 | Išskirtinis |
2.5. Vibracijos analizė skrydžio metu prieš ir po amortizatorių reguliavimo
Be to, atliekant išsamius antžeminius bandymus, buvo pastebėtas reikšmingas sumažėjimas orlaivio vibracija buvo nustatytas padidėjęs sraigto sukimosi dažnis. Šis reiškinys suteikia vertingų įžvalgų apie veikimo parametrų ir orlaivio vibracijos charakteristikos.
Šį vibracijos sumažėjimą galima paaiškinti didesniu propelerio sukimosi dažnio nukrypimu nuo orlaivio natūralaus virpesių dažnio ant važiuoklės (tikėtina, 20 Hz), kuris atsiranda, kai padidėja propelerio sukimosi dažnis. Tai rodo, kaip svarbu suprasti orlaivio dinaminis elgesys optimaliam veikimui.
Be išsamių vibracijos bandymų, atliktų po propelerio balansavimas ant žemės (žr. 2.3 skyrių), naudojant pažangią įrangą, buvo atlikti išsamūs „Yak-52“ lėktuvo vibracijos matavimai skrydžio metu.
Skrydžio bandymo metodika: Vibracija skrydžio metu buvo matuojama antrojo piloto kabinoje vertikalia kryptimi, naudojant nešiojamąjį vibracijos spektro analizatorių AD-3527, pagamintą „A&D“ (Japonija), 5–200 (500) Hz dažnių diapazone. Šis išsamus dažnių diapazonas užtikrina visų reikšmingų vibracijos komponentų užfiksavimą.
Matavimai buvo sistemingai atliekami penkiais pagrindiniais variklio greičio režimais, atitinkamai lygiais 60%, 65%, 70% ir 82% jo maksimaliam sukimosi dažniui, pateikiant išsamią darbinio spektro analizę.
Matavimo rezultatai, atlikti prieš amortizatorių reguliavimą, pateikti išsamioje 2.2 lentelėje.
2.2 lentelė. Detali virpesių spektro komponentų analizė
| Režimas | Galia (%) | RPM | Vв1 (Hz) | Amperas Vв1 | Vн (Hz) | Amperas Vн | Vк1 (Hz) | Amperas Vк1 | Vв2 (Hz) | Amperas Vв2 | Vк2 (Hz) | Amperas Vк2 | Iš viso 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 |
Kaip išsamios spektrinės analizės pavyzdžiai, 2.3 ir 2.4 paveiksluose pateikti faktiniai spektro grafikai, gauti matuojant vibraciją „Yak-52“ lėktuvo kabinoje 60% ir 94% režimais, kurie buvo naudojami išsamiam duomenų rinkimui 2.2 lentelėje.
Išsami spektro analizė:
Kaip matyti iš 2.2 lentelės, pagrindinės antrojo piloto kabinoje išmatuotos vibracijos sudedamosios dalys yra sraigto sukimosi dažniai Vв1 (pažymėta geltonai), variklio alkūninis velenas Vк1 (pažymėta mėlynai) ir oro kompresoriaus pavara (ir (arba) dažnio jutiklis) Vн (paryškinta žaliai), taip pat jų aukštesniųjų harmonikų Vв2, Vв4, Vв5ir Vк2, Vк3.
Didžiausia bendra vibracija V∑ buvo aptiktas 82% (1580 aps./min.) ir 94% (1830 aps./min.) greičio režimuose, o tai rodo specifines rezonansines sąlygas šiuose kritiniuose veikimo taškuose.
Pagrindinė šios vibracijos sudedamoji dalis pasireiškia variklio alkūninio veleno sukimosi dažnio 2-ojoje harmonikoje Vк2 ir atitinkamai pasiekia reikšmingas 12,5 mm/s vertes esant 4800 ciklų/min. dažniui ir 15,8 mm/s vertes esant 5520 ciklų/min. dažniui.
Inžinerinė analizė ir pagrindinių priežasčių nustatymas:
Galima pagrįstai manyti, kad šis reikšmingas vibracijos komponentas yra susijęs su variklio stūmoklių grupės veikimu (smūgio procesai, vykstantys dvigubo stūmoklių judėjimo metu per vieną alkūninio veleno apsisukimą), atspindinčiu pagrindinę variklio dinamiką.
Staigų šio komponento padidėjimą 82% (pirmasis nominalus) ir 94% (kilimo) režimuose greičiausiai lemia ne mechaniniai stūmoklių grupės defektai, o orlaivio korpuse ant amortizatorių sumontuoto variklio rezonansiniai virpesiai.
Šią išvadą labai patvirtina anksčiau aptarti eksperimentiniai variklio pakabos virpesių natūraliųjų dažnių tikrinimo rezultatai, kurių spektre yra 74 Hz (4440 ciklų/min.), 94 Hz (5640 ciklų/min.) ir 120 Hz (7200 ciklų/min.).
