Wyważanie śmigieł samolotów w warunkach polowych: profesjonalne podejście inżynierskie
Przez głównego inżyniera VD Feldmana
BSTU „Voenmech” nazwany na cześć DF Ustinova
Wydział Uzbrojenia i Systemów Uzbrojenia „E”
Katedra E7 „Mechanika Ciała Stałego Odkształcalnego”
Główny inżynier i twórca instrumentów z serii Balanset
Edytowane przez NA Shelkovenko
Zoptymalizowane przez sztuczną inteligencję
Gdy silnik samolotu doświadcza nadmiernych wibracji podczas lotu, nie jest to tylko problem mechaniczny – to krytyczny problem bezpieczeństwa, który wymaga natychmiastowej interwencji. Niewyważone śmigła mogą prowadzić do katastrofalnych awarii, zagrażając zarówno integralności samolotu, jak i bezpieczeństwu pilota. Niniejsza kompleksowa analiza przedstawia sprawdzone w praktyce metody. wyważanie śmigieł wykorzystując zaawansowany sprzęt przenośny, bazując na bogatym doświadczeniu praktycznym z różnymi typami statków powietrznych.
1. Tło i motywacja do wyważania śmigieł polowych
Dwa i pół roku temu w naszym przedsiębiorstwie rozpoczęto seryjną produkcję urządzenia „Balanset 1”, przeznaczonego specjalnie do wyważanie mechanizmów obrotowych w ich własnych łożyskachTo rewolucyjne podejście do sprzęt do wyważania w terenie zmieniło nasze podejście do konserwacji samolotów.
Do tej pory wyprodukowano ponad 180 zestawów, które są skutecznie wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu, w tym w produkcji i obsłudze wentylatorów, dmuchaw, silników elektrycznych, wrzecion maszynowych, pomp, kruszarek, separatorów, wirówek, wałów Cardana i korbowych oraz innych mechanizmów. wyważanie śmigieł samolotów aplikacja okazała się jedną z najbardziej krytycznych i wymagających.
W ostatnim czasie do naszego przedsiębiorstwa napływa wiele zapytań od organizacji i osób prywatnych dotyczących możliwości wykorzystania naszego sprzętu do: wyważanie śmigieł samolotów i śmigłowców w warunkach terenowychTen wzrost zainteresowania odzwierciedla rosnącą świadomość znaczenia prawidłowego konserwacja śmigła w zakresie bezpieczeństwa lotniczego.
Niestety, nasi specjaliści, posiadający wieloletnie doświadczenie w wyważaniu różnych maszyn, nigdy wcześniej nie zetknęli się z tym specyficznym wyzwaniem lotniczym. Dlatego też porady i zalecenia, jakie mogliśmy udzielić naszym klientom, były bardzo ogólne i nie zawsze pozwalały im skutecznie rozwiązać złożone problemy związane z wyważaniem. analiza drgań samolotów oraz korekcja niewyważenia śmigła.
Sytuacja ta zaczęła się poprawiać wiosną tego roku. Stało się to dzięki aktywnej postawie VD Chvokova, który zorganizował i aktywnie uczestniczył z nami w pracach nad wyważanie śmigieł samolotów Jak-52 i Su-29, którymi pilotuje. Jego praktyczne doświadczenie lotnicze w połączeniu z naszą wiedzą inżynierską stworzyło doskonałą podstawę do rozwoju niezawodnych procedury wyważania śmigieł.
2. Kompleksowa analiza wyważenia i drgań śmigieł samolotu akrobacyjnego Jak-52
2.1. Wprowadzenie do zaawansowanego monitorowania drgań samolotów
W maju – lipcu 2014 roku prowadzone były szeroko zakrojone prace nad badanie drgań samolotu Jak-52 wyposażonego w silnik lotniczy M-14P i wyważanie dwułopatowego śmigła. To kompleksowe badanie stanowi jedną z najbardziej szczegółowych analiz dynamika śmigieł samolotów kiedykolwiek przeprowadzono w warunkach polowych.
The wyważanie śmigieł przeprowadzono w jednej płaszczyźnie przy użyciu zestawu wyważającego „Balanset 1” o numerze seryjnym 149. To podejście do wyważania w jednej płaszczyźnie zostało zaprojektowane specjalnie dla równoważenie dynamiczne zastosowania, w których stosunek długości wirnika do jego średnicy umożliwia skuteczną korekcję poprzez pojedynczą płaszczyznę korekcji.
Schemat pomiaru stosowany podczas wyważanie śmigieł pokazano na rys. 2.1, który ilustruje precyzyjne umiejscowienie czujnika, mające kluczowe znaczenie dla dokładności analiza drgań.
Podczas proces wyważania śmigłaCzujnik drgań (akcelerometr) 1 został zamontowany na przedniej pokrywie skrzyni biegów silnika za pomocą magnetycznego systemu mocowania na specjalnie zaprojektowanym wsporniku. Takie umiejscowienie zapewnia optymalne pozyskiwanie sygnału przy jednoczesnym zachowaniu protokołów bezpieczeństwa niezbędnych do konserwacja lotnictwa.
Laserowy czujnik kąta fazowego 2 został również zamontowany na pokrywie przekładni i skierowany do znaku odblaskowego na jednej z łopat śmigła. Taka konfiguracja umożliwia precyzyjny pomiar kąta fazowego, który jest kluczowy dla określenia dokładnej lokalizacji korekcja niewyważenia śmigła ciężary.
Sygnały analogowe z czujników przesyłano ekranowanymi kablami do jednostki pomiarowej urządzenia „Balanset 1”, gdzie poddawano je zaawansowanemu cyfrowemu przetwarzaniu wstępnemu mającemu na celu eliminację szumów i poprawę jakości sygnału.
Następnie sygnały te w formie cyfrowej przesyłano do komputera, gdzie zaawansowane algorytmy oprogramowania przetwarzały te sygnały i obliczały masę i kąt ciężarka korekcyjnego potrzebne do skompensowania niewyważenie śmigłaTo podejście obliczeniowe zapewnia precyzję matematyczną w obliczenia bilansujące.
Adnotacje techniczne:
- Zk – koło zębate główne skrzyni biegów
- Zs – satelity skrzyni biegów
- Zn – koło zębate nieruchome przekładni
2.2. Zaawansowane techniki i technologie opracowane
Podczas wykonywania tej pracy nabyto pewne kluczowe umiejętności i kompleksową wiedzę technologia wyważania śmigieł samolotów w warunkach polowych przy użyciu urządzenia „Balanset 1” opracowano m.in.:
- Optymalizacja instalacji czujnika: Określanie optymalnych lokalizacji i metod instalacji (mocowania) czujników drgań i kąta fazowego na strukturze samolotu w celu uzyskania maksymalnej jakości sygnału przy jednoczesnym zapewnieniu zgodności z wymogami bezpieczeństwa;
- Analiza częstotliwości rezonansowej: Określenie częstotliwości rezonansowych kilku elementów konstrukcyjnych samolotu (zawieszenia silnika, łopatek śmigieł) w celu uniknięcia wzbudzeń podczas procedur wyważania;
- Wybór trybu pracy: Określenie częstotliwości obrotów silnika (trybów pracy), które zapewniają minimalną niewyważenie resztkowe podczas operacje wyważania śmigieł;
- Normy jakości: Ustalanie tolerancji resztkowego niewyważenia śmigła zgodnie z międzynarodowymi normami lotniczymi i wymogami bezpieczeństwa.
Ponadto cenne dane na temat poziomy drgań samolotów wyposażone w silniki M-14P, co znacząco przyczyniło się do poszerzenia wiedzy na temat konserwacji samolotów.
Poniżej znajdują się szczegółowe materiały sprawozdawcze opracowane na podstawie wyników tych prac. W nich, oprócz wyniki wyważania śmigła, kompleksowe dane na temat badania drgań przedstawiono dane dotyczące samolotów Jak-52 i Su-29 uzyskane podczas prób naziemnych i w locie.
Dane te mogą okazać się szczególnie interesujące zarówno dla pilotów samolotów, jak i specjalistów zajmujących się konserwacja samolotów, zapewniając praktyczne spostrzeżenia na temat ulepszeń protokoły bezpieczeństwa lotniczego.
Podczas realizacji prac, biorąc pod uwagę zdobyte doświadczenie, wyważanie śmigieł W przypadku samolotów Su-29 i Jak-52 przeprowadzono szereg dodatkowych kompleksowych badań, w tym:
- Analiza częstotliwości naturalnej: Określenie częstotliwości drgań własnych silnika i śmigła samolotu Jak-52;
- Ocena drgań podczas lotu: Sprawdzenie wielkości i składu widmowego drgań w kabinie drugiego pilota podczas lotu po wyważanie śmigieł;
- Optymalizacja systemu: Sprawdzenie wielkości i składu widmowego drgań w kabinie drugiego pilota podczas lotu po wyważanie śmigieł i wyregulowanie siły docisku amortyzatorów silnika.
2.2. Wyniki badań częstotliwości drgań własnych silnika i śmigła
Częstotliwości drgań własnych silnika, zamontowanego na amortyzatorach w kadłubie samolotu, określono za pomocą profesjonalnego analizatora widma AD-3527 firmy A&D (Japonia) poprzez kontrolowane wzbudzenie drgań silnika. Ta metodologia stanowi złoty standard w analiza drgań samolotów.
W widmie drgań własnych zawieszenia silnika samolotu Jak-52, którego przykład przedstawiono na rys. 2.2, zidentyfikowano z dużą precyzją cztery główne częstotliwości: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz. Częstotliwości te są kluczowe dla zrozumienia dynamiczne zachowanie samolotu i optymalizacja procedury wyważania śmigieł.
Analiza częstotliwości i implikacje:
Częstotliwości 74 Hz, 94 Hz i 120 Hz prawdopodobnie wiążą się ze specyfiką układu mocowania silnika (zawieszenia) do kadłuba samolotu. Należy ich starannie unikać podczas operacje wyważania śmigieł aby zapobiec wzbudzeniu rezonansu.
Częstotliwość 20 Hz jest najprawdopodobniej związana z naturalnymi drganiami całego samolotu na podwoziu, co stanowi podstawowy tryb drgań całej konstrukcji samolotu.
Częstotliwości drgań własnych łopatek śmigła określono również przy użyciu tej samej rygorystycznej metody wzbudzania uderzeniowego, co zapewniło spójność metodologii pomiarów.
W tej kompleksowej analizie zidentyfikowano cztery główne częstotliwości: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz i 134 Hz. Częstotliwości te reprezentują różne tryby drgań łopatek śmigła i są niezbędne do optymalizacja wyważania śmigła.
Znaczenie inżynieryjne:
Dane dotyczące częstotliwości drgań własnych śmigła i silnika samolotu Jak-52 mogą być szczególnie istotne przy wyborze częstotliwość obrotów śmigła Używane podczas wyważania. Głównym warunkiem wyboru tej częstotliwości jest zapewnienie jej maksymalnego możliwego odstrojenia od częstotliwości drgań własnych elementów konstrukcyjnych samolotu, a tym samym uniknięcie warunków rezonansowych, które mogłyby wzmacniać drgania zamiast je redukować.
Ponadto znajomość częstotliwości drgań własnych poszczególnych podzespołów i części samolotu może okazać się niezwykle przydatna przy identyfikowaniu przyczyn gwałtownych wzrostów (w przypadku rezonansu) niektórych składowych widma drgań przy różnych prędkościach obrotowych silnika, co umożliwia opracowanie strategii konserwacji predykcyjnej.
2.3. Wyniki wyważania śmigła i analiza jego wydajności
Jak wspomniano powyżej, wyważanie śmigieł przeprowadzono w jednej płaszczyźnie, co pozwoliło na skuteczną, dynamiczną kompensację nierównowagi sił w śmigle. To podejście jest szczególnie odpowiednie dla śmigieł, w których wymiar osiowy jest stosunkowo mały w porównaniu ze średnicą.
Działający dynamiczne wyważanie w dwóch płaszczyznach, które teoretycznie umożliwiałoby kompensację nierównowagi sił i momentów śmigła, nie było technicznie wykonalne, ponieważ konstrukcja śmigła zamontowanego w samolocie Jak-52 pozwala na utworzenie tylko jednej dostępnej płaszczyzny korekcji. To ograniczenie jest powszechne w wielu samolotach ze śmigłami.
The wyważanie śmigieł Pomiar przeprowadzono przy starannie dobranej częstotliwości obrotów 1150 obr./min (maksymalnie 60%), co pozwoliło na uzyskanie najbardziej stabilnych wyników pomiaru drgań, zarówno pod względem amplitudy, jak i fazy, od początku do końca. Wybór częstotliwości był kluczowy dla zapewnienia powtarzalności i dokładności pomiaru.
The procedura wyważania śmigła zastosowano standardowy w branży schemat „dwóch przebiegów”, który zapewnia matematycznie solidne wyniki:
- Początkowy przebieg pomiaru: Podczas pierwszego przebiegu z dużą dokładnością określono amplitudę i fazę drgań przy częstotliwości obrotu śmigła w jego stanie początkowym.
- Bieg próbny: W drugim przebiegu wyznaczono amplitudę i fazę drgań przy częstotliwości obrotu śmigła po zamontowaniu na śmigle precyzyjnie obliczonej masy próbnej o masie 7 g.
- Faza obliczeń: Na podstawie tych kompleksowych danych, przy użyciu zaawansowanych algorytmów programowych, obliczono masę M = 19,5 g i kąt montażu ciężarka korekcyjnego F = 32°.
Wyzwanie i rozwiązanie praktycznej implementacji:
Ze względu na specyfikę konstrukcji śmigła, która nie pozwala na montaż ciężarka korekcyjnego pod teoretycznie wymaganym kątem 32°, na śmigło zamontowano strategicznie dwa równoważne ciężarki, aby uzyskać ten sam efekt sumy wektorowej:
- Waga M1 = 14 g pod kątem F1 = 0° (pozycja odniesienia)
- Waga M2 = 8,3 g pod kątem F2 = 60° (pozycja przesunięcia)
To podejście oparte na dwóch wagach pokazuje elastyczność wymaganą w praktyce wyważanie śmigieł samolotów operacji, w których rozwiązania teoretyczne muszą być dostosowane do ograniczeń występujących w świecie rzeczywistym.
Osiągnięte wyniki ilościowe:
Po zamontowaniu na śmigle wskazanych ciężarków korekcyjnych, drgania mierzone przy częstotliwości obrotów 1150 obr./min i związane z tym niewyważenie śmigła drastycznie spadła z 10,2 mm/sek w stanie początkowym do 4,2 mm/sek po zrównoważeniu – reprezentujące Ulepszenie 59% w redukcji drgań.
W odniesieniu do rzeczywistej ilościowej oceny niewyważenia, niewyważenie śmigła zmniejszyło się z 2340 g*mm Do 963 g*mm, wykazując skuteczność procedura wyważania pola.
2.4. Kompleksowa ocena drgań przy wielu częstotliwościach pracy
Wyniki kontroli drgań samolotu Jak-52, przeprowadzonej w innych trybach pracy silnika, uzyskane podczas kompleksowych testów naziemnych, przedstawiono w tabeli 2.1. Ta analiza wieloczęstotliwościowa dostarcza kluczowych informacji na temat skuteczności wyważanie śmigieł w całym zakresie operacyjnym.
Jak wyraźnie widać z tabeli, wyważanie śmigieł Przeprowadzone badania pozytywnie wpłynęły na charakterystykę drgań samolotu Jak-52 we wszystkich trybach pracy, co dowodzi solidności zastosowanego rozwiązania wyważającego.
Tabela 2.1. Wyniki drgań w różnych trybach pracy
| № | Ustawienie mocy silnika (%) | Częstotliwość obrotów śmigła (obr./min) | Prędkość drgań RMS (mm/s) | Ocena poprawy |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 | Doskonały |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 | Wybitny |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 | Wybitny |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 | Wyjątkowy |
2.5. Analiza drgań podczas lotu przed i po regulacji amortyzatorów
Co więcej, podczas kompleksowych testów naziemnych zaobserwowano znaczną redukcję wibracje samolotu Zidentyfikowano wzrost częstotliwości obrotów śmigła. Zjawisko to dostarcza cennych informacji na temat zależności między parametrami operacyjnymi a charakterystyka drgań samolotu.
Tę redukcję drgań można wytłumaczyć większym stopniem rozstrojenia częstotliwości obrotów śmigła względem naturalnej częstotliwości drgań samolotu na podwoziu (prawdopodobnie 20 Hz), która występuje wraz ze wzrostem częstotliwości obrotów śmigła. To dowodzi, jak ważne jest zrozumienie dynamiczne zachowanie samolotu dla optymalnego działania.
Oprócz kompleksowych testów wibracyjnych przeprowadzonych po wyważanie śmigieł na ziemi (patrz rozdział 2.3) przeprowadzono szczegółowe pomiary drgań samolotu Jak-52 w locie, wykorzystując do tego celu nowoczesną aparaturę pomiarową.
Metodologia testów w locie: Pomiary drgań w locie wykonywano w kabinie drugiego pilota w kierunku pionowym za pomocą przenośnego analizatora widma drgań model AD-3527 firmy A&D (Japonia) w zakresie częstotliwości od 5 do 200 (500) Hz. Ten szeroki zakres częstotliwości zapewnia uchwycenie wszystkich istotnych składowych drgań.
Pomiary przeprowadzono systematycznie w pięciu głównych trybach prędkości obrotowej silnika, odpowiednio równych 60%, 65%, 70% i 82% jego maksymalnej częstotliwości obrotowej, co pozwoliło na przeprowadzenie kompletnej analizy widma roboczego.
Wyniki pomiarów przeprowadzonych przed regulacją amortyzatorów przedstawiono w szczegółowej tabeli 2.2 poniżej.
Tabela 2.2. Szczegółowa analiza składowych widma drgań
| Tryb | Moc (%) | obr./min | Vв1 (Hz) | Wzmacniacz Vв1 | Vн (Hz) | Wzmacniacz Vн | Vк1 (Hz) | Wzmacniacz Vк1 | Vв2 (Hz) | Wzmacniacz Vв2 | Vк2 (Hz) | Wzmacniacz Vк2 | Całkowita 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 |
Jako przykłady szczegółowej analizy widmowej na rysunkach 2.3 i 2.4 przedstawiono rzeczywiste wykresy widma uzyskane podczas pomiaru drgań w kabinie samolotu Jak-52 w trybach 60% i 94% wykorzystanych do kompleksowego zbierania danych w tabeli 2.2.
Kompleksowa analiza widmowa:
Jak wynika z tabeli 2.2, główne składowe drgań mierzonych w kabinie drugiego pilota pojawiają się przy częstotliwościach obrotów śmigła Vв1 (zaznaczone na żółto), wał korbowy silnika Vк1 (podświetlony na niebiesko) i napęd sprężarki powietrza (i/lub czujnik częstotliwości) Vн (zaznaczone na zielono), jak również ich wyższych harmonicznych Vв2, Vв4, Vв5i Vк2, Vк3.
Maksymalne wibracje całkowite V∑ stwierdzono w trybach prędkości 82% (1580 obr./min. śmigła) i 94% (1830 obr./min.), co wskazuje na specyficzne warunki rezonansu w tych krytycznych punktach pracy.
Główny składnik tych drgań pojawia się przy 2. harmonicznej częstotliwości obrotów wału korbowego silnika Vк2 i odpowiednio osiąga znaczące wartości 12,5 mm/sek. przy częstotliwości 4800 cykli/min i 15,8 mm/sek. przy częstotliwości 5520 cykli/min.
Analiza inżynierska i identyfikacja przyczyn źródłowych:
Można zasadnie założyć, że ta istotna składowa drgań związana jest z pracą grupy tłoków silnika (procesy uderzeniowe zachodzące podczas dwukrotnego ruchu tłoków na jeden obrót wału korbowego), reprezentującej podstawową dynamikę silnika.
Gwałtowny wzrost tej składowej w trybach 82% (pierwszy nominalny) i 94% (startowy) jest najprawdopodobniej spowodowany nie defektami mechanicznymi w grupie tłoków, lecz rezonansowymi drganiami silnika zamontowanego w kadłubie samolotu na amortyzatorach.
Wniosek ten jest silnie poparty wcześniej omówionymi wynikami eksperymentów sprawdzających częstotliwości drgań własnych zawieszenia silnika, w których widmie występują 74 Hz (4440 cykli/min), 94 Hz (5640 cykli/min) i 120 Hz (7200 cykli/min).
Dwie z tych częstotliwości naturalnych, 74 Hz i 94 Hz, są zadziwiająco bliskie częstotliwościom drugiej harmonicznej obrotów wału korbowego, które występują w pierwszym nominalnym i startowym trybie pracy silnika, tworząc klasyczne warunki rezonansu.
Ze względu na znaczne drgania na 2. harmonicznej wału korbowego, stwierdzone podczas kompleksowych badań wibracyjnych w pierwszym nominalnym i startowym trybie pracy silnika, przeprowadzono systematyczną kontrolę i regulację siły dokręcania amortyzatorów zawieszenia silnika.
Wyniki testów porównawczych uzyskane przed i po regulacji amortyzatorów dla częstotliwości obrotów śmigła (Vв1) i drugiej harmonicznej częstotliwości obrotów wału korbowego (Vк2) przedstawiono w tabeli 2.3.
Tabela 2.3. Analiza wpływu regulacji amortyzatora
| Tryb | Moc (%) | obr./min (przed/po) | Vв1 Zanim | Vв1 Po | Vк2 Zanim | Vк2 Po | Poprawa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 / 1140 | 4.4 | 3.3 | 3.6 | 3.0 | Umiarkowany |
| 2 | 65 | 1244 / 1260 | 3.5 | 3.5 | 4.1 | 4.3 | Minimalny |
| 3 | 70 | 1342 / 1350 | 2.8 | 3.3 | 2.9 | 1.2 | Istotne |
| 4 | 82 | 1580 / 1590 | 4.7 | 4.2 | 12.5 | 16.7 | Pogorszył się |
| 5 | 94 | 1830 / 1860 | 2.2 | 2.7 | 15.8 | 15.2 | Niewielki |
Jak wynika z tabeli 2.3, regulacja amortyzatorów nie doprowadziła do znaczącej poprawy głównych składowych drgań samolotu, a w niektórych przypadkach skutkowała nawet niewielkim pogorszeniem.
Analiza skuteczności wyważania śmigła:
Należy również zauważyć, że amplituda składowej widmowej związanej z niewyważenie śmigła Vв1, wykryte w trybach 82% i 94% (patrz tabele 2.2 i 2.3), jest odpowiednio 3-7 razy niższe niż amplitudy Vк2, obecne w tych trybach. To pokazuje, że wyważanie śmigieł okazał się niezwykle skuteczny w usuwaniu głównego źródła wibracji związanych ze śmigłem.
W innych trybach lotu składowa Vв1 waha się od 2,8 do 4,4 mm/sek., co stanowi poziom akceptowalny dla normalnej eksploatacji statku powietrznego.
Co więcej, jak wynika z tabel 2.2 i 2.3, jej zmiany przy przełączaniu z jednego trybu na drugi są w przeważającej mierze determinowane nie przez jakość wyważanie śmigieł, lecz poprzez stopień rozstrojenia częstotliwości obrotów śmigła od częstotliwości własnych różnych elementów konstrukcyjnych samolotu.
2.6. Wnioski profesjonalne i zalecenia inżynierskie
2.6.1. Skuteczność wyważenia śmigła
The wyważanie śmigła samolotu Jak-52, przeprowadzone przy częstotliwości obrotu śmigła wynoszącej 1150 obr./min (60%), skutecznie doprowadziło do znacznej redukcji drgań śmigła z 10,2 mm/s do 4,2 mm/s, co stanowi znaczącą poprawę płynności działania samolotu.
Biorąc pod uwagę bogate doświadczenie zdobyte podczas wyważanie śmigieł samolotów Jak-52 i Su-29 Korzystając z profesjonalnego urządzenia „Balanset-1”, można z pełnym przekonaniem założyć, że istnieje realna możliwość osiągnięcia jeszcze większej redukcji poziomu drgań śmigła samolotu Jak-52.
Dodatkową poprawę można uzyskać w szczególności poprzez wybranie innej (wyższej) częstotliwości obrotu śmigła podczas procedury wyważania, co pozwala na większe odstrojenie od naturalnej częstotliwości drgań samolotu wynoszącej 20 Hz (1200 cykli/min), którą dokładnie zidentyfikowano podczas kompleksowych testów.
2.6.2. Analiza drgań wieloźródłowych
Jak wykazały wyniki kompleksowych badań wibracyjnych samolotu Jak-52 w locie, jego widma drgań (oprócz wspomnianej składowej pojawiającej się przy częstotliwości obrotu śmigła) zawierają kilka innych istotnych składowych związanych z pracą wału korbowego, grupy tłokowej silnika, a także napędu sprężarki powietrza (i/lub czujnika częstotliwości).
Wielkości tych drgań w trybach 60%, 65% i 70% są porównywalne z wielkością drgań związanych z niewyważenie śmigławskazując, że na ogólną charakterystykę drgań samolotu wpływają różne źródła drgań.
Szczegółowa analiza tych drgań pokazuje, że nawet całkowite wyeliminowanie drgań z niewyważenie śmigła zmniejszy całkowite drgania samolotu w tych trybach o nie więcej niż 1,5 raza, co podkreśla znaczenie holistycznego podejścia do zarządzanie drganiami samolotów.
2.6.3. Identyfikacja krytycznego trybu pracy
Maksymalne wibracje całkowite V∑ samolotu Jak-52 stwierdzono przy trybach prędkości 82% (1580 obr./min. śmigła) i 94% (1830 obr./min. śmigła), co oznacza, że są to krytyczne warunki operacyjne wymagające szczególnej uwagi.
Główny składnik tych drgań pojawia się przy 2. harmonicznej częstotliwości obrotów wału korbowego silnika Vк2 (przy częstotliwościach 4800 cykli/min lub 5520 cykli/min), gdzie osiąga odpowiednio wartości około 12,5 mm/sek. i 15,8 mm/sek.
Można zasadnie wnioskować, że składnik ten jest związany z podstawową pracą grupy tłokowej silnika (procesy uderzeniowe zachodzące podczas dwukrotnego ruchu tłoków przypadającego na jeden obrót wału korbowego).
Gwałtowny wzrost tej składowej w trybach 82% (pierwszy nominalny) i 94% (startowy) jest najprawdopodobniej spowodowany nie defektami mechanicznymi w grupie tłoków, lecz rezonansowymi drganiami silnika zamontowanego w kadłubie samolotu na amortyzatorach.
Systematyczna regulacja amortyzatorów przeprowadzana w trakcie testów nie doprowadziła do znaczącej poprawy charakterystyki drgań.
Można przypuszczać, że projektanci samolotów biorą tę sytuację pod uwagę przy wyborze systemu mocowania silnika (zawieszenia) w kadłubie samolotu, co wskazuje potencjalne obszary przyszłej optymalizacji konstrukcji samolotu.
2.6.4. Zalecenia dotyczące monitorowania diagnostycznego
Kompleksowe dane uzyskane podczas wyważanie śmigieł i dodatkowe testy wibracji (patrz wyniki testów w locie w rozdziale 2.5) pozwalają na stwierdzenie, że okresowe monitorowanie drgań może być niezwykle użyteczny przy ocenie diagnostycznej stanu technicznego silnika lotniczego.
Taką pracę diagnostyczną można skutecznie przeprowadzić np. przy pomocy profesjonalnego urządzenia „Balanset-1”, w którym zaawansowane oprogramowanie zawiera zaawansowane funkcje analizy widmowej drgań, umożliwiające opracowanie strategii predykcyjnych konserwacji.
3. Kompleksowe wyniki wyważania śmigła MTV-9-KC/CL 260-27 i badania drgań samolotu akrobacyjnego Su-29
3.1. Wprowadzenie do wyważania śmigieł trójłopatowych
W dniu 15 czerwca 2014 r. kompleksowy wyważanie śmigła trójłopatowego MTV-9-KC/CL 260-27 silnika lotniczego M-14P samolotu akrobacyjnego Su-29 przeprowadzono przy użyciu zaawansowanych technik wyważania w terenie.
Według producenta śmigło zostało wstępnie wyważone statycznie w fabryce, o czym świadczy obecność obciążnika korekcyjnego w płaszczyźnie 1, zamontowanego w zakładzie produkcyjnym. Jednakże, jak później wykazała nasza analiza, wyważanie fabryczne często okazuje się niewystarczające do zapewnienia optymalnej pracy w terenie.
The wyważanie śmigła, bezpośrednio zainstalowany na samolocie Su-29, przeprowadzono przy użyciu profesjonalnego zestawu do wyważania drgań „Balanset-1” o numerze seryjnym 149, wykazując skuteczność sprzęt do wyważania w terenie do zastosowań lotniczych.
Schemat pomiaru stosowany podczas wyważanie śmigieł procedura jest pokazana na rys. 3.1, ilustrującym precyzję wymaganą do wyważanie śmigła trójłopatowego.
Podczas proces wyważania śmigłaczujnik drgań (akcelerometr) 1 został zamontowany na obudowie skrzyni biegów silnika za pomocą magnetycznego systemu montażowego na specjalnie zaprojektowanym uchwycie, co zapewnia optymalne pozyskiwanie sygnału analiza drgań samolotów.
Czujnik kąta fazowego lasera 2 został również zamontowany na obudowie przekładni i skierowany do znaku odblaskowego umieszczonego na jednej z łopatek śmigła, co umożliwia precyzyjny pomiar kąta fazowego, niezbędny do dokładnego pomiaru. korekcja niewyważenia śmigła.
Sygnały analogowe z czujników przesyłano ekranowanymi kablami do jednostki pomiarowej urządzenia „Balanset-1”, gdzie poddawano je skomplikowanemu cyfrowemu przetwarzaniu wstępnemu w celu zapewnienia jakości i dokładności sygnału.
Następnie sygnały te przesyłano w formie cyfrowej do komputera, gdzie przeprowadzano zaawansowane przetwarzanie programowe tych sygnałów i określano masę oraz kąt ciężarka korekcyjnego niezbędne do skompensowania niewyważenie śmigła zostały obliczone z matematyczną precyzją.
Dane techniczne skrzyni biegów:
- Zk – koło zębate główne przekładni o 75 zębach
- Zc – satelity skrzyni biegów w ilości 6 szt. po 18 zębów
- Zn – koło zębate stałe przekładni o 39 zębach
Przed przystąpieniem do tej kompleksowej pracy, biorąc pod uwagę cenne doświadczenie zdobyte w trakcie wyważanie śmigła samolotu Jak-52przeprowadzono szereg dodatkowych badań krytycznych, w tym:
- Analiza częstotliwości naturalnej: Określenie częstotliwości drgań własnych silnika i śmigła samolotu Su-29 w celu optymalizacji parametrów wyważenia;
- Ocena bazowego poziomu drgań: Sprawdzenie wielkości i składu widmowego początkowych drgań w kabinie drugiego pilota przed wyważeniem mającym na celu ustalenie warunków bazowych.
3.2. Wyniki badań częstotliwości drgań własnych silnika i śmigła
Częstotliwości naturalne drgań silnika zamontowanego na amortyzatorach w kadłubie samolotu określono przy użyciu profesjonalnego analizatora widma AD-3527 firmy A&D (Japonia) poprzez kontrolowane wzbudzenie drgań silnika poprzez uderzenie, co zapewnia dokładność analiza drgań samolotów.
W widmie drgań własnych zawieszenia silnika (patrz rys. 3.2) zidentyfikowano z dużą precyzją sześć głównych częstotliwości: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz. Ta kompleksowa analiza częstotliwości jest kluczowa dla optymalizacji procedury wyważania śmigieł.
Analiza częstotliwości i interpretacja inżynierska:
Przyjmuje się, że spośród zidentyfikowanych częstotliwości częstotliwości 66 Hz, 88 Hz i 120 Hz są bezpośrednio związane ze specyficznymi właściwościami układu mocowania silnika (zawieszenia) do kadłuba samolotu, co stanowi rezonanse strukturalne, których należy unikać podczas operacje wyważania śmigieł.
Częstotliwości 16 Hz i 22 Hz są najprawdopodobniej związane z naturalnymi drganiami całego samolotu na podwoziu i reprezentują podstawowe tryby konstrukcyjne samolotu.
Częstotliwość 37 Hz jest prawdopodobnie związana z częstotliwością drgań własnych łopat śmigła samolotu i stanowi istotną cechę dynamiczną śmigła.
Założenie to potwierdzają wyniki sprawdzenia częstotliwości drgań własnych śmigła, uzyskane również metodą rygorystycznego wzbudzania udarowego.
W widmie drgań własnych łopatki śmigła (patrz rys. 3.3) zidentyfikowano trzy główne częstotliwości: 37 Hz, 100 Hz i 174 Hz, co potwierdza korelację pomiędzy częstotliwościami drgań własnych śmigła i silnika.
Znaczenie inżynieryjne dla wyważania śmigła:
Dane dotyczące częstotliwości drgań własnych łopatek śmigła i silnika samolotu Su-29 mogą być szczególnie istotne przy wyborze częstotliwość obrotów śmigła Stosowana podczas wyważania. Głównym warunkiem wyboru tej częstotliwości jest zapewnienie jej maksymalnego możliwego odstrojenia od częstotliwości własnych elementów konstrukcyjnych samolotu.
Ponadto znajomość częstotliwości drgań własnych poszczególnych podzespołów i części samolotu może okazać się niezwykle użyteczna przy identyfikowaniu przyczyn gwałtownych wzrostów (w przypadku rezonansu) niektórych składowych widma drgań przy różnych prędkościach obrotowych silnika, co umożliwia opracowanie strategii konserwacji predykcyjnej.
3.3. Sprawdzanie wibracji w kabinie drugiego pilota samolotu Su-29 na ziemi przed wyważeniem
Wstępne charakterystyki drgań samolotu Su-29, zidentyfikowane przed wyważanie śmigieł, mierzono w kabinie drugiego pilota w kierunku pionowym przy użyciu przenośnego analizatora widma drgań model AD-3527 firmy A&D (Japonia) w zakresie częstotliwości od 5 do 200 Hz.
Pomiary przeprowadzono systematycznie w czterech głównych trybach prędkości obrotowej silnika, odpowiednio równych 60%, 65%, 70% i 82% jego maksymalnej częstotliwości obrotowej, dostarczając kompleksowe dane bazowe dla analiza drgań samolotów.
Pełne wyniki badań przedstawiono w tabeli 3.1.
Tabela 3.1. Analiza drgań bazowych przed wyważeniem śmigła
| Tryb | Moc (%) | obr./min | Vв1 (mm/s) | Vн (mm/s) | Vк1 (mm/s) | Vв3 (mm/s) | Vк2 (mm/s) | Całkowita V∑ (mm/s) | Ocena |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1150 | 5.4 | 2.6 | 2.0 | – | – | 8.0 | Umiarkowany |
| 2 | 65 | 1240 | 5.7 | 2.4 | 3.2 | – | – | 10.6 | Podniesiony |
| 3 | 70 | 1320 | 5.2 | 3.0 | 2.5 | – | – | 11.5 | Wysoki |
| 4 | 82 | 1580 | 3.2 | 1.5 | 3.0 | – | 8.5 | 9.7 | Podniesiony |
Jak widać z tabeli 3.1, główne składowe drgań pojawiają się przy częstotliwościach obrotów śmigła Vв1, wał korbowy silnika Vк1oraz napęd sprężarki powietrza (i/lub czujnik częstotliwości) Vнjak również przy 2. harmonicznej wału korbowego Vк2 i ewentualnie 3 (łopatkową) harmoniczną śmigła Vв3której częstotliwość jest zbliżona do drugiej harmonicznej wału korbowego.
Szczegółowa analiza składowych drgań:
Ponadto w widmie drgań w trybie prędkości 60% stwierdzono niezidentyfikowany składnik o obliczonym widmie o częstotliwości 6120 cykli/min, co może być spowodowane rezonansem o częstotliwości