Lidmašīnu propelleru balansēšana lauka apstākļos: profesionāla inženiertehniska pieeja
Galvenais inženieris VD Feldmans
BSTU “Voenmech” nosaukts DF Ustinova vārdā
Ieroču un bruņojuma sistēmu fakultāte “E”
E7 katedra “Deformējamu cietu ķermeņu mehānika”
Balanset sērijas instrumentu galvenais inženieris un izstrādātājs
Rediģēja N. A. Šelkovenko
Optimizēts ar mākslīgo intelektu
Kad lidmašīnas dzinējs lidojuma laikā piedzīvo pārmērīgu vibrāciju, tā nav tikai mehāniska problēma — tā ir kritiska drošības problēma, kurai nepieciešama tūlītēja uzmanība. Nesabalansēti propelleri var izraisīt katastrofālas atteices, apdraudot gan lidmašīnas integritāti, gan pilota drošību. Šajā visaptverošajā analīzē ir piedāvātas praksē pārbaudītas metodoloģijas, lai... propellera balansēšana izmantojot modernu pārnēsājamu aprīkojumu, pamatojoties uz plašu praktisko pieredzi ar dažādiem gaisa kuģu tipiem.
1. Lauka propellera balansēšanas pamatojums un motivācija
Pirms diviem ar pusi gadiem mūsu uzņēmums uzsāka speciāli izstrādātas ierīces “Balanset 1” sērijveida ražošanu rotācijas mehānismu balansēšana savos gultņosŠī revolucionārā pieeja lauka balansēšanas iekārtas ir mainījusi mūsu pieeju lidmašīnu apkopei.
Līdz šim ir saražoti vairāk nekā 180 komplekti, kurus efektīvi izmanto dažādās nozarēs, tostarp ventilatoru, pūtēju, elektromotoru, mašīnu vārpstu, sūkņu, drupinātāju, separatoru, centrifūgu, kardānu un kloķvārpstu un citu mehānismu ražošanā un ekspluatācijā. Tomēr lidmašīnas propelleru balansēšana pieteikums ir izrādījies viens no kritiskākajiem un izaicinošākajiem.
Nesen mūsu uzņēmums ir saņēmis lielu skaitu pieprasījumu no organizācijām un privātpersonām par iespēju izmantot mūsu aprīkojumu Lidmašīnu un helikopteru propelleru balansēšana lauka apstākļosŠis intereses pieaugums atspoguļo pieaugošo atziņu par pareizas informācijas sniegšanas nozīmi. propelleru apkope aviācijas drošībā.
Diemžēl mūsu speciālisti ar daudzu gadu pieredzi dažādu mašīnu balansēšanā nekad iepriekš nebija saskārušies ar šo specifisko aviācijas izaicinājumu. Tāpēc padomi un ieteikumi, ko varējām sniegt saviem klientiem, bija ļoti vispārīgi un ne vienmēr ļāva viņiem efektīvi atrisināt sarežģītās problēmas, kas saistītas ar... lidmašīnas vibrācijas analīze un propellera nelīdzsvarotības korekcija.
Šī situācija sāka uzlaboties šajā pavasarī. Tas bija pateicoties V. D. Čvokova aktīvajai nostājai, kurš organizēja un aktīvi piedalījās kopā ar mums darbā pie propelleru balansēšana Jak-52 un Su-29 lidmašīnām, kuras viņš pilotē. Viņa praktiskā aviācijas pieredze apvienojumā ar mūsu inženiertehniskajām zināšanām radīja perfektu pamatu uzticamu propelleru balansēšanas procedūras.
2. Visaptveroša Yak-52 akrobātikas lidmašīnas propelleru balansēšana un vibrācijas analīze
2.1. Ievads uzlabotā gaisa kuģu vibrācijas monitoringā
2014. gada maijā–jūlijā tika veikts plašs darbs pie vibrācijas apsekojums no Jak-52 lidmašīnas, kas aprīkota ar M-14P aviācijas dzinēju, un divu lāpstiņu propellera balansēšanaŠis visaptverošais pētījums ir viena no detalizētākajām analīzēm par lidmašīnas propelleru dinamika jebkad veikts lauka apstākļos.
Portāls propellera balansēšana tika veikta vienā plaknē, izmantojot balansēšanas komplektu “Balanset 1”, sērijas numurs 149. Šī vienas plaknes balansēšanas pieeja ir īpaši izstrādāta dinamiskā līdzsvarošana pielietojumos, kuros rotora garuma un diametra attiecība ļauj efektīvi koriģēt, izmantojot vienu korekcijas plakni.
Mērīšanas shēma, kas izmantota laikā propellera balansēšana ir parādīts 2.1. attēlā, kas ilustrē precīzu sensoru izvietojumu, kas ir kritiski svarīgs precīzai vibrācijas analīze.
Laikā propellera balansēšanas processvibrācijas sensors (akselerometrs) 1 tika uzstādīts uz dzinēja pārnesumkārbas priekšējā vāka, izmantojot magnētisku stiprinājuma sistēmu uz speciāli izstrādāta kronšteina. Šis izvietojums nodrošina optimālu signāla uztveršanu, vienlaikus ievērojot drošības protokolus, kas ir būtiski aviācijas apkope.
Lāzera fāzes leņķa sensors 2 tika uzstādīts arī uz pārnesumkārbas vāka un orientēts uz atstarojošo marķējumu, kas uzlikts uz viena no propellera lāpstiņām. Šī konfigurācija nodrošina precīzu fāzes leņķa mērījumu, kas ir izšķiroši svarīgi precīzas atrašanās vietas noteikšanai. propellera nelīdzsvarotības korekcija svari.
Analogie signāli no sensoriem tika pārraidīti pa ekranētiem kabeļiem uz “Balanset 1” ierīces mērvienību, kur tiem tika veikta sarežģīta digitālā pirmapstrāde, lai novērstu troksni un uzlabotu signāla kvalitāti.
Pēc tam šie signāli digitālā formātā tika nosūtīti uz datoru, kur progresīvi programmatūras algoritmi apstrādāja šos signālus un aprēķināja korekcijas svara masu un leņķi, kas nepieciešams, lai kompensētu propellera nelīdzsvarotībaŠī skaitļošanas pieeja nodrošina matemātisku precizitāti. balansēšanas aprēķini.
Tehniskās anotācijas:
- Zk – pārnesumkārbas galvenais zobrats
- Zs – pārnesumkārbas satelīti
- Zn – pārnesumkārbas stacionārais zobrats
2.2. Izstrādātās progresīvās metodes un tehnoloģijas
Šī darba izpildes laikā tika apgūtas noteiktas kritiski svarīgas prasmes un visaptverošs Tehnoloģija lidmašīnu propelleru balansēšanai lauka apstākļos izmantojot ierīci “Balanset 1”, tika izstrādāta, tostarp:
- Sensora uzstādīšanas optimizācija: Optimālo vibrācijas un fāzes leņķa sensoru uzstādīšanas (piestiprināšanas) vietu un metožu noteikšana uz gaisa kuģa konstrukcijas, lai maksimāli palielinātu signāla kvalitāti, vienlaikus nodrošinot atbilstību drošības prasībām;
- Rezonanses frekvences analīze: Vairāku gaisa kuģa konstrukcijas elementu (dzinēja piekares, propelleru lāpstiņu) rezonanses frekvenču noteikšana, lai izvairītos no ierosmes balansēšanas procedūru laikā;
- Darbības režīma izvēle: Dzinēja griešanās frekvenču (darbības režīmu) noteikšana, kas nodrošina minimālu atlikušo nelīdzsvarotību darbības laikā propelleru balansēšanas operācijas;
- Kvalitātes standarti: Propellera atlikušā nelīdzsvarotības pielaižu noteikšana saskaņā ar starptautiskajiem aviācijas standartiem un drošības prasībām.