Du iš šių natūraliųjų dažnių, 74 Hz ir 94 Hz, yra nepaprastai artimi alkūninio veleno sukimosi antrosios harmonikos dažniams, kurie atsiranda pirmajame nominaliame ir variklio paleidimo režimuose, sukurdami klasikines rezonanso sąlygas.
Dėl didelių vibracijų ties 2-ąja alkūninio veleno harmonika, nustatytų atliekant išsamius vibracijos bandymus pirmuoju nominaliuoju ir variklio paleidimo režimais, buvo atliktas sistemingas variklio pakabos amortizatorių įtempimo jėgos patikrinimas ir reguliavimas.
Lyginamieji bandymų rezultatai, gauti prieš ir po amortizatorių sureguliavimo sraigto sukimosi dažniui (Vв1) ir alkūninio veleno sukimosi dažnio 2-oji harmonika (Vк2) pateikti 2.3 lentelėje.
2.3 lentelė. Amortizatorių reguliavimo poveikio analizė
| Režimas | Galia (%) | APS (prieš/po) | Vв1 Prieš | Vв1 Po | Vк2 Prieš | Vк2 Po | Tobulinimas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 / 1140 | 4.4 | 3.3 | 3.6 | 3.0 | Vidutinis |
| 2 | 65 | 1244 / 1260 | 3.5 | 3.5 | 4.1 | 4.3 | Minimalus |
| 3 | 70 | 1342 / 1350 | 2.8 | 3.3 | 2.9 | 1.2 | Reikšmingas |
| 4 | 82 | 1580 / 1590 | 4.7 | 4.2 | 12.5 | 16.7 | Pablogėjo |
| 5 | 94 | 1830 / 1860 | 2.2 | 2.7 | 15.8 | 15.2 | Nedidelis |
Kaip matyti iš 2.3 lentelės, amortizatorių sureguliavimas reikšmingai nepagerino pagrindinių orlaivio vibracijos komponentų, o kai kuriais atvejais netgi lėmė nedidelį pablogėjimą.
Propelerio balansavimo efektyvumo analizė:
Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į tai, kad su tuo susijusio spektrinio komponento amplitudė propelerio disbalansas Vв1, aptiktas 82% ir 94% režimuose (žr. 2.2 ir 2.3 lenteles), yra atitinkamai 3–7 kartus mažesnis nei V amplitudės.к2, esanti šiuose režimuose. Tai rodo, kad propelerio balansavimas buvo labai veiksmingas sprendžiant pagrindinį su propeleriu susijusios vibracijos šaltinį.
Kitais skrydžio režimais komponentas Vв1 svyruoja nuo 2,8 iki 4,4 mm/s, o tai yra priimtinas lygis įprastam orlaivio naudojimui.
Be to, kaip matyti iš 2.2 ir 2.3 lentelių, jo pokyčius perjungiant iš vieno režimo į kitą daugiausia lemia ne kokybė propelerio balansavimas, bet pagal sraigto sukimosi dažnio nukrypimo nuo įvairių orlaivio konstrukcinių elementų natūraliųjų dažnių laipsnį.
2.6. Profesinės išvados ir inžinerinės rekomendacijos
2.6.1. Propelerio balansavimo efektyvumas
Svetainė „Yak-52“ lėktuvo propelerio balansavimas, atliktas esant 1150 aps./min. propelerio sukimosi dažniui (60%), sėkmingai pasiekė reikšmingą propelerio vibracijos sumažėjimą nuo 10,2 mm/s iki 4,2 mm/s, o tai ženkliai pagerino orlaivio veikimo sklandumą.
Atsižvelgiant į didelę patirtį, įgytą per šį laikotarpį Jak-52 ir Su-29 lėktuvų sraigtų balansavimas Naudojant profesionalų „Balanset-1“ įrenginį, galima užtikrintai manyti, kad yra reali galimybė dar labiau sumažinti „Yak-52“ lėktuvo sraigto vibracijos lygį.
Šis papildomas patobulinimas gali būti pasiektas, visų pirma, parenkant kitokį (aukštesnį) propelerio sukimosi dažnį jo balansavimo procedūros metu, kuris leidžia labiau nukrypti nuo natūralaus orlaivio virpesių dažnio, kuris yra 20 Hz (1200 ciklų/min.), kuris buvo tiksliai nustatytas išsamių bandymų metu.
2.6.2. Kelių šaltinių vibracijos analizė
Kaip parodė išsamių „Yak-52“ lėktuvo vibracijos bandymų skrydžio metu rezultatai, jo vibracijos spektruose (be jau minėto komponento, atsirandančio ties propelerio sukimosi dažniu) yra keletas kitų reikšmingų komponentų, susijusių su alkūninio veleno, variklio stūmoklių grupės, taip pat oro kompresoriaus pavaros (ir/arba dažnio jutiklio) veikimu.
Šių vibracijų dydžiai 60%, 65% ir 70% režimuose yra panašūs į vibracijos, susijusios su propelerio disbalansas, rodantis, kad prie bendro orlaivio vibracijos pobūdžio prisideda keli vibracijos šaltiniai.
Detali šių vibracijų analizė rodo, kad net ir visiškas vibracijos pašalinimas iš propelerio disbalansas sumažins bendrą orlaivio vibraciją šiais režimais ne daugiau kaip 1,5 karto, pabrėždamas holistinio požiūrio svarbą orlaivių vibracijos valdymas.
2.6.3. Kritinio veikimo režimo identifikavimas
Didžiausia bendra vibracija V∑ „Yak-52“ lėktuvo gedimai buvo aptikti 82% (1580 aps./min.) ir 94% (1830 aps./min.) greičio režimais, todėl šios sąlygos buvo laikomos kritinėmis eksploatavimo sąlygomis, kurioms reikėjo skirti ypatingą dėmesį.
Pagrindinė šios vibracijos sudedamoji dalis pasireiškia variklio alkūninio veleno sukimosi dažnio 2-ojoje harmonikoje Vк2 (esant 4800 ciklų/min. arba 5520 ciklų/min. dažniui), kur jis atitinkamai pasiekia atitinkamas 12,5 mm/sek. ir 15,8 mm/sek. vertes.
Galima pagrįstai daryti išvadą, kad šis komponentas yra susijęs su pagrindiniu variklio stūmoklių grupės veikimu (smūgio procesai, vykstantys dvigubo stūmoklių judėjimo metu per vieną alkūninio veleno apsisukimą).
Staigų šio komponento padidėjimą 82% (pirmasis nominalus) ir 94% (kilimo) režimuose greičiausiai lemia ne mechaniniai stūmoklių grupės defektai, o rezonansiniai variklio, sumontuoto orlaivio korpuse ant amortizatorių, virpesiai.
Sistemingas amortizatorių reguliavimas bandymų metu reikšmingai nepagerino vibracijos charakteristikų.
Tikėtina, kad orlaivio kūrėjai gali atsižvelgti į šią situaciją kaip į projektavimo aspektą, rinkdamiesi variklio tvirtinimo (pakabos) sistemą orlaivio kėbule, ir tai rodo galimas sritis, kuriose ateityje būtų galima optimizuoti orlaivio konstrukciją.
2.6.4. Diagnostinio stebėjimo rekomendacijos
Išsamūs duomenys, gauti tyrimo metu propelerio balansavimas ir papildomi vibracijos bandymai (žr. skrydžio bandymų rezultatus 2.5 skyriuje) leidžia daryti išvadą, kad periodiškai vibracijos stebėjimas gali būti itin naudinga diagnostiniam orlaivio variklio techninės būklės įvertinimui.
Tokį diagnostikos darbą galima efektyviai atlikti, pavyzdžiui, naudojant profesionalų „Balanset-1“ įrenginį, kuriame įdiegta pažangi programinė įranga apima sudėtingas spektrinės vibracijos analizės funkcijas, leidžiančias taikyti nuspėjamąsias priežiūros strategijas.
3. Išsamūs MTV-9-KC/CL 260-27 propelerio ir vibracijos tyrimo, atlikto akrobatiniame lėktuve Su-29, balansavimo rezultatai
3.1. Įvadas į trijų menčių sraigtų balansavimą
2014 m. birželio 15 d. išsamus Trijų menčių MTV-9-KC/CL 260-27 sraigto balansavimas Akrobatinio skraidymo orlaivio Su-29 M-14P aviacinio variklio bandymas buvo atliktas naudojant pažangius lauko balansavimo metodus.
Gamintojo teigimu, sraigtas buvo preliminariai statiškai subalansuotas gamykloje, ką įrodo gamykloje sumontuotas korekcinis svoris 1 plokštumoje. Tačiau, kaip vėliau parodė mūsų analizė, gamyklinis balansavimas dažnai pasirodo esąs nepakankamas optimaliam lauko našumui.
Svetainė propelerio balansavimas, tiesiogiai sumontuotas Su-29 orlaivyje, buvo atliktas naudojant profesionalų vibracijos balansavimo rinkinį „Balanset-1“, serijos numeris 149, kuris įrodė efektyvumą lauko balansavimo įranga aviacijos reikmėms.
Matavimo schema, naudota tyrimo metu propelerio balansavimas procedūra parodyta 3.1 paveiksle, iliustruojanti reikiamą tikslumą Trijų menčių sraigto balansavimas.
Per propelerio balansavimo procesas, vibracijos jutiklis (akselerometras) 1 buvo sumontuotas ant variklio pavarų dėžės korpuso, naudojant magnetinę tvirtinimo sistemą ant specialiai sukurto laikiklio, užtikrinant optimalų signalo gavimą orlaivio vibracijos analizė.
Lazerinis fazės kampo jutiklis 2 taip pat buvo sumontuotas ant pavarų dėžės korpuso ir orientuotas į atspindinčią žymę, pritvirtintą prie vienos iš sraigto menčių, todėl buvo galima tiksliai išmatuoti fazės kampą, būtiną tiksliam matavimui. propelerio disbalanso korekcija.
Analoginiai signalai iš jutiklių buvo perduodami ekranuotais kabeliais į „Balanset-1“ įrenginio matavimo bloką, kur jiems buvo atliktas sudėtingas skaitmeninis išankstinis apdorojimas, siekiant užtikrinti signalo kokybę ir tikslumą.
Tada šie signalai skaitmenine forma buvo siunčiami į kompiuterį, kuriame buvo atliktas pažangus šių signalų programinės įrangos apdorojimas ir apskaičiuota korekcinio svorio masė bei kampas, reikalingi kompensuoti propelerio disbalansas buvo apskaičiuoti matematiniu tikslumu.
Pavarų dėžės techninės specifikacijos:
- Zk – pagrindinis pavarų dėžės krumpliaratis su 75 dantimis
- Zc – 6 palydovinės pavarų dėžės po 18 dantų
- Zn – stacionarus 39 dantų reduktoriaus krumpliaratis
Prieš atliekant šį išsamų darbą, atsižvelgiant į vertingą patirtį, įgytą „Yak-52“ lėktuvo sraigto balansavimasbuvo atlikta keletas papildomų svarbių tyrimų, įskaitant:
- Natūralaus dažnio analizė: Su-29 orlaivio variklio ir propelerio svyravimų natūraliųjų dažnių nustatymas, siekiant optimizuoti balansavimo parametrus;
- Bazinis vibracijos vertinimas: Pradinės vibracijos dydžio ir spektrinės sudėties patikrinimas antrojo piloto kabinoje prieš balansavimą, siekiant nustatyti pradines sąlygas.
3.2. Variklio ir sraigto natūraliųjų virpesių dažnių tyrimų rezultatai
Variklio virpesių, sumontuotų ant orlaivio korpuse esančių amortizatorių, natūralūs dažniai buvo nustatyti naudojant profesionalų AD-3527 spektro analizatorių, kurį pagamino „A&D“ (Japonija), kontroliuojamai sužadinant variklio virpesius smūgio būdu, užtikrinant tikslų matavimą. orlaivio vibracijos analizė.
Variklio pakabos natūraliųjų virpesių spektre (žr. 3.2 pav.) dideliu tikslumu buvo nustatyti šeši pagrindiniai dažniai: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz. Ši išsami dažnių analizė yra labai svarbi optimizavimui. propelerio balansavimo procedūros.
Dažnio analizė ir inžinerinė interpretacija:
Iš šių nustatytų dažnių daroma prielaida, kad 66 Hz, 88 Hz ir 120 Hz dažniai yra tiesiogiai susiję su variklio tvirtinimo (pakabos) sistemos prie orlaivio kėbulo savybėmis, atspindinčiomis konstrukcinius rezonansus, kurių reikia vengti atliekant bandymus. propelerio balansavimo operacijos.
16 Hz ir 22 Hz dažniai greičiausiai susiję su natūraliais viso orlaivio virpesiais ant važiuoklės, kurie atspindi pagrindinius orlaivio konstrukcijos režimus.
37 Hz dažnis tikriausiai susijęs su natūraliu orlaivio propelerio mentės virpesių dažniu, kuris yra kritinė propelerio dinaminė charakteristika.
Šią prielaidą patvirtina sraigto virpesių natūraliųjų dažnių tikrinimo rezultatai, taip pat gauti taikant griežtą smūginio sužadinimo metodą.
Propelerio mentės natūraliųjų virpesių spektre (žr. 3.3 pav.) buvo nustatyti trys pagrindiniai dažniai: 37 Hz, 100 Hz ir 174 Hz, o tai patvirtina propelerio ir variklio natūraliųjų dažnių koreliaciją.
Inžinerinė reikšmė sraigto balansavimui:
Renkantis lėktuvą „Su-29“, ypač svarbūs gali būti duomenys apie natūralius propelerio mentės dažnius ir variklio virpesius. propelerio sukimosi dažnis naudojamas balansavimo metu. Pagrindinė šio dažnio parinkimo sąlyga yra užtikrinti maksimalų galimą jo nukrypimą nuo orlaivio konstrukcinių elementų natūraliųjų dažnių.
Be to, žinant atskirų orlaivio komponentų ir dalių natūraliuosius dažnius, gali būti labai naudinga nustatyti staigaus tam tikrų vibracijos spektro komponentų padidėjimo (rezonanso atveju) priežastis esant įvairiems variklio sūkių režimams, o tai leidžia taikyti nuspėjamąsias techninės priežiūros strategijas.
3.3. Vibracijos patikrinimas antrojo piloto kabinoje Su-29 lėktuve ant žemės prieš balansavimą
Pradinės Su-29 orlaivio vibracijos charakteristikos, nustatytos anksčiau propelerio balansavimas, buvo išmatuoti antrojo piloto kabinoje vertikalia kryptimi, naudojant nešiojamąjį vibracijos spektro analizatorių, modelį AD-3527, gamintą „A&D“ (Japonija), 5–200 Hz dažnių diapazone.
Matavimai buvo sistemingai atliekami keturiais pagrindiniais variklio greičio režimais, atitinkamai lygiais 60%, 65%, 70% ir 82% jo maksimaliam sukimosi dažniui, pateikiant išsamius pradinius duomenis. orlaivio vibracijos analizė.
Išsamūs gauti rezultatai pateikti 3.1 lentelėje.
3.1 lentelė. Bazinės vibracijos analizė prieš sraigto balansavimą
| Režimas | Galia (%) | RPM | Vв1 (mm/s) | Vн (mm/s) | Vк1 (mm/s) | Vв3 (mm/s) | Vк2 (mm/s) | Iš viso V∑ (mm/s) | Vertinimas |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1150 | 5.4 | 2.6 | 2.0 | – | – | 8.0 | Vidutinis |
| 2 | 65 | 1240 | 5.7 | 2.4 | 3.2 | – | – | 10.6 | Padidėjęs |
| 3 | 70 | 1320 | 5.2 | 3.0 | 2.5 | – | – | 11.5 | Aukštas |
| 4 | 82 | 1580 | 3.2 | 1.5 | 3.0 | – | 8.5 | 9.7 | Padidėjęs |
Kaip matyti iš 3.1 lentelės, pagrindiniai vibracijos komponentai atsiranda esant sraigto sukimosi dažniams Vв1, variklio alkūninis velenas Vк1ir oro kompresoriaus pavara (ir (arba) dažnio jutiklis) Vн, taip pat alkūninio veleno 2-osios harmonikos Vк2 ir galbūt 3-ioji sraigto (mentės) harmonika Vв3, kurio dažnis artimas alkūninio veleno antrajai harmoninei.
Išsami vibracijos komponentų analizė:
Be to, 60% greičio režimo virpesių spektre, esant 6120 ciklų/min dažniui, buvo rastas neidentifikuotas komponentas su apskaičiuotu spektru, kurį gali sukelti vieno iš orlaivio konstrukcinių elementų rezonansas maždaug 100 Hz dažniu. Toks elementas galėtų būti oro sraigtas, kurio vienas iš natūraliųjų dažnių yra 100 Hz, o tai rodo sudėtingą pobūdį. orlaivio vibracijos parašai.
Didžiausia bendroji orlaivio vibracija V∑, pasiekęs 11,5 mm/sek., buvo aptiktas 70% greičio režimu, o tai rodo kritinę veikimo sąlygą, į kurią reikia atkreipti dėmesį.
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/sek., o tai reiškia reikšmingą vibracijos šaltinį.
Pagrindinės priežasties analizė:
Galima pagrįstai manyti, kad šis komponentas yra susijęs su pagrindiniu variklio stūmoklių grupės veikimu (smūgio procesai, vykstantys dvigubo stūmoklių judėjimo metu per vieną alkūninio veleno apsisukimą).
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 (Vв3).
65% ir 82% greičio režimuose pastebimai padidėja komponentas Vк2 (Vв3), kurį taip pat galima paaiškinti rezonansiniais atskirų orlaivio komponentų virpesiais.
Su spektriniu komponentu susijusio amplitudė propelerio disbalansas Vв1nustatytas pagrindiniuose greičio režimuose prieš balansavimą, svyravo nuo 2,4 iki 5,7 mm/s, t. y. iš esmės mažesnis už Vк2 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. Propelerio balansavimo rezultatai ir našumo analizė
Svetainė propelerio balansavimas buvo atliktas vienoje plokštumoje kruopščiai parinktu sukimosi dažniu. Dėl tokio balansavimo buvo efektyviai kompensuotas sraigto dinaminis jėgos disbalansas, parodantis efektyvumą vienos plokštumos balansavimas šiai trijų menčių sraigto konfigūracijai.
Išsamus balansavimo protokolas pateiktas 1 priede, kuriame aprašyta visa kokybės užtikrinimo procedūra ir kuriuo galima remtis ateityje.
Svetainė propelerio balansavimas buvo atliktas esant 1350 aps./min. propelerio sukimosi dažniui ir apėmė du tikslius matavimus, laikantis pramonės standartų procedūrų.
Sisteminio balansavimo procedūra:
- Pradinės būsenos matavimas: Pirmojo bandymo metu labai tiksliai buvo nustatyta vibracijos amplitudė ir fazė esant pradiniam sraigto sukimosi dažniui.
- Bandomojo svorio matavimas: Antrojo bandymo metu, ant sraigto uždėjus žinomo svorio bandomąją masę, buvo nustatyta sraigto sukimosi dažnio vibracijos amplitudė ir fazė.
- Skaičiavimas ir įgyvendinimas: Remiantis šių matavimų rezultatais, naudojant pažangius skaičiavimo algoritmus, buvo nustatyta korekcinio svarelio masė ir įrengimo kampas 1 plokštumoje.
Pasiekti puikūs balansavimo rezultatai:
Įdiegus ant sraigto apskaičiuotą korekcinio svorio vertę, kuri buvo 40,9 g, vibracija šiuo greičio režimu smarkiai sumažėjo nuo 6,7 mm/sek. pradinėje būsenoje 1,5 mm/sek. po balansavimo – tai puikus rezultatas 78% patobulinimas vibracijos mažinimo srityje.
Su vibracijos lygiu susijęs propelerio disbalansas kitais greičio režimais taip pat reikšmingai sumažėjo ir po balansavimo išliko priimtiname 1–2,5 mm/s diapazone, o tai rodo balansavimo sprendimo patikimumą visame eksploatavimo diapazone.
Balansavimo kokybės poveikio orlaivio vibracijos lygiui skrydžio metu patikrinimas, deja, nebuvo atliktas dėl atsitiktinio šio propelerio pažeidimo vieno iš mokomųjų skrydžių metu, todėl svarbu atlikti išsamius bandymus iškart po balansavimo procedūrų.
Reikšmingi skirtumai nuo gamyklinio balansavimo:
Reikėtų atkreipti dėmesį, kad šio proceso metu gautas rezultatas lauko sraigto balansavimas žymiai skiriasi nuo gamyklinio balansavimo rezultato, o tai pabrėžia sraigtų balansavimo svarbą jų realioje darbinėje konfigūracijoje.
Visų pirma:
- Vibracijos mažinimas: Sraigto sukimosi dažnio vibracija po jo subalansavimo nuolatinio montavimo vietoje (ant lėktuvo Su-29 pavarų dėžės išėjimo veleno) sumažėjo daugiau kaip 4 kartus;
- Svorio padėties korekcija: Korekcinis svoris, sumontuotas atliekant lauko balansavimo procesas buvo maždaug 130 laipsnių paslinktas, palyginti su gamykloje sumontuotu svoriu, o tai rodo didelius skirtumus tarp gamyklos ir lauko balansavimo reikalavimų.
Galimi pagrindiniai priežastys:
Galimos šio reikšmingo neatitikimo priežastys gali būti šios:
- Gamybos tolerancijos: Gamintojo balansavimo stovo matavimo sistemos paklaidos (mažai tikėtina, bet įmanoma);
- Gamyklos įrangos problemos: Gamintojo balansavimo staklių veleno movos tvirtinimo vietų geometrinės klaidos, dėl kurių ant veleno sumontuoto sraigto radialinis nuokrypis;
- Orlaivio įrengimo veiksniai: Orlaivio pavarų dėžės išėjimo veleno movos tvirtinimo vietų geometrinės klaidos, dėl kurių ant pavarų dėžės veleno sumontuotas oro sraigtas radialiai pasislenka.
3.5. Profesinės išvados ir inžinerinės rekomendacijos
3.5.1. Išskirtinis balansavimo našumas
Svetainė Su-29 lėktuvo propelerio balansavimas, atliktas vienoje plokštumoje, kai sraigto sukimosi dažnis yra 1350 aps./min. (70%), sėkmingai pasiekė žymų sraigto vibracijos sumažėjimą nuo 6,7 mm/s iki 1,5 mm/s, parodydamas išskirtinį efektyvumą lauko sraigto balansavimas technikos.
Su vibracijos lygiu susijęs propelerio disbalansas kitais greičio režimais taip pat reikšmingai sumažėjo ir išliko labai priimtiname 1–2,5 mm/s diapazone, patvirtindamas balansavimo sprendimo patikimumą visame veikimo spektre.
3.5.2. Kokybės užtikrinimo rekomendacijos
Norint išsiaiškinti galimas nepatenkinamų gamykloje atlikto balansavimo rezultatų priežastis, primygtinai rekomenduojama patikrinti propelerio radialinį išstūmimą ant orlaivio variklio pavarų dėžės išėjimo veleno, nes tai yra labai svarbus veiksnys siekiant optimalaus balansavimo. propelerio balansavimo rezultatai.
Šis tyrimas suteiktų vertingų įžvalgų apie skirtumus tarp gamyklos ir lauko balansavimas reikalavimus, o tai gali pagerinti gamybos procesus ir kokybės kontrolės procedūras.
1 priedas: Profesionalus balansavimo protokolas
IŠSAMI BALANSAVIMO PROTOKOLAS
Akrobatinio lėktuvo Su-29 sraigtasparnis MTV-9-K-C/CL 260-27
1. Klientas: VD Chvokov
2. Propelerio montavimo vieta: Su-29 orlaivio pavarų dėžės išėjimo velenas
3. Propelerio tipas: MTV-9-KC/CL 260-27
4. Balansavimo metodas: surinktas vietoje (savo guoliuose), vienoje plokštumoje
5. Propelerio sukimosi dažnis balansavimo metu, aps./min.: 1350
6. Balansavimo įrenginio modelis, serijos numeris ir gamintojas: „Balanset-1“, serijos numeris 149
7. Balansavimo metu naudoti norminiai dokumentai:
7.1. _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. Balansavimo data: 15.06.2014
9. Balansavimo rezultatų suvestinė lentelė:
| № | Matavimo rezultatai | Vibracija (mm/sek.) | Disbalansas (g*mm) | Kokybės įvertinimas |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Prieš balansavimą *) | 6.7 | 6135 | Nepriimtina |
| 2 | Po balansavimo | 1.5 | 1350 | Puiku |
| ISO 1940 G klasės leistinas nuokrypis 6,3 | 1500 | Standartinis | ||
*) Pastaba: Balansavimas buvo atliktas paliekant gamintojo sumontuotą korekcinį svorį ant sraigto.
10. Profesinės išvados:
10.1. Vibracijos lygis (liekamasis disbalansas) po propelerio balansavimas Ant Su-29 orlaivio pavarų dėžės išėjimo veleno sumontuotas (žr. 9.2 psl.) dydis, palyginti su pradine būsena (žr. 9.1 psl.), sumažėjo daugiau nei 4 kartus, o tai rodo išskirtinį orlaivio skrydžio sklandumo pagerėjimą.
10.2. Korekcinio svarelio parametrai (masė, montavimo kampas), naudojami 10.1 psl. rezultatui pasiekti, labai skiriasi nuo gamintojo sumontuoto korekcinio svarelio (MT-propelerio) parametrų, o tai rodo esminius gamyklinio ir lauko balansavimo reikalavimų skirtumus.
Visų pirma, ant sraigto buvo sumontuotas papildomas 40,9 g korekcinis svoris. lauko balansavimas, kuris buvo paslinktas 130° kampu gamintojo sumontuoto svorio atžvilgiu.
(Gamintojo įrengtas svoris nebuvo pašalintas iš sraigto atliekant papildomą balansavimą).
Galimos techninės priežastys:
Galimos šios svarbios situacijos priežastys gali būti:
- Gamintojo balansavimo stendo matavimo sistemos klaidos;
- Gamintojo balansavimo staklių veleno movos tvirtinimo vietų geometrinės klaidos, dėl kurių ant veleno sumontuotas sraigtas įgauna radialinį nuokrypį;
- Orlaivio pavarų dėžės išėjimo veleno movos tvirtinimo vietų geometrinės klaidos, dėl kurių ant pavarų dėžės veleno sumontuotas oro sraigtas radialiai išsilenkia.
Rekomenduojami tyrimo veiksmai:
Norint nustatyti konkrečią padidėjimo priežastį propelerio disbalansas montuojant ant Su-29 orlaivio pavarų dėžės išėjimo veleno, būtina:
- Patikrinkite balansavimo staklių, naudojamų MTV-9-K-C/CL 260-27 sraigtui balansuoti, matavimo sistemą ir gamintojo balansavimo staklių, naudojamų MTV-9-K-C/CL 260-27 sraigtui balansuoti, veleno tvirtinimo vietų geometrinį tikslumą;
- Patikrinkite sraigto, sumontuoto ant Su-29 orlaivio pavarų dėžės išėjimo veleno, radialinį nuokrypį.
Vykdytojas:
UAB "Kinematics" vyriausiasis specialistas
Feldman V.D.
Dažnai užduodami klausimai apie orlaivių sraigtų balansavimą
Kas yra propelerių balansavimas ir kodėl jis svarbus aviacijos saugai?
Propelerio balansavimas yra tiksli procedūra, kurios metu pašalinamas orlaivio sraigtų disbalansas pridedant arba perkeliant korekcinius svarmenis. Nesubalansuoti sraigtai sukelia per didelę vibraciją, kuri gali sukelti konstrukcijos nuovargį, variklio pažeidimus ir galiausiai katastrofišką gedimą. Mūsų lauko tyrimai rodo, kad tinkamas balansavimas gali sumažinti vibraciją iki 78%, žymiai pagerindamas orlaivio saugą ir eksploatavimo laiką.
Kuo lauko sraigto balansavimas skiriasi nuo gamyklinio balansavimo?
Lauko sraigto balansavimas siūlo reikšmingų pranašumų, palyginti su gamykliniu balansavimu, nes atsižvelgiama į faktines montavimo sąlygas, įskaitant pavarų dėžės tolerancijas, tvirtinimo nelygumus ir visą orlaivio dinamiką. Mūsų Su-29 atvejo analizė parodė, kad lauke reikalingas korekcinis svoris buvo paslinktas 130° nuo gamyklinio svorio, o tai pabrėžia sraigtų balansavimo svarbą jų eksploatacinėje konfigūracijoje.
Kokia įranga reikalinga profesionaliam orlaivio sraigto balansavimui?
Profesionalus orlaivio sraigto balansavimas reikalinga specializuota įranga, pvz., „Balanset-1“ įrenginys, kurį sudaro tikslūs akselerometrai, lazeriniai fazės jutikliai ir pažangi analizės programinė įranga. Įranga turi gebėti dideliu tikslumu matuoti vibracijas nuo 0,1 iki 1000 Hz diapazone ir atlikti fazės analizę realiuoju laiku, kad būtų galima tinkamai apskaičiuoti svorio išdėstymą.
Kaip dažnai reikia balansuoti orlaivių sraigtus?
Propelerio balansavimo dažnis Priklauso nuo orlaivio naudojimo, tačiau paprastai tai turėtų būti atliekama atliekant didelius patikrinimus, po propelerio pažeidimų remonto, pastebėjus per didelę vibraciją arba pagal gamintojo rekomendacijas. Akrobatiniams orlaiviams, tokiems kaip tirti Jak-52 ir Su-29, dėl didesnių įtempių ir apkrovų sąlygų gali prireikti dažnesnio balansavimo.
Kokie yra priimtini vibracijos lygiai po sraigto balansavimo?
Pagal ISO 1940 standartus G 6.3 klasei, liekamasis disbalansas neturėtų viršyti 1500 g*mm. Mūsų praktinė patirtis rodo, kad puikūs rezultatai pasiekiami pasiekiant vibracijos lygį, mažesnį nei 2,5 mm/s RMS, o išskirtiniai rezultatai – 1,5 mm/s ar mažesnį. Šie lygiai užtikrina saugų eksploatavimą ir minimalų orlaivio konstrukcinį įtempį.
Ar propelerių balansavimas gali pašalinti visas orlaivio vibracijas?
Nors propelerio balansavimas Nors jis žymiai sumažina su propeleriu susijusias vibracijas, jis negali pašalinti visų orlaivio vibracijų. Mūsų išsami analizė parodė, kad variklio alkūninio veleno harmonikos, stūmoklių grupių dinamika ir struktūriniai rezonansai prisideda prie bendros vibracijos. Net ir tobulas propelerio balansavimas paprastai sumažina bendrą orlaivio vibraciją tik 1,5 karto, todėl pabrėžiamas holistinių vibracijos valdymo metodų poreikis.
Ekspertų rekomendacijos aviacijos specialistams
Orlaivių operatoriams:
- Įgyvendinkite reguliariai vibracijos stebėjimas kaip prevencinės priežiūros programų dalis
- Apsvarstykite lauko sraigto balansavimas geriau nei pasikliauti vien gamykliniu balansavimu
- Nustatykite kiekvieno jūsų parko orlaivio bazinius vibracijos signalus
- Apmokykite techninės priežiūros personalą tinkamų balansavimo procedūrų ir saugos protokolų
Techninės priežiūros technikams:
- Rinkdamiesi balansavimo aps./min., visada atsižvelkite į natūralius dažnius
- Tiksliems matavimams naudokite profesionalią įrangą, tokią kaip „Balanset“.
- Dokumentuokite visas balansavimo procedūras, kad būtų užtikrinta kokybė ir atsekamumas
- Supraskite, kad propelerio balansavimas yra tik vienas iš bendro vibracijos valdymo komponentų
Pilotams:
- Nedelsdami praneškite apie bet kokias neįprastas vibracijas techninės priežiūros personalui
- Supraskite, kad skirtingi skrydžio režimai gali turėti skirtingas vibracijos charakteristikas
- Atminkite, kad kai kurios vibracijos gali būti struktūrinės, o ne susijusios su propeleriu
- Pasisakykite už reguliarumą propelerio balansavimas kaip investicija į saugumą
LT 
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI