Sjefsspesialist V.D. Feldman

1. I stedet for et forord

For to og et halvt år siden startet vår bedrift serieproduksjonen av "Balanset 1" -enheten, designet for balansering av rotasjonsmekanismer i sine egne lagre.

Til dags dato er det produsert mer enn 180 sett, som brukes effektivt i forskjellige bransjer, inkludert produksjon og drift av vifter, vifter, elektriske motorer, maskinspindler, pumper, knusere, separatorer, sentrifuger, kardan- og veivaksler og andre mekanismer.

I den senere tid har bedriften vår mottatt et stort antall henvendelser fra organisasjoner og enkeltpersoner om muligheten for å bruke utstyret vårt til balansering av fly- og helikopterpropeller under feltforhold.

Dessverre hadde spesialistene våre, som har mange års erfaring med balansering av ulike maskiner, aldri tidligere jobbet med dette problemet. Derfor var rådene og anbefalingene vi kunne gi kundene våre svært generelle, og det var ikke alltid at de kunne løse problemet på en effektiv måte.

Denne situasjonen begynte å bli bedre denne våren. Dette skyldtes den aktive posisjonen til V.D. Chvokov, som organiserte og deltok aktivt med oss i arbeidet med å balansere propellene til Yak-52 og Su-29 fly, som han piloter.

Fig. 1.1. Yak-52-fly på flyplassen

Fig. 1.2. Su-29-fly på parkeringsplassen

2. Resultater av propellbalansering og vibrasjonsundersøkelse av Yak-52 kunstflyet

2.1. Innledning

I mai-juli 2014 ble det gjennomført en vibrasjonsundersøkelse av Yak-52-flyet utstyrt med M-14P-flymotoren og balansering av den tobladede propellen.

Balanseringen ble utført i ett plan ved hjelp av balanseringssettet "Balanset 1", serienummer 149.

Målesystemet som brukes under balanseringen, er vist i fig. 2.1.

Under balanseringsprosessen ble vibrasjonssensoren (akselerometer) 1 montert på frontdekselet på motorens girkasse ved hjelp av en magnet på en spesiell brakett.

Laserfasevinkelsensor 2 ble også montert på girkassedekselet og orientert mot det reflekterende merket på et av propellbladene.

Analoge signaler fra sensorene ble overført via kabler til måleenheten i "Balanset 1"-enheten, der de ble forbehandlet digitalt.

Deretter ble disse signalene i digital form sendt til en datamaskin, der en programvare behandlet signalene og beregnet massen og vinkelen på korreksjonsvekten som trengtes for å kompensere for ubalansen på propellen.

2.2. I løpet av dette arbeidet ble det tilegnet visse ferdigheter og utviklet en teknologi for balansering av flypropeller under feltforhold ved hjelp av enheten "Balanset 1", inkludert:

• Bestemme plassering og metoder for å installere (feste) vibrasjons- og fasevinkelsensorer på objektet;
• Bestemmelse av resonansfrekvensene til flere strukturelle elementer i flyet (motoroppheng, propellblader);
• Identifisere motorens rotasjonsfrekvenser (driftsmodus) som sikrer minimal gjenværende ubalanse under balansering;
• Fastsettelse av toleranser for propellens gjenværende ubalanse osv.

I tillegg ble det innhentet interessante data om vibrasjonsnivåene til fly utstyrt med M-14P-motorer.

Nedenfor følger rapportmaterialet som er utarbeidet på grunnlag av resultatene av dette arbeidet.

I tillegg til balanseringsresultatene inneholder de data om vibrasjonsundersøkelser av Yak-52 og Su-29-fly som er utført under bakke- og flytester.

Disse dataene kan være av interesse både for flypiloter og for spesialister som er involvert i vedlikehold av flyene.

Fig. 2.1. Måleskjema for balansering av propellen til Yak-52-flyet.

Zk - girkassens hovedgirhjul;

Zs - girkassesatellitter;

Zn - girkassens stasjonære tannhjul.

Under gjennomføringen av dette arbeidet ble det gjennomført en rekke tilleggsstudier, blant annet med utgangspunkt i erfaringene med å balansere propellene til Su-29- og Yak-52-flyene:

• Bestemmelse av egenfrekvensene til motor- og propell-svingningene til Yak-52-flyet;
• Kontroll av størrelsen og den spektrale sammensetningen av vibrasjoner i andrepilotens kabin under flyging etter propellbalansering;
• Kontroll av størrelsen og spektralsammensetningen av vibrasjoner i andrepilotens kabin under flyging etter propellbalansering og justering av tilstrammingskraften til motorens støtdempere.

2.2. Resultater av studier av egenfrekvenser for motor- og propell-svingninger

Egenfrekvensene til motorsvingningene, som er montert på støtdempere i flykroppen, ble bestemt ved hjelp av spektrumanalysatoren AD-3527 fra A&D (Japan) ved hjelp av slageksitsering av motorsvingningene.

I spekteret av naturlige svingninger i motoropphenget til Yak-52-flyet, som er vist i figur 2.2, ble det identifisert fire hovedfrekvenser: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz og 120 Hz.

Fig. 2.2. Spektrum av egenfrekvenser for motoropphenget til Yak-52-flyet.

Frekvensene 74 Hz, 94 Hz og 120 Hz er sannsynligvis relatert til egenskapene til motorens montering (oppheng) på flykroppen.

Frekvensen 20 Hz er mest sannsynlig forbundet med flyets naturlige svingninger på understellet.

Propellbladenes egenfrekvenser ble også bestemt ved hjelp av slageksittemetoden.

I dette tilfellet ble fire hovedfrekvenser identifisert: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz og 134 Hz.

Data om egenfrekvensene til Yak-52-flyets propell og motorsvingninger kan være spesielt viktige når man skal velge propellrotasjonsfrekvensen som skal brukes under balansering. Hovedforutsetningen for å velge denne frekvensen er å sikre at den avviker mest mulig fra egenfrekvensene til flyets strukturelle elementer.

I tillegg kan kunnskap om egenfrekvensene til individuelle komponenter og deler av flyet være nyttig for å identifisere årsakene til en kraftig økning (i tilfelle resonans) i visse komponenter i vibrasjonsspekteret ved ulike motorturtall.

2.3. Resultater av balansering

Som nevnt ovenfor ble propellbalanseringen utført i ett plan, noe som resulterte i en dynamisk kompensasjon av propellens kraftubalanse.

Det var ikke mulig å utføre dynamisk balansering i to plan, noe som ville gjort det mulig å kompensere for både kraft- og momentubalanse i propellen, ettersom utformingen av propellen som er installert på Yak-52-flyet, bare tillater dannelse av ett korreksjonsplan.

Propellbalanseringen ble utført ved en rotasjonsfrekvens på 1150 o/min (60%), der det var mulig å oppnå de mest stabile vibrasjonsmåleresultatene når det gjelder amplitude og fase fra start til start.

Propellbalanseringen fulgte det klassiske "to-løp"-skjemaet.

Under den første kjøringen ble amplituden og fasen til vibrasjonen ved propellens rotasjonsfrekvens i utgangstilstanden bestemt.

Under den andre kjøringen ble amplituden og fasen til vibrasjonen ved propellens rotasjonsfrekvens bestemt etter at en prøvemasse på 7 g var installert på propellen.

Basert på disse dataene ble massen M = 19,5 g og monteringsvinkelen til korreksjonsvekten F = 32° beregnet ved hjelp av programvare.

På grunn av propellens konstruksjon, som ikke gjør det mulig å montere korreksjonsvekten i ønsket vinkel, ble det montert to ekvivalente vekter på propellen:

• Vekt M1 = 14 g ved vinkel F1 = 0°;
• Vekt M2 = 8,3 g ved vinkel F2 = 60°.

Etter at de spesifiserte korreksjonsvektene ble montert på propellen, ble vibrasjonene som ble målt ved en rotasjonsfrekvens på 1150 o/min og som var forbundet med propellens ubalanse, redusert fra 10,2 mm/sek i utgangstilstanden til 4,2 mm/sek etter balanseringen.

I dette tilfellet ble den faktiske ubalansen i propellen redusert fra 2340 g*mm til 963 g*mm.

2.4. Kontroll av effekten av balanseringsresultatene på vibrasjonsnivået til Yak-52-flyet på bakken ved andre propellrotasjonsfrekvenser

Resultatene av kontrollen av Yak-52-flyets vibrasjoner, utført ved andre motordriftsmodi som ble oppnådd under bakketester, er presentert i tabell 2.1.

Som det fremgår av tabellen, hadde balanseringen en positiv effekt på vibrasjonene i Yak-52-flyet i alle driftsmoduser.

Tabell 2.1.

№	Rotasjonsfrekvens, %	Propellens rotasjonsfrekvens, o/min	RMS Vibrasjonshastighet, mm/sek
1	60	1153	4.2
2	65	1257	2.6
3	70	1345	2.1
4	82	1572	1.25

Ytterligere resultater fra vibrasjonstester

2.5. Kontroll av vibrasjonene i Yak-52-flyet i luften i de viktigste flymodusene før og etter justering av støtdemperspenningen

Under bakketester ble det dessuten påvist en betydelig reduksjon i flyets vibrasjoner når propellens rotasjonsfrekvens økte.

Dette kan forklares med at propellens rotasjonsfrekvens i større grad avviker fra flyets egensvingningsfrekvens på understellet (antakelig 20 Hz), noe som skjer når propellens rotasjonsfrekvens øker.

I tillegg til vibrasjonstestene som ble utført etter propellbalanseringen på bakken (se avsnitt 2.3), ble det utført vibrasjonsmålinger av Yak-52-flyet under flyging.

Vibrasjoner under flyging ble målt i den andre pilotens kabin i vertikal retning ved hjelp av en bærbar vibrasjonsspektrumanalysator modell AD-3527 fra A&D (Japan) i frekvensområdet fra 5 til 200 (500) Hz.

Målingene ble utført ved fem hovedmotorhastigheter, henholdsvis 60%, 65%, 70% og 82% av motorens maksimale rotasjonsfrekvens.

Måleresultatene, som ble utført før justering av støtdemperne, er presentert i tabell 2.2.

Tabell 2.2.

Vibrasjonsspektrumkomponenter

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

Figur 2.3 og 2.4 viser for eksempel spektrumgrafene som ble oppnådd ved måling av vibrasjoner i kabinen på et Yak-52-fly ved modus 60% og 94%, som ble brukt til å fylle ut tabell 2.2.

Fig. 2.3. Vibrasjonsspektrum i kabinen på Yak-52-flyet i 60%-modus.

Fig. 2.4. Vibrasjonsspektrum i kabinen i Yak-52-flyet ved 94%-modus.

Som det fremgår av tabell 2.2, opptrer hovedkomponentene i vibrasjonene som måles i den andre pilotkabinen ved propellrotasjonsfrekvensene V_в1 (uthevet i gult), motorens veivaksel V_к1 (uthevet i blått), og luftkompressorens drivverk (og/eller frekvenssensor) V_н (uthevet i grønt), samt ved deres høyere overtoner V_в2, V_в4, V_в5, og V_к2, V_к3.

Den maksimale totale vibrasjonen V_∑ ble funnet ved hastighetsmodusene 82% (1580 o/min på propellen) og 94% (1830 o/min).

Hovedkomponenten i denne vibrasjonen opptrer ved 2. harmoniske av motorens veivakselrotasjonsfrekvens V_к2 og når verdier på henholdsvis 12,5 mm/sek ved en frekvens på 4800 sykluser/min og 15,8 mm/sek ved en frekvens på 5520 sykluser/min.

Det kan antas at denne komponenten er knyttet til driften av motorens stempelgruppe (slagprosesser som oppstår under stemplenes doble bevegelse per veivakselomdreining).

Den kraftige økningen av denne komponenten ved modusene 82% (første nominelle) og 94% (take-off) skyldes mest sannsynlig ikke defekter i stempelgruppen, men resonanssvingningene til motoren som er montert i flykroppen på støtdempere.

Denne konklusjonen bekreftes av de tidligere omtalte eksperimentelle resultatene fra kontrollen av egenfrekvensene til svingningene i motoropphenget, der det er 74 Hz (4440 sykluser/min), 94 Hz (5640 sykluser/min) og 120 Hz (7200 sykluser/min) i spekteret.

To av disse egenfrekvensene, 74 Hz og 94 Hz, ligger nær veivakselrotasjonens 2. harmoniske frekvenser, som oppstår ved motorens første nominelle modus og ved start.

På grunn av de betydelige vibrasjonene ved 2. veivakselharmoniske som ble funnet under vibrasjonstestene i motorens første nominelle modus og startmodus, ble det utført en kontroll og justering av strammekraften til motoropphengets støtdempere.

De sammenlignende testresultatene oppnådd før og etter justering av støtdemperne for propellens rotasjonsfrekvens (V_в1) og 2. harmoniske av veivakselens rotasjonsfrekvens (V_к2) er presentert i tabell 2.3.

Tabell 2.3.

№	Propellens rotasjonsfrekvens, %	Propellens rotasjonsfrekvens, o/min	Vв1 (Før)	Vв1 (Etter)	Vк2 (Før)	Vк2 (Etter)
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

Som det fremgår av tabell 2.3, førte ikke justeringen av støtdemperne til vesentlige endringer i flyets hovedvibrasjonskomponenter.

Det bør også bemerkes at amplituden til den spektrale komponenten som er forbundet med propellubalansen V_в1som detekteres ved modus 82% og 94% (se tabell 1.2 og 1.3), er henholdsvis 3-7 ganger lavere enn amplitudene til V_к2, til stede i disse modusene.

Ved andre flymodi vil komponenten V_в1 varierer fra 2,8 til 4,4 mm/sek.

Som det fremgår av tabell 2.2 og 2.3, bestemmes endringene ved overgang fra én modus til en annen i hovedsak ikke av kvaliteten på balanseringen, men av hvor mye propellens rotasjonsfrekvens avviker fra egenfrekvensene til de ulike strukturelementene i flyet.

2.6. Konklusjoner fra resultatene av arbeidet

2.6.1.

Balanseringen av Yak-52-flypropellen, som ble utført ved en propellrotasjonsfrekvens på 1150 o/min (60%), gjorde det mulig å redusere propellvibrasjonene fra 10,2 mm/sek til 4,2 mm/sek.

Med tanke på erfaringene fra balanseringen av propellene til flyene Yak-52 og Su-29 ved hjelp av "Balanset-1"-enheten, kan det antas at det er mulig å redusere vibrasjonsnivået til propellen til Yak-52-flyet ytterligere.

Dette kan oppnås ved å velge en annen (høyere) rotasjonsfrekvens for propellen under balanseringen, slik at man kan oppnå en større avstemming fra flyets naturlige svingningsfrekvens på 20 Hz (1200 sykluser/min), som ble identifisert under testene.

2.6.2.

Som det fremgår av resultatene fra vibrasjonstester av Yak-52-flyet under flyging, inneholder vibrasjonsspektrene (i tillegg til den nevnte komponenten som opptrer ved propellens rotasjonsfrekvens) flere andre komponenter som er forbundet med driften av veivakselen, motorens stempelgruppe og luftkompressorens drivverk (og/eller frekvenssensor).

Størrelsen på disse vibrasjonene ved modus 60%, 65% og 70% er sammenlignbare med størrelsen på vibrasjonene som er forbundet med propellubalansen.

En analyse av disse vibrasjonene viser at selv en fullstendig eliminering av vibrasjonene fra propellubalansen ikke vil redusere flyets totale vibrasjoner i disse modusene med mer enn 1,5 ganger.

2.6.3.

Den maksimale totale vibrasjonen V_∑ av Yak-52-flyet ble funnet ved hastighetsmoduser på 82% (1580 o / min av propellen) og 94% (1830 o / min av propellen).

Hovedkomponenten i denne vibrasjonen opptrer ved 2. harmoniske av motorens veivakselrotasjonsfrekvens V_к2 (ved frekvenser på 4800 sykluser/min eller 5520 sykluser/min), der den når verdier på henholdsvis 12,5 mm/sek og 15,8 mm/sek.

Det er rimelig å anta at denne komponenten er knyttet til driften av motorens stempelgruppe (slagprosesser som oppstår under stemplenes doble bevegelse per veivakselomdreining).

Den kraftige økningen av denne komponenten ved modusene 82% (første nominelle) og 94% (take-off) skyldes mest sannsynlig ikke defekter i stempelgruppen, men resonanssvingninger i motoren som er montert i flykroppen på støtdempere.

Justeringen av støtdemperne som ble utført under testene, førte ikke til vesentlige endringer i vibrasjonene.

Denne situasjonen kan antageligvis betraktes som en konstruksjonsmessig forglemmelse fra flyutviklernes side ved valg av motorens monteringssystem (oppheng) i flykroppen.

2.6.4.

Dataene som ble innhentet under balanseringen og ytterligere vibrasjonstester (se resultatene av flytestene i avsnitt 2.5), gjør det mulig å konkludere med at periodisk vibrasjonsovervåking kan være nyttig for diagnostisk vurdering av flymotorens tekniske tilstand.

Slikt arbeid kan for eksempel utføres ved hjelp av "Balanset-1" -enheten, der programvaren funksjonen til spektral vibrasjonsanalyse er implementert.

---

3. Resultater av balansering av MTV-9-K-C/CL 260-27-propellen og vibrasjonsundersøkelse av Su-29 kunstflyet

3.1. Innledning

Den 15. juni 2014 ble balanseringen av den trebladede MTV-9-K-C/CL 260-27-propellen til M-14P-flymotoren til Su-29-kunstflyet gjennomført.

Ifølge produsenten var propellen foreløpig statisk balansert, noe som fremgår av tilstedeværelsen av en korrigerende vekt i plan 1, installert på produksjonsanlegget.

Balanseringen av propellen, som er direkte installert på Su-29-flyet, ble utført ved hjelp av vibrasjonsbalanseringssettet "Balanset-1", serienummer 149.

Målesystemet som brukes under balanseringen, er vist i figur 3.1.

Under balanseringsprosessen ble vibrasjonssensoren (akselerometer) 1 montert på motorens girkassehus ved hjelp av en magnet på en spesiell brakett.

Laserfasevinkelsensoren 2 ble også montert på girkassehuset og orientert mot det reflekterende merket på et av propellbladene.

Analoge signaler fra sensorene ble overført via kabler til måleenheten i "Balanset-1"-enheten, der de ble forbehandlet digitalt.

Deretter ble disse signalene sendt i digital form til en datamaskin, der en programvare behandlet signalene og beregnet massen og vinkelen på den korrigerende vekten som var nødvendig for å kompensere for propellens ubalanse.

Fig. 3.1. Måleskjema for balansering av Su-29-flyets propell.

Z_k - girkassens hovedgirhjul med 75 tenner;

Z_c - girkassesatellitter i mengden 6 stykker med 18 tenner hver;

Z_n - girkassens stasjonære tannhjul med 39 tenner.

Før dette arbeidet ble utført, med tanke på erfaringene fra balansering av Yak-52-flypropellen, ble det utført en rekke tilleggsstudier, blant annet

• Bestemmelse av egenfrekvensene til Su-29-flyets motor- og propell-svingninger;
• Kontroll av størrelsen og spektralsammensetningen til den første vibrasjonen i den andre pilotkabinen før balansering.

3.2. Resultater av studier av de naturlige frekvensene for motor- og propellosjillasjoner

Egenfrekvensene til motorsvingningene, som er montert på støtdempere i flykroppen, ble bestemt ved hjelp av spektrumanalysatoren AD-3527 fra A&D (Japan) ved hjelp av slageksitsering av motorsvingningene.

I spekteret av de naturlige svingningene i motoropphenget (se fig. 3.2) ble det identifisert seks hovedfrekvenser: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz og 120 Hz.

Av disse antas det at frekvensene 66 Hz, 88 Hz og 120 Hz er direkte relatert til egenskapene til motorens montering (oppheng) på flykroppen.

Frekvensene 16 Hz og 22 Hz er mest sannsynlig forbundet med flyets egensvingninger på understellet.

Frekvensen 37 Hz er sannsynligvis relatert til den naturlige frekvensen for svingninger i propellbladene på flyet.

Denne antakelsen bekreftes av resultatene fra kontrollen av egenfrekvensene til propellens svingninger, som også ble oppnådd ved hjelp av slageksitasjonsmetoden.

I spekteret av propellbladets egensvingninger (se fig. 3.3) ble det identifisert tre hovedfrekvenser: 37 Hz, 100 Hz og 174 Hz.

Data om egenfrekvensene til propellbladets og motorens svingninger på Su-29-flyet kan være spesielt viktige når man skal velge propellrotasjonsfrekvensen som skal brukes under balanseringen. Hovedforutsetningen for å velge denne frekvensen er å sikre at den avviker mest mulig fra egenfrekvensene til flyets strukturelle elementer.

I tillegg kan kjennskap til egenfrekvensene til individuelle komponenter og deler av flyet være nyttig for å identifisere årsakene til en kraftig økning (i tilfelle resonans) i visse komponenter i vibrasjonsspekteret ved ulike motorturtallsmodi.

3.3. Kontroll av vibrasjoner i andrepilotens kabin i Su-29-flyet på bakken før balansering

De opprinnelige vibrasjonene i Su-29-flyet, som ble identifisert før propellbalanseringen, ble målt i den andre pilotens kabin i vertikal retning ved hjelp av en bærbar vibrasjonsspektrumanalysator modell AD-3527 fra A&D (Japan) i frekvensområdet fra 5 til 200 Hz.

Målingene ble utført ved fire hovedturtall, henholdsvis 60%, 65%, 70% og 82% av motorens maksimale rotasjonsfrekvens.

Resultatene er presentert i tabell 3.1.

Som det fremgår av tabell 2.1, opptrer hovedkomponentene i vibrasjonene ved propellens rotasjonsfrekvenser V_в1, motorens veivaksel V_к1og luftkompressorens drivverk (og/eller frekvenssensor) V_н, samt ved 2. harmoniske av veivakselen V_к2 og muligens propellens 3. harmoniske (blad) V_в3som ligger nær veivakselens andre harmoniske frekvens.

Tabell 3.1.

№	Propellens rotasjonsfrekvens, %	Propellens rotasjonsfrekvens, o/min	Vв1	Vн	Vк1	Vв3	Vк2	Vв4	Vк3	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

I vibrasjonsspekteret ved hastighetsmodusen 60% ble det dessuten funnet en uidentifisert komponent med det beregnede spekteret ved en frekvens på 6120 sykluser/min, noe som kan skyldes resonans ved en frekvens på ca. 100 Hz i et av flyets strukturelementer. Et slikt element kan være propellen, som har en egenfrekvens på 100 Hz.

Den maksimale totale vibrasjonen i flyet V_∑på 11,5 mm/sek, ble funnet i hastighetsmodus 70%.

Hovedkomponenten av den totale vibrasjonen i denne modusen opptrer ved 2. harmoniske (4020 sykluser/min) av motorens veivakselrotasjonsfrekvens V_к2 og er lik 10,8 mm/sek.

Det kan antas at denne komponenten er knyttet til driften av motorens stempelgruppe (slagprosesser som oppstår under stemplenes doble bevegelse per veivakselomdreining).

Den kraftige økningen av denne komponenten i 70%-modusen skyldes sannsynligvis resonanssvingninger i et av flyets strukturelle elementer (motoroppheng i flykroppen) ved en frekvens på 67 Hz (4020 sykluser/min).

Det bør bemerkes at i tillegg til slagforstyrrelsene forbundet med driften av stempelgruppen, kan størrelsen på vibrasjonen i dette frekvensområdet påvirkes av den aerodynamiske kraften som manifesterer seg ved bladfrekvensen til propellen (V_в3).

Ved hastighetsmodusene 65% og 82% er det en merkbar økning i komponenten V_к2 (V_в3), noe som også kan forklares med resonanssvingninger i de enkelte flykomponentene.

Amplituden til den spektrale komponenten som er forbundet med propellubalansen V_в1som ble identifisert ved de viktigste hastighetsmodusene før balansering, varierte fra 2,4 til 5,7 mm/sek, noe som generelt er lavere enn verdien av V_к2 ved de tilsvarende modusene.

Som det fremgår av tabell 3.1, bestemmes endringene ved overgang fra én modus til en annen ikke bare av kvaliteten på balanseringen, men også av hvor mye propellens rotasjonsfrekvens avviker fra egenfrekvensene til flyets strukturelle elementer.

3.4. Resultater av balansering

Propellbalanseringen ble utført i ett plan med en rotasjonsfrekvens. Som et resultat av en slik balansering ble den dynamiske kraftubalansen i propellen kompensert.

Protokollen for balansering er gjengitt i vedlegg 1.

Balanseringen ble utført ved en propellrotasjonsfrekvens på 1350 o/min og omfattet to målekjøringer.

Under den første kjøringen ble amplituden og fasen til vibrasjonen ved propellens rotasjonsfrekvens i utgangstilstanden bestemt.

Under den andre kjøringen ble amplituden og fasen til vibrasjonen ved propellens rotasjonsfrekvens bestemt etter at en prøvemasse med kjent vekt var montert på propellen.

Basert på resultatene av disse målingene ble massen og installasjonsvinkelen til korreksjonsvekten i plan 1 bestemt.

Etter at den beregnede verdien for korreksjonsvekten på propellen, som var 40,9 g, ble vibrasjonene i denne hastighetsmodusen redusert fra 6,7 mm/sek i utgangstilstanden til 1,5 mm/sek etter balansering.

Vibrasjonsnivået forbundet med propellubalansen ved andre hastighetsmodi ble også redusert og holdt seg innenfor området 1 til 2,5 mm/sek. etter balansering.

Verifisering av balanseringskvalitetens effekt på flyets vibrasjonsnivå under flyging ble ikke utført på grunn av den utilsiktede skaden på denne propellen under en av treningsflygningene.

Det bør bemerkes at resultatet som oppnås under denne balanseringen, skiller seg betydelig fra resultatet av fabrikkbalanseringen.

I særdeleshet:

• Vibrasjonene ved propellens rotasjonsfrekvens etter balansering på det permanente installasjonsstedet (på utgangsakselen til Su-29-flyets girkasse) ble redusert med mer enn fire ganger;
• Den korrigerende vekten som ble installert under avbalanseringsprosessen, ble forskjøvet ca. 130 grader i forhold til vekten som ble installert på produksjonsanlegget.

Mulige årsaker til denne situasjonen kan være

• Feil i målesystemet til produsentens balansestativ (usannsynlig);
• Geometriske feil i monteringsstedene for spindelkoblingen på produsentens balanseringsmaskin, noe som fører til radialt rundløp på propellen når den er montert på spindelen;
• Geometriske feil i monteringsstedene for utgangsakselkoblingen til flyets girkasse, noe som fører til radiell runout av propellen når den monteres på girkasseakselen.

3.5. Konklusjoner fra resultatene av arbeidet

3.5.1.

Balanseringen av Su-29-flyets propell, som ble utført i ett plan med en propellrotasjonsfrekvens på 1350 o/min (70%), gjorde det mulig å redusere propellvibrasjonen fra 6,7 mm/sek til 1,5 mm/sek.

Vibrasjonsnivået forbundet med propellubalansen ved andre hastighetsmodi ble også betydelig redusert og holdt seg innenfor området 1 til 2,5 mm/sek.

3.5.2.

For å finne ut hva som kan være årsaken til de utilfredsstillende balanseringsresultatene på produksjonsanlegget, er det nødvendig å kontrollere propellens radiale utløp på utgangsakselen til flymotorens girkasse.

---

Vedlegg 1

BALANSERINGSPROTOKOLL

MTV-9-K-C/CL 260-27-propell på Su-29 kunstflyet

1. Kunde: V.D. Chvokov

2. Propellens installasjonssted: utgående aksel på Su-29-flyets girkasse

3. Propell type: MTV-9-K-C/CL 260-27

4. Balanseringsmetode: montert på stedet (i egne lagre), i ett plan

5. Propellens rotasjonsfrekvens under balansering, rpm: 1350

6. Modell, serienummer og produsent av balanseringsenheten: "Balanset-1", serienummer 149

7. Regulatoriske dokumenter som brukes under balansering:

7.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

8. Balanseringsdato: 15.06.2014

9. Oppsummeringstabell over balanseringsresultater:

№	Måleresultater	Vibrasjon, mm/sek	Ubalanse, g* mm
1	Før balansering *)	6.7	6135
2	Etter balansering	1.5	1350
ISO 1940 Toleranse for klasse G 6.3			1500

*) Merk: Balanseringen ble utført med den korrigerende vekten som produsenten hadde montert på propellen.

10. Konklusjon:

10.1. Vibrasjonsnivået (gjenværende ubalanse) etter balansering av propellen som er installert på utgangsakselen til Su-29-flyets girkasse (se s. 9.2), er redusert med mer enn fire ganger sammenlignet med utgangstilstanden (se s. 9.1).

10.2. Parametrene for korrigeringsvekten (masse, installasjonsvinkel) som brukes for å oppnå resultatet i s. 10.1, avviker betydelig fra parametrene for korrigeringsvekten som er installert av produsenten (MT-propeller).

Under balanseringen ble det montert en ekstra korrigerende vekt på 40,9 g på propellen, som ble forskjøvet med en vinkel på 130° i forhold til vekten som var montert av produsenten.

(Vekten som ble installert av produsenten, ble ikke fjernet fra propellen under den ekstra balanseringen).

Mulige årsaker til denne situasjonen kan være

• Feil i målesystemet til produsentens avbalanseringsstativ;
• Geometriske feil i monteringsstedene for spindelkoblingen på produsentens avbalanseringsmaskin, noe som fører til radial runout av propellen når den er montert på spindelen;
• Geometriske feil i monteringsstedene for utgangsakselkoblingen til flyets girkasse, noe som fører til radial runout av propellen når den monteres på girkasseakselen.

For å identifisere den spesifikke årsaken som fører til økt propellubalanse når den er installert på utgangsakselen til Su-29-flyets girkasse, er det nødvendig å:

• Kontroller målesystemet og den geometriske nøyaktigheten til spindelmonteringsstedene på avbalanseringsmaskinen som brukes til avbalansering av MTV-9-K-C/CL 260-27-propellen hos produsenten;
• Kontroller det radiale utslaget på propellen som er montert på den utgående akselen på Su-29-flyets girkasse.

Eksekutor:

Sjefsspesialist i LLC "Kinematics"

Feldman V.D.