Turklāt vērtīgi dati par lidmašīnu vibrācijas līmeņi tika iegūtas ar M-14P dzinējiem aprīkotas lidmašīnas, kas būtiski papildināja aviācijas tehniskās apkopes zināšanu bāzi.
Zemāk ir sniegti detalizēti ziņojuma materiāli, kas apkopoti, pamatojoties uz šo darbu rezultātiem. Tajos papildus propelleru balansēšanas rezultātivisaptveroši dati par vibrācijas apsekojumi Tiek sniegti Jak-52 un Su-29 lidmašīnu dati, kas iegūti zemes un lidojuma testu laikā.
Šie dati varētu būt ļoti interesanti gan gaisa kuģu pilotiem, gan speciālistiem, kas iesaistīti lidmašīnu apkope, sniedzot praktisku ieskatu uzlabotai aviācijas drošības protokoli.
Šī darba izpildes laikā, ņemot vērā pieredzi, kas gūta propelleru balansēšana Su-29 un Yak-52 lidmašīnām tika veikti vairāki papildu visaptveroši pētījumi, tostarp:
- Dabiskās frekvences analīze: Lidmašīnas Jak-52 dzinēja un propellera svārstību īpatnējo frekvenču noteikšana;
- Lidojuma vibrācijas novērtējums: Vibrāciju lieluma un spektrālā sastāva pārbaude otrā pilota kabīnē lidojuma laikā pēc propellera balansēšana;
- Sistēmas optimizācija: Vibrāciju lieluma un spektrālā sastāva pārbaude otrā pilota kabīnē lidojuma laikā pēc propellera balansēšana un pielāgojot motora amortizatoru pievilkšanas spēku.
2.2. Dzinēja un propellera svārstību dabisko frekvenču pētījumu rezultāti
Dzinēja svārstību dabiskās frekvences, kas uzstādītas uz amortizatoriem lidmašīnas korpusā, tika noteiktas, izmantojot profesionāla līmeņa AD-3527 spektra analizatoru, ko ražoja A&D (Japāna), kontrolējot dzinēja svārstību trieciena ierosmi. Šī metodoloģija ir zelta standarts lidmašīnas vibrācijas analīze.
Jak-52 lidmašīnas dzinēja piekares dabisko svārstību spektrā, kura piemērs parādīts 2.2. attēlā, ar augstu precizitāti tika identificētas četras galvenās frekvences: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz. Šīs frekvences ir kritiski svarīgas, lai izprastu lidmašīnas dinamiskā uzvedība un optimizējot propelleru balansēšanas procedūras.
Frekvences analīze un sekas:
Frekvences 74 Hz, 94 Hz un 120 Hz, visticamāk, ir saistītas ar dzinēja stiprinājuma (piekares) sistēmas specifiskajām īpašībām attiecībā pret gaisa kuģa korpusu. Šīs frekvences rūpīgi jāizvairās ekspluatācijas laikā. propelleru balansēšanas operācijas lai novērstu rezonanses ierosmi.
20 Hz frekvence, visticamāk, ir saistīta ar visa gaisa kuģa dabiskajām svārstībām uz šasijas, kas atspoguļo visas gaisa kuģa konstrukcijas pamatrežīmu.
Arī propelleru lāpstiņu dabiskās frekvences tika noteiktas, izmantojot to pašu stingro trieciena ierosmes metodi, nodrošinot mērījumu metodoloģijas konsekvenci.
Šajā visaptverošajā analīzē tika identificētas četras galvenās frekvences: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz un 134 Hz. Šīs frekvences atspoguļo dažādus propelleru lāpstiņu vibrācijas režīmus un ir būtiskas propellera balansēšanas optimizācija.
Inženiertehniskā nozīme:
Dati par Yak-52 lidmašīnas propellera un dzinēja svārstību pašfrekvences var būt īpaši svarīgi, izvēloties propellera rotācijas frekvence izmanto balansēšanas laikā. Galvenais nosacījums šīs frekvences izvēlei ir nodrošināt tās maksimālu iespējamo novirzi no gaisa kuģa konstrukcijas elementu dabiskajām frekvencēm, tādējādi izvairoties no rezonanses apstākļiem, kas varētu pastiprināt vibrācijas, nevis tās samazināt.
Turklāt atsevišķu gaisa kuģa komponentu un daļu dabisko frekvenču zināšanas var būt ārkārtīgi noderīgas, lai identificētu strauja pieauguma cēloņus (rezonanses gadījumā) noteiktās vibrācijas spektra komponentēs dažādos dzinēja apgriezienu režīmos, ļaujot izmantot paredzamās apkopes stratēģijas.
2.3. Propellera balansēšanas rezultāti un veiktspējas analīze
Kā minēts iepriekš, propellera balansēšana tika veikta vienā plaknē, kā rezultātā tika efektīvi dinamiski kompensēts propelleru spēka nelīdzsvarotība. Šī pieeja ir īpaši piemērota propelleriem, kuru aksiālais izmērs ir relatīvi mazs salīdzinājumā ar diametru.
Izrāde dinamiskā balansēšana divās plaknēs, kas teorētiski ļautu kompensēt gan propellera spēka, gan momenta nelīdzsvarotību, nebija tehniski iespējams, jo Jak-52 lidmašīnā uzstādītā propellera konstrukcija ļauj izveidot tikai vienu pieejamu korekcijas plakni. Šis ierobežojums ir izplatīts daudzu lidmašīnu propelleru uzstādījumos.
Portāls propellera balansēšana tika veikta ar rūpīgi izvēlētu rotācijas frekvenci 1150 apgr./min (maksimāli 60%), pie kuras bija iespējams iegūt visstabilākos vibrācijas mērījumu rezultātus gan amplitūdas, gan fāzes ziņā no sākuma līdz sākumam. Šī frekvences izvēle bija kritiski svarīga, lai nodrošinātu mērījumu atkārtojamību un precizitāti.
Portāls propellera balansēšanas procedūra sekoja nozares standarta “divu mēģinājumu” shēmai, kas nodrošina matemātiski ticamus rezultātus:
- Sākotnējais mērījums: Pirmā brauciena laikā ar augstu precizitāti tika noteikta vibrācijas amplitūda un fāze propellera rotācijas frekvencē tā sākotnējā stāvoklī.
- Izmēģinājuma svara skrējiens: Otrā brauciena laikā tika noteikta vibrācijas amplitūda un fāze pie propellera griešanās frekvences pēc precīzi aprēķinātas 7 g izmēģinājuma masas uzstādīšanas uz propellera.
- Aprēķina fāze: Pamatojoties uz šiem visaptverošajiem datiem, izmantojot sarežģītus programmatūras algoritmus, tika aprēķināta masa M = 19,5 g un korekcijas svara uzstādīšanas leņķis F = 32°.
Praktiskās ieviešanas izaicinājums un risinājums:
Sakarā ar propellera konstrukcijas īpatnībām, kas neļauj uzstādīt korekcijas svaru teorētiski nepieciešamajā 32° leņķī, uz propellera stratēģiski tika uzstādīti divi līdzvērtīgi svari, lai panāktu vienādu vektoru summas efektu:
- Svars M1 = 14 g leņķī F1 = 0° (atsauces pozīcija)
- Svars M2 = 8,3 g leņķī F2 = 60° (nobīdes pozīcija)
Šī divējāda svara pieeja demonstrē praktiskā darbā nepieciešamo elastību. lidmašīnas propelleru balansēšana operācijas, kurās teorētiskie risinājumi ir jāpielāgo reālās pasaules ierobežojumiem.
Sasniegtie kvantitatīvie rezultāti:
Pēc norādīto korekcijas atsvaru uzstādīšanas uz propellera vibrācija, kas izmērīta pie rotācijas frekvences 1150 apgr./min un saistīta ar propellera nelīdzsvarotība dramatiski samazinājās no 10,2 mm/sek. sākotnējā stāvoklī, lai 4,2 mm/sek. pēc līdzsvarošanas – kas pārstāv 59% uzlabojums vibrācijas samazināšanā.
Runājot par faktisko nelīdzsvarotības kvantifikāciju, propellera nelīdzsvarotība samazinājās no 2340 g*mm uz 963 g*mm, demonstrējot efektivitāti lauka balansēšanas procedūra.
2.4. Visaptverošs vibrācijas novērtējums vairākās darbības frekvencēs
Jak-52 lidmašīnas vibrācijas pārbaudes rezultāti, kas veikti citos dzinēja darbības režīmos visaptverošu zemes testu laikā, ir sniegti 2.1. tabulā. Šī daudzfrekvenču analīze sniedz būtisku ieskatu efektivitātes novērtēšanā. propellera balansēšana visā darbības jomā.
Kā skaidri redzams tabulā, propellera balansēšana Veiktais pozitīvi ietekmēja Yak-52 lidmašīnas vibrācijas raksturlielumus visos tās darbības režīmos, demonstrējot balansēšanas risinājuma izturību.
2.1. tabula. Vibrācijas rezultāti dažādos darbības režīmos
| № | Dzinēja jaudas iestatījums (%) | Propellera rotācijas frekvence (apgr./min) | RMS vibrācijas ātrums (mm/sek) | Uzlabojumu vērtējums |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 | Lieliski |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 | Izcils |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 | Izcils |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 | Izcils |
2.5. Vibrāciju analīze lidojuma laikā pirms un pēc amortizatoru regulēšanas
Turklāt visaptverošu zemes testu laikā tika konstatēts ievērojams samazinājums lidmašīnas vibrācija tika identificēts ar propellera rotācijas frekvences palielināšanos. Šī parādība sniedz vērtīgu ieskatu par darbības parametru un lidmašīnas vibrācijas raksturlielumi.
Šo vibrācijas samazinājumu var izskaidrot ar lielāku propellera rotācijas frekvences novirzi no lidaparāta dabiskās svārstību frekvences uz šasijas (domājams, 20 Hz), kas rodas, palielinoties propellera rotācijas frekvencei. Tas parāda, cik svarīgi ir izprast lidmašīnas dinamiskā uzvedība optimālai darbībai.
Papildus visaptverošajiem vibrācijas testiem, kas veikti pēc propellera balansēšana uz zemes (sk. 2.3. sadaļu), izmantojot modernu instrumentu aprīkojumu, tika veikti detalizēti Yak-52 lidmašīnas vibrācijas mērījumi lidojuma laikā.
Lidojuma testa metodoloģija: Vibrācija lidojuma laikā tika mērīta otrā pilota kabīnē vertikālā virzienā, izmantojot pārnēsājamu vibrācijas spektra analizatoru AD-3527, ko ražoja A&D (Japāna), frekvenču diapazonā no 5 līdz 200 (500) Hz. Šis visaptverošais frekvenču diapazons nodrošina visu būtisko vibrācijas komponentu uztveršanu.
Mērījumi tika sistemātiski veikti piecos galvenajos dzinēja apgriezienu režīmos, kas attiecīgi ir vienādi ar 60%, 65%, 70% un 82% no tā maksimālās rotācijas frekvences, nodrošinot pilnīgu darbības spektra analīzi.
Mērījumu rezultāti, kas veikti pirms amortizatoru regulēšanas, ir sniegti tālāk sniegtajā 2.2. tabulā.
2.2. tabula. Detalizēta vibrācijas spektra komponentu analīze
| Režīms | Jauda (%) | RPM | Vв1 (Hz) | Ampers Vв1 | Vн (Hz) | Ampers Vн | Vк1 (Hz) | Ampers Vк1 | Vв2 (Hz) | Ampers Vв2 | Vк2 (Hz) | Ampers Vк2 | Kopējais 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 |
Kā detalizētas spektrālās analīzes piemēri 2.3. un 2.4. attēlā parādīti faktiskie spektra grafiki, kas iegūti, mērot vibrāciju Jak-52 kabīnē 60% un 94% režīmos, kas izmantoti visaptverošai datu vākšanai 2.2. tabulā.
Visaptveroša spektra analīze:
Kā redzams 2.2. tabulā, otrās pilota kabīnes galvenās vibrācijas sastāvdaļas, kas izmērītas otrā pilota kabīnē, parādās pie propellera rotācijas frekvencēm Vв1 (izcelts dzeltenā krāsā), motora kloķvārpsta Vк1 (izcelts zilā krāsā) un gaisa kompresora piedziņas (un/vai frekvences sensora) Vн (izcelti zaļā krāsā), kā arī to augstāko harmonisko Vв2, Vв4, Vв5un Vк2, Vк3.
Maksimālā kopējā vibrācija V∑ tika konstatēts ātruma režīmos 82% (propellers 1580 apgr./min) un 94% (1830 apgr./min), kas norāda uz specifiskiem rezonanses apstākļiem šajos kritiskajos darbības punktos.
Šīs vibrācijas galvenā sastāvdaļa parādās motora kloķvārpstas rotācijas frekvences 2. harmonikas Vк2 un attiecīgi sasniedz nozīmīgas vērtības 12,5 mm/s pie frekvences 4800 cikli/min un 15,8 mm/s pie frekvences 5520 cikli/min.
Inženiertehniskā analīze un pamatcēloņu noteikšana:
Var pamatoti pieņemt, ka šī nozīmīgā vibrācijas komponente ir saistīta ar dzinēja virzuļu grupas darbību (trieciena procesi, kas notiek virzuļu divkāršas kustības laikā uz vienu kloķvārpstas apgriezienu), kas atspoguļo dzinēja pamata dinamiku.
Šī komponenta straujo pieaugumu 82% (pirmais nominālais) un 94% (pacelšanās) režīmos, visticamāk, izraisa nevis mehāniski defekti virzuļu grupā, bet gan lidmašīnas korpusā uz amortizatoriem uzstādītā dzinēja rezonanses svārstības.
Šo secinājumu stingri apstiprina iepriekš apspriestie eksperimentālie rezultāti, pārbaudot motora piekares svārstību pašsvārstību frekvences, kuru spektrā ir 74 Hz (4440 cikli/min), 94 Hz (5640 cikli/min) un 120 Hz (7200 cikli/min).
Divas no šīm dabiskajām frekvencēm, 74 Hz un 94 Hz, ir ievērojami tuvas kloķvārpstas rotācijas 2. harmonikas frekvencēm, kas rodas dzinēja pirmajā nominālajā un pacelšanās režīmā, radot klasiskus rezonanses apstākļus.
Sakarā ar ievērojamām vibrācijām pie 2. kloķvārpstas harmonikas, kas tika konstatētas visaptverošo vibrācijas testu laikā motora pirmajā nominālajā un pacelšanās režīmā, tika veikta sistemātiska motora piekares amortizatoru pievilkšanas spēka pārbaude un regulēšana.
Salīdzinošie testa rezultāti, kas iegūti pirms un pēc amortizatoru regulēšanas attiecībā uz dzenskrūves rotācijas frekvenci (Vв1) un kloķvārpstas rotācijas frekvences 2. harmonikas (Vк2) ir sniegti 2.3. tabulā.
2.3. tabula. Amortizatoru regulēšanas ietekmes analīze
| Režīms | Jauda (%) | RPM (pirms/pēc) | Vв1 Pirms | Vв1 Pēc | Vк2 Pirms | Vк2 Pēc | Uzlabošana |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 / 1140 | 4.4 | 3.3 | 3.6 | 3.0 | Vidējs |
| 2 | 65 | 1244 / 1260 | 3.5 | 3.5 | 4.1 | 4.3 | Minimāls |
| 3 | 70 | 1342 / 1350 | 2.8 | 3.3 | 2.9 | 1.2 | Nozīmīgs |
| 4 | 82 | 1580 / 1590 | 4.7 | 4.2 | 12.5 | 16.7 | Pasliktinājies |
| 5 | 94 | 1830 / 1860 | 2.2 | 2.7 | 15.8 | 15.2 | Neliels |
Kā redzams 2.3. tabulā, amortizatoru regulēšana neradīja būtiskus uzlabojumus gaisa kuģa galvenajās vibrācijas komponentēs un dažos gadījumos pat izraisīja nelielu pasliktināšanos.
Propellera balansēšanas efektivitātes analīze:
Jāatzīmē arī, ka ar to saistītā spektrālā komponenta amplitūda propellera nelīdzsvarotība Vв1, kas noteikts režīmos 82% un 94% (sk. 2.2. un 2.3. tabulu), ir attiecīgi 3–7 reizes mazāks nekā V amplitūdas.к2, kas atrodas šajos režīmos. Tas parāda, ka propellera balansēšana bija ļoti efektīvs, novēršot galveno ar propelleru saistītās vibrācijas avotu.
Citos lidojuma režīmos komponents Vв1 svārstās no 2,8 līdz 4,4 mm/s, kas atbilst pieņemamam līmenim normālai gaisa kuģu ekspluatācijai.
Turklāt, kā redzams 2.2. un 2.3. tabulā, tā izmaiņas, pārejot no viena režīma uz citu, galvenokārt nenosaka kvalitāte. propellera balansēšana, bet gan pēc propellera rotācijas frekvences novirzes pakāpes no dažādu gaisa kuģa konstrukcijas elementu dabiskajām frekvencēm.
2.6. Profesionālie secinājumi un inženiertehniskie ieteikumi
2.6.1. Propellera balansēšanas efektivitāte
Portāls Yak-52 lidmašīnas propellera balansēšana, kas tika veikts ar propellera griešanās frekvenci 1150 apgr./min (60%), veiksmīgi panāca ievērojamu propellera vibrācijas samazinājumu no 10,2 mm/s līdz 4,2 mm/s, kas ievērojami uzlaboja gaisa kuģa darbības vienmērīgumu.
Ņemot vērā plašo pieredzi, kas gūta šajā laikā Jak-52 un Su-29 lidmašīnu propelleru balansēšana Izmantojot profesionālās klases ierīci “Balanset-1”, var droši pieņemt, ka pastāv reāla iespēja panākt vēl lielāku Yak-52 lidmašīnas propellera vibrācijas līmeņa samazinājumu.
Šo papildu uzlabojumu var panākt, jo īpaši izvēloties citu (augstāku) propellera griešanās frekvenci tā balansēšanas procedūras laikā, kas ļauj panākt lielāku novirzi no lidmašīnas dabiskās svārstību frekvences 20 Hz (1200 cikli/min), kas tika precīzi noteikta visaptverošo testu laikā.
2.6.2. Vairāku avotu vibrācijas analīze
Kā liecina Jak-52 lidmašīnas visaptverošo vibrācijas testu rezultāti lidojumā, tās vibrācijas spektrā (papildus iepriekšminētajai komponentei, kas parādās propellera griešanās frekvencē) ir vairākas citas nozīmīgas komponentes, kas saistītas ar kloķvārpstas, dzinēja virzuļu grupas, kā arī gaisa kompresora piedziņas (un/vai frekvences sensora) darbību.
Šo vibrāciju lielumi režīmos 60%, 65% un 70% ir salīdzināmi ar vibrācijas lielumu, kas saistīts ar propellera nelīdzsvarotība, kas norāda, ka vairāki vibrācijas avoti veicina kopējo gaisa kuģa vibrācijas raksturlielumu.
Detalizēta šo vibrāciju analīze rāda, ka pat pilnīga vibrācijas novēršana no propellera nelīdzsvarotība samazinās kopējo gaisa kuģa vibrāciju šajos režīmos ne vairāk kā 1,5 reizes, uzsverot holistiskas pieejas nozīmi lidmašīnu vibrācijas pārvaldība.
2.6.3. Kritiskā darbības režīma identifikācija
Maksimālā kopējā vibrācija V∑ Jak-52 lidmašīnas darbības traucējumi tika konstatēti ātruma režīmos 82% (propellers 1580 apgr./min) un 94% (propellers 1830 apgr./min), kas identificēja šos kritiskos ekspluatācijas apstākļus, kuriem nepieciešama īpaša uzmanība.
Šīs vibrācijas galvenā sastāvdaļa parādās motora kloķvārpstas rotācijas frekvences 2. harmonikas Vк2 (pie frekvences 4800 cikli/min vai 5520 cikli/min), kur tas attiecīgi sasniedz aptuveni 12,5 mm/s un 15,8 mm/s vērtības.
Var pamatoti secināt, ka šī sastāvdaļa ir saistīta ar dzinēja virzuļu grupas pamatdarbību (trieciena procesi, kas notiek virzuļu dubultās kustības laikā uz vienu kloķvārpstas apgriezienu).
Šī komponenta straujo pieaugumu 82% (pirmais nominālais) un 94% (pacelšanās) režīmos, visticamāk, izraisa nevis mehāniski defekti virzuļu grupā, bet gan dzinēja rezonanses svārstības, kas uzstādītas lidmašīnas korpusā uz amortizatoriem.
Testu laikā veiktā amortizatoru sistemātiska regulēšana būtiski neuzlaboja vibrācijas raksturlielumus.
Šo situāciju, domājams, var uzskatīt par konstrukcijas apsvērumu, ko lidaparātu izstrādātāji ņem vērā, izvēloties dzinēja stiprinājuma (piekares) sistēmu lidaparāta korpusā, kas norāda uz potenciālajām jomām turpmākai lidaparātu konstrukcijas optimizācijai.
2.6.4. Diagnostiskās uzraudzības ieteikumi
Visaptverošie dati, kas iegūti pasākuma laikā propellera balansēšana un papildu vibrācijas testi (skatīt lidojuma testa rezultātus 2.5. sadaļā) ļauj secināt, ka periodiski vibrācijas monitorings var būt ārkārtīgi noderīgi gaisa kuģa dzinēja tehniskā stāvokļa diagnostikai.
Šādu diagnostikas darbu var efektīvi veikt, piemēram, izmantojot profesionālo ierīci “Balanset-1”, kurā uzlabotā programmatūra ietver sarežģītas spektrālās vibrācijas analīzes funkcijas, kas ļauj izmantot paredzamās apkopes stratēģijas.
3. Visaptveroši MTV-9-KC/CL 260-27 propelleru un vibrāciju apsekojuma rezultāti Su-29 akrobātiskajam lidaparātam
3.1. Ievads trīs lāpstiņu propellera balansēšanā
2014. gada 15. jūnijā visaptverošais trīs lāpstiņu MTV-9-KC/CL 260-27 propellera balansēšana Su-29 akrobātikas lidmašīnas M-14P aviācijas dzinēja pārbaude tika veikta, izmantojot progresīvas lauka balansēšanas metodes.
Saskaņā ar ražotāja sniegto informāciju, propelleris rūpnīcā sākotnēji tika statiski līdzsvarots, ko apliecina koriģējoša svara klātbūtne 1. plaknē, kas uzstādīta rūpnīcā. Tomēr, kā vēlāk atklāja mūsu analīze, rūpnīcas balansēšana bieži vien izrādās nepietiekams optimālai veiktspējai laukā.
Portāls propellera balansēšana, kas tieši uzstādīts Su-29 lidmašīnā, tika veikts, izmantojot profesionālā līmeņa vibrācijas balansēšanas komplektu “Balanset-1” ar sērijas numuru 149, demonstrējot efektivitāti lauka balansēšanas iekārtas aviācijas lietojumiem.
Mērīšanas shēma, kas tika izmantota pasākuma laikā propellera balansēšana procedūra ir parādīta 3.1. attēlā, kas ilustrē nepieciešamo precizitāti trīs lāpstiņu propellera balansēšana.
Laikā propellera balansēšanas process, vibrācijas sensors (akselerometrs) 1 tika uzstādīts uz motora pārnesumkārbas korpusa, izmantojot magnētisko stiprinājuma sistēmu uz speciāli izstrādāta kronšteina, nodrošinot optimālu signāla uztveršanu lidmašīnas vibrācijas analīze.
Lāzera fāzes leņķa sensors 2 tika uzstādīts arī uz pārnesumkārbas korpusa un orientēts uz atstarojošo marķējumu, kas uzlikts uz viena no propellera lāpstiņām, nodrošinot precīzu fāzes leņķa mērījumu, kas ir būtisks precīzai mērīšanai. propellera nelīdzsvarotības korekcija.
Analogie signāli no sensoriem tika pārraidīti pa ekranētiem kabeļiem uz “Balanset-1” ierīces mērvienību, kur tiem tika veikta sarežģīta digitālā pirmapstrāde, lai nodrošinātu signāla kvalitāti un precizitāti.
Pēc tam šie signāli digitālā formātā tika nosūtīti uz datoru, kur tika veikta šo signālu uzlabota programmatūras apstrāde un koriģējošā svara masa un leņķis, kas nepieciešams, lai kompensētu propellera nelīdzsvarotība tika aprēķināti ar matemātisku precizitāti.
Ātrumkārbas tehniskās specifikācijas:
- Zk – pārnesumkārbas galvenais zobrats ar 75 zobiem
- Zc – pārnesumkārbas satelīti 6 gabalu skaitā ar 18 zobiem katrā
- Zn – pārnesumkārbas stacionārais zobrats ar 39 zobiem
Pirms šī visaptverošā darba veikšanas, ņemot vērā vērtīgo pieredzi, kas gūta Yak-52 lidmašīnas propellera balansēšanatika veikti vairāki papildu kritiski pētījumi, tostarp:
- Dabiskās frekvences analīze: Su-29 lidmašīnas dzinēja un propelleru svārstību dabisko frekvenču noteikšana, lai optimizētu balansēšanas parametrus;
- Vibrācijas bāzes novērtējums: Sākotnējās vibrācijas lieluma un spektrālā sastāva pārbaude otrā pilota kabīnē pirms balansēšanas, lai noteiktu bāzes apstākļus.
3.2. Dzinēja un propellera svārstību dabisko frekvenču pētījumu rezultāti
Dzinēja svārstību dabiskās frekvences, kas uzstādītas uz amortizatoriem lidmašīnas korpusā, tika noteiktas, izmantojot profesionālā līmeņa AD-3527 spektra analizatoru, ko ražoja A&D (Japāna), kontrolējot dzinēja svārstību trieciena ierosmi, nodrošinot precīzus mērījumus. lidmašīnas vibrācijas analīze.
Dzinēja piekares dabisko svārstību spektrā (sk. 3.2. att.) ar augstu precizitāti tika identificētas sešas galvenās frekvences: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz. Šī visaptverošā frekvenču analīze ir ļoti svarīga optimizācijai. propelleru balansēšanas procedūras.
Frekvenču analīze un inženiertehniskā interpretācija:
No šīm identificētajām frekvencēm tiek pieņemts, ka frekvences 66 Hz, 88 Hz un 120 Hz ir tieši saistītas ar dzinēja stiprinājuma (piekares) sistēmas specifiskajām īpašībām attiecībā pret gaisa kuģa korpusu, atspoguļojot strukturālās rezonanses, no kurām jāizvairās ekspluatācijas laikā. propelleru balansēšanas operācijas.
Frekvences 16 Hz un 22 Hz, visticamāk, ir saistītas ar visa gaisa kuģa dabiskajām svārstībām uz šasijas, kas atspoguļo gaisa kuģa pamata konstrukcijas režīmus.
Frekvence 37 Hz, iespējams, ir saistīta ar lidmašīnas propellera lāpstiņas svārstību dabisko frekvenci, kas atspoguļo kritisku propellera dinamisko raksturlielumu.
Šo pieņēmumu apstiprina propellera svārstību dabisko frekvenču pārbaudes rezultāti, kas iegūti arī ar stingrās trieciena ierosmes metodi.
Propellera lāpstiņas dabisko svārstību spektrā (sk. 3.3. att.) tika identificētas trīs galvenās frekvences: 37 Hz, 100 Hz un 174 Hz, kas apstiprina korelāciju starp propellera un dzinēja dabiskajām frekvencēm.
Propellera balansēšanas inženiertehniskā nozīme:
Dati par Su-29 lidmašīnas propelleru lāpstiņu un dzinēja svārstību dabiskajām frekvencēm var būt īpaši svarīgi, izvēloties propellera rotācijas frekvence izmanto balansēšanas laikā. Galvenais nosacījums šīs frekvences izvēlei ir nodrošināt tās maksimālu iespējamo novirzi no gaisa kuģa konstrukcijas elementu dabiskajām frekvencēm.
Turklāt atsevišķu gaisa kuģa komponentu un daļu dabisko frekvenču zināšanas var būt ārkārtīgi noderīgas, lai identificētu strauja pieauguma cēloņus (rezonanses gadījumā) noteiktās vibrācijas spektra komponentēs dažādos dzinēja apgriezienu režīmos, ļaujot izmantot paredzamās apkopes stratēģijas.
3.3. Vibrācijas pārbaude Su-29 lidmašīnas otrā pilota kabīnē uz zemes pirms balansēšanas
Su-29 lidmašīnas sākotnējās vibrācijas īpašības, kas tika identificētas iepriekš propellera balansēšana, tika mērīti otrā pilota kabīnē vertikālā virzienā, izmantojot pārnēsājamu vibrācijas spektra analizatoru AD-3527, ko ražoja A&D (Japāna), frekvenču diapazonā no 5 līdz 200 Hz.
Mērījumi tika sistemātiski veikti četros galvenajos dzinēja apgriezienu režīmos, kas attiecīgi ir vienādi ar 60%, 65%, 70% un 82% no tā maksimālās rotācijas frekvences, nodrošinot visaptverošus bāzes datus par lidmašīnas vibrācijas analīze.
Iegūtie visaptverošie rezultāti ir sniegti 3.1. tabulā.
3.1. tabula. Vibrāciju bāzes analīze pirms propellera balansēšanas
| Režīms | Jauda (%) | RPM | Vв1 (mm/s) | Vн (mm/s) | Vк1 (mm/s) | Vв3 (mm/s) | Vк2 (mm/s) | Kopējais V∑ (mm/s) | Novērtējums |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1150 | 5.4 | 2.6 | 2.0 | – | – | 8.0 | Vidējs |
| 2 | 65 | 1240 | 5.7 | 2.4 | 3.2 | – | – | 10.6 | Paaugstināts |
| 3 | 70 | 1320 | 5.2 | 3.0 | 2.5 | – | – | 11.5 | Augsts |
| 4 | 82 | 1580 | 3.2 | 1.5 | 3.0 | – | 8.5 | 9.7 | Paaugstināts |
Kā redzams 3.1. tabulā, vibrācijas galvenās sastāvdaļas parādās pie propellera rotācijas frekvencēm Vв1, motora kloķvārpsta Vк1un gaisa kompresora piedziņas (un/vai frekvences sensora) Vн, kā arī kloķvārpstas 2. harmonikas Vк2 un, iespējams, dzenskrūves (lāpstiņas) 3. harmonikas Vв3, kuras frekvence ir tuva kloķvārpstas otrajai harmonikai.
Detalizēta vibrācijas komponentu analīze:
Turklāt vibrācijas spektrā 60% ātruma režīmā tika atrasta neidentificēta komponente ar aprēķināto spektru frekvencē 6120 cikli/min, ko var izraisīt viena no gaisa kuģa konstrukcijas elementiem rezonanse aptuveni 100 Hz frekvencē. Šāds elements varētu būt propelleris, kura viena no pašfrekvences ir 100 Hz, kas demonstrē sarežģīto raksturu. lidmašīnas vibrācijas paraksti.
Gaisa kuģa maksimālā kopējā vibrācija V∑, sasniedzot 11,5 mm/s, tika konstatēts 70% ātruma režīmā, norādot uz kritisku darbības stāvokli, kam jāpievērš uzmanība.
Galvenā kopējās vibrācijas komponente šajā režīmā parādās pie motora kloķvārpstas rotācijas frekvences 2. harmonikas (4020 cikli/min) Vк2 un ir vienāds ar 10,8 mm/sek., kas liecina par ievērojamu vibrācijas avotu.
Cēloņu analīze:
Var pamatoti pieņemt, ka šī sastāvdaļa ir saistīta ar motora virzuļu grupas pamatdarbību (trieciena procesi, kas notiek virzuļu dubultās kustības laikā uz vienu kloķvārpstas apgriezienu).
Šīs komponentes straujais pieaugums 70% režīmā, iespējams, ir saistīts ar viena no gaisa kuģa konstrukcijas elementa (dzinēja balstiekārtas gaisa kuģa korpusā) rezonanses svārstībām ar 67 Hz frekvenci (4020 cikli/min).
Jāatzīmē, ka papildus trieciena traucējumiem, kas saistīti ar virzuļu grupas darbību, vibrācijas lielumu šajā frekvenču diapazonā var ietekmēt aerodinamiskais spēks, kas izpaužas pie propellera lāpstiņu frekvences (Vв3).
Pie 65% un 82% ātruma režīmiem ievērojami palielinās komponenta Vк2 (Vв3), ko arī var izskaidrot ar atsevišķu gaisa kuģa sastāvdaļu rezonanses svārstībām.
Ar to saistītā spektrālā komponenta amplitūda propellera nelīdzsvarotība Vв1, kas pirms balansēšanas identificēti galvenajos ātruma režīmos, bija no 2,4 līdz 5,7 mm/s, kas kopumā ir zemāka par Vк2 attiecīgajos režīmos.
Turklāt, kā redzams 3.1. tabulā, tās izmaiņas, pārejot no viena režīma uz citu, nosaka ne tikai balansēšanas kvalitāte, bet arī propellera rotācijas frekvences atdalīšanas pakāpe no gaisa kuģa konstrukcijas elementu dabiskajām frekvencēm.
3.4. Propellera balansēšanas rezultāti un veiktspējas analīze
Portāls propellera balansēšana tika veikta vienā plaknē ar rūpīgi izvēlētu rotācijas frekvenci. Šādas balansēšanas rezultātā propellera dinamiskā spēka nelīdzsvarotība tika efektīvi kompensēta, demonstrējot efektivitāti vienas plaknes balansēšana šai trīs lāpstiņu propellera konfigurācijai.
Detalizēts balansēšanas protokols ir sniegts 1. pielikumā, kurā dokumentēta pilnīga kvalitātes nodrošināšanas procedūra un turpmāka atsauce.
Portāls propellera balansēšana tika veikta ar propellera griešanās frekvenci 1350 apgr./min un ietvēra divus precīzus mērījumus, ievērojot nozares standarta procedūras.
Sistemātiska balansēšanas procedūra:
- Sākotnējā stāvokļa mērīšana: Pirmā brauciena laikā vibrācijas amplitūda un fāze pie propellera rotācijas frekvences sākotnējā stāvoklī tika noteikta ar augstu precizitāti.
- Izmēģinājuma svara mērīšana: Otrā testa laikā tika noteikta vibrācijas amplitūda un fāze pie propellera rotācijas frekvences pēc tam, kad uz propellera tika uzstādīta izmēģinājuma masa ar zināmu svaru.
- Aprēķins un ieviešana: Balstoties uz šo mērījumu rezultātiem, izmantojot uzlabotus skaitļošanas algoritmus, tika noteikta korektīvā svara masa un uzstādīšanas leņķis 1. plaknē.
Sasniegti izcili balansēšanas rezultāti:
Pēc koriģējošā svara aprēķinātās vērtības, kas bija 40,9 g, uzstādīšanas uz propellera vibrācija šajā ātruma režīmā ievērojami samazinājās no 6,7 mm/sek. sākotnējā stāvoklī, lai 1,5 mm/sek. pēc līdzsvarošanas – kas ir ievērojams 78% uzlabojums vibrācijas samazināšanā.
Vibrācijas līmenis, kas saistīts ar propellera nelīdzsvarotība citos ātruma režīmos arī ievērojami samazinājās un pēc balansēšanas saglabājās pieņemamā diapazonā no 1 līdz 2,5 mm/s, demonstrējot balansēšanas risinājuma noturību visā darbības diapazonā.
Diemžēl netika veikta balansēšanas kvalitātes ietekmes uz gaisa kuģa vibrācijas līmeni lidojuma laikā pārbaude, jo viena no mācību lidojumiem laikā šis propelleris nejauši tika bojāts, kas uzsver visaptverošas pārbaudes veikšanas nozīmi tūlīt pēc balansēšanas procedūrām.
Būtiskas atšķirības no rūpnīcas balansēšanas:
Jāatzīmē, ka šajā laikā iegūtais rezultāts lauka propellera balansēšana būtiski atšķiras no rūpnīcas balansēšanas rezultāta, uzsverot propelleru balansēšanas nozīmi to faktiskajā darba konfigurācijā.
Jo īpaši:
- Vibrāciju samazināšana: Vibrācija pie propellera rotācijas frekvences pēc tā balansēšanas pastāvīgās uzstādīšanas vietā (uz lidmašīnas Su-29 pārnesumkārbas izejas vārpstas) tika samazināta vairāk nekā 4 reizes;
- Svara pozīcijas korekcija: Korekcijas svars, kas uzstādīts laikā lauka balansēšanas process bija nobīdīts attiecībā pret ražotnē uzstādīto svaru par aptuveni 130 grādiem, kas norāda uz būtiskām atšķirībām starp rūpnīcas un lauka balansēšanas prasībām.
Iespējamie pamatcēloņu faktori:
Iespējamie šīs būtiskās neatbilstības iemesli var būt šādi:
- Ražošanas pielaides: Ražotāja balansēšanas statīva mērīšanas sistēmas kļūdas (maz ticamas, bet iespējamas);
- Rūpnīcas aprīkojuma problēmas: Ražotāja balansēšanas mašīnas vārpstas sakabes montāžas vietu ģeometriskās kļūdas, kas rada radiālo izkliedi, kad dzenskrūve uzstādīta uz vārpstas;
- Lidmašīnu uzstādīšanas faktori: Gaisa kuģa pārnesumkārbas izejas vārpstas sakabes montāžas vietu ģeometriskās kļūdas, kuru dēļ rodas radiāla propellera novirze, kad tas uzstādīts uz pārnesumkārbas vārpstas.
3.5. Profesionālie secinājumi un inženiertehniskie ieteikumi
3.5.1. Izcila balansēšanas veiktspēja
Portāls Su-29 lidmašīnas propellera balansēšana, kas tika veikts vienā plaknē ar propellera griešanās frekvenci 1350 apgr./min (70%), veiksmīgi panāca ievērojamu propellera vibrācijas samazinājumu no 6,7 mm/s līdz 1,5 mm/s, demonstrējot izcilo efektivitāti lauka propellera balansēšana paņēmieni.
Vibrācijas līmenis, kas saistīts ar propellera nelīdzsvarotība citos ātruma režīmos arī ievērojami samazinājās un saglabājās ļoti pieņemamā diapazonā no 1 līdz 2,5 mm/s, apstiprinot balansēšanas risinājuma noturību visā darbības spektrā.
3.5.2. Kvalitātes nodrošināšanas ieteikumi
Lai noskaidrotu iespējamos neapmierinošo balansēšanas rezultātu iemeslus, kas veikti ražotnē, stingri ieteicams pārbaudīt propellera radiālo izvirzījumu uz lidmašīnas dzinēja pārnesumkārbas izejas vārpstas, jo tas ir kritisks faktors optimāla balansēšanas sasniegšanā. propelleru balansēšanas rezultāti.
Šis pētījums sniegtu vērtīgu ieskatu atšķirībās starp rūpnīcu un... lauka balansēšana prasības, kas potenciāli varētu uzlabot ražošanas procesus un kvalitātes kontroles procedūras.
1. pielikums. Profesionālās līdzsvarošanas protokols
VISAPTVEROŠAIS BALANSĒŠANAS PROTOKOLS
MTV-9-K-C/CL 260-27 akrobātiskā lidaparāta Su-29 propellers
1. Klients: VD Čvokovs
2. Propellera uzstādīšanas vieta: Su-29 lidmašīnas pārnesumkārbas izejas vārpsta
3. Propellera tips: MTV-9-KC/CL 260-27
4. Balansēšanas metode: salikts uz vietas (pašu gultņos), vienā plaknē
5. Propellera griešanās frekvence balansēšanas laikā, apgr./min: 1350
6. Balansēšanas ierīces modelis, sērijas numurs un ražotājs: “Balanset-1”, sērijas numurs 149
7. Balansēšanas laikā izmantotie normatīvie dokumenti:
7.1. _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. Balansēšanas datums: 15.06.2014
9. Balansēšanas rezultātu kopsavilkuma tabula:
| № | Mērījumu rezultāti | Vibrācija (mm/sek) | Nelīdzsvarotība (g*mm) | Kvalitātes vērtējums |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Pirms balansēšanas *) | 6.7 | 6135 | Nepieņemami |
| 2 | Pēc līdzsvarošanas | 1.5 | 1350 | Lieliski |
| ISO 1940 Pielaide G klasei 6.3 | 1500 | Standarta | ||
*) Piezīme: Balansēšana tika veikta, ražotāja uzstādītajam korektīvā svaram paliekot uz propellera.
10. Profesionālie secinājumi:
10.1. Vibrācijas līmenis (atlikušais nelīdzsvarotība) pēc propellera balansēšana uzstādīts uz Su-29 lidmašīnas pārnesumkārbas izejas vārpstas (sk. 9.2. lpp.), ir samazināts vairāk nekā 4 reizes, salīdzinot ar sākotnējo stāvokli (sk. 9.1. lpp.), kas ievērojami uzlabo lidmašīnas darbības vienmērīgumu.
10.2. Korekcijas svara parametri (masa, uzstādīšanas leņķis), ko izmanto, lai sasniegtu 10.1. punktā norādīto rezultātu, būtiski atšķiras no ražotāja uzstādītā korekcijas svara (MT propellers) parametriem, norādot uz būtiskām atšķirībām starp rūpnīcas un lauka balansēšanas prasībām.
Jo īpaši uz propelleru tika uzstādīts papildu korektīvs svars 40,9 g. lauka balansēšana, kas bija nobīdīts par 130° leņķi attiecībā pret ražotāja uzstādīto svaru.
(Papildu balansēšanas laikā no propellera netika noņemts ražotāja uzstādītais svars).
Iespējamie tehniskie iemesli:
Iespējamie šīs nopietnās situācijas iemesli var būt:
- Kļūdas ražotāja balansēšanas stenda mērīšanas sistēmā;
- Ražotāja balansēšanas iekārtas vārpstas sakabes montāžas vietu ģeometriskās kļūdas, kas rada radiālo izkliedi, uzstādot dzenskrūvi uz vārpstas;
- Gaisa kuģa pārnesumkārbas izejas vārpstas sakabes montāžas vietu ģeometriskās kļūdas, kas rada radiālo izkliedi propellerim, kad tas uzstādīts uz pārnesumkārbas vārpstas.
Ieteicamie izmeklēšanas soļi:
Lai noteiktu konkrētu cēloni, kas izraisa palielināšanos. propellera nelīdzsvarotība Uzstādot uz Su-29 lidmašīnas pārnesumkārbas izejas vārpstas, ir nepieciešams:
- Pie ražotāja pārbaudiet balansēšanas mašīnas MTV-9-K-C/CL 260-27 propellera balansēšanai izmantoto balansēšanas iekārtu mērīšanas sistēmu un vārpstas montāžas vietu ģeometrisko precizitāti;
- Pārbaudiet uz Su-29 lidmašīnas pārnesumkārbas izejas vārpstas uzstādītā propellera radiālo novirzi.
Izpildītājs:
SIA "Kinematics" galvenais speciālists
Feldman V.D.
Bieži uzdotie jautājumi par lidmašīnu propelleru balansēšanu
Kas ir propelleru balansēšana un kāpēc tā ir svarīga aviācijas drošībai?
Propellera balansēšana ir precīza procedūra, kas novērš nelīdzsvarotību lidmašīnu propelleros, pievienojot vai pārvietojot korektīvos atsvarus. Nelīdzsvaroti propelleri rada pārmērīgas vibrācijas, kas var izraisīt konstrukcijas nogurumu, dzinēja bojājumus un galu galā katastrofālu atteici. Mūsu lauka pētījumi liecina, ka pareiza balansēšana var samazināt vibrāciju līdz pat 78%, ievērojami uzlabojot lidmašīnu drošību un ekspluatācijas laiku.
Kā lauka propellera balansēšana atšķiras no rūpnīcas balansēšanas?
Lauka propellera balansēšana piedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar rūpnīcas balansēšanu, jo tā ņem vērā faktiskos uzstādīšanas apstākļus, tostarp pārnesumkārbas pielaides, montāžas nelīdzenumus un pilnīgu lidmašīnas dinamiku. Mūsu Su-29 gadījuma pētījumā tika pierādīts, ka darbam nepieciešamais korektīvais svars tika nobīdīts par 130° no rūpnīcas svara, uzsverot propelleru balansēšanas nozīmi to ekspluatācijas konfigurācijā.
Kāds aprīkojums ir nepieciešams profesionālai lidmašīnu propelleru balansēšanai?
Profesionāls lidmašīnas propelleru balansēšana nepieciešams specializēts aprīkojums, piemēram, Balanset-1 ierīce, kas ietver precīzus akselerometrus, lāzera fāzes sensorus un uzlabotu analīzes programmatūru. Iekārtai jāspēj ar augstu precizitāti mērīt vibrācijas diapazonā no 0,1 līdz 1000 Hz un nodrošināt reāllaika fāzes analīzi pareiziem svara izvietojuma aprēķiniem.
Cik bieži jābalansē lidmašīnu propelleri?
Propellera balansēšanas frekvence atkarīgs no gaisa kuģa lietošanas veida, bet parasti tas jāveic lielu pārbaužu laikā, pēc propelleru bojājumu remonta, ja tiek pamanīta pārmērīga vibrācija vai saskaņā ar ražotāja ieteikumiem. Akrobātiskajiem gaisa kuģiem, piemēram, pētītajiem Jak-52 un Su-29, var būt nepieciešama biežāka balansēšana lielāku slodzes apstākļu dēļ.
Kādi ir pieņemamie vibrācijas līmeņi pēc propellera balansēšanas?
Saskaņā ar ISO 1940 standartiem G 6.3 klasei atlikušais nelīdzsvarotības līmenis nedrīkst pārsniegt 1500 g*mm. Mūsu praktiskā pieredze rāda, ka izcili rezultāti sasniedz vibrācijas līmeni zem 2,5 mm/s RMS, bet izcili rezultāti sasniedz 1,5 mm/s vai zemāku. Šie līmeņi nodrošina drošu ekspluatāciju un minimālu konstrukcijas spriegumu uz gaisa kuģa.
Vai propelleru balansēšana var novērst visas lidmašīnas vibrācijas?
Kamēr propellera balansēšana Lai gan tas ievērojami samazina ar propelleru saistītās vibrācijas, tas nevar novērst visas lidaparātu vibrācijas. Mūsu visaptverošā analīze atklāja, ka dzinēja kloķvārpstas harmonikas, virzuļu grupu dinamika un strukturālās rezonanses veicina kopējo vibrāciju. Pat perfekta propellera balansēšana parasti samazina kopējo lidaparātu vibrāciju tikai 1,5 reizes, uzsverot nepieciešamību pēc holistiskām vibrāciju pārvaldības pieejām.
Ekspertu ieteikumi aviācijas speciālistiem
Gaisa kuģu operatoriem:
- Ieviest regulāru vibrācijas monitorings kā daļa no preventīvās apkopes programmām
- Apsveriet lauka propellera balansēšana labāk nekā paļauties tikai uz rūpnīcas balansēšanu
- Nosakiet katra jūsu flotes gaisa kuģa vibrācijas signatūru bāzes līnijas
- Apmācīt apkopes personālu atbilstošās balansēšanas procedūrās un drošības protokolos
Apkopes tehniķiem:
- Izvēloties balansēšanas apgriezienus minūtē, vienmēr ņemiet vērā dabiskās frekvences
- Lai veiktu precīzus mērījumus, izmantojiet profesionālas klases aprīkojumu, piemēram, Balanset.
- Dokumentējiet visas balansēšanas procedūras kvalitātes nodrošināšanai un izsekojamībai.
- Saprotiet, ka propellera balansēšana ir tikai viena no vispārējās vibrācijas pārvaldības sastāvdaļām.
Pilotiem:
- Nekavējoties ziņojiet apkopes personālam par jebkādām neparastām vibrācijām
- Saprotiet, ka dažādiem lidojuma režīmiem var būt atšķirīgas vibrācijas īpašības
- Ņemiet vērā, ka dažas vibrācijas var būt strukturālas, nevis saistītas ar propelleru
- Atbalstiet regulāru propellera balansēšana kā drošības ieguldījums
LV 
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LT 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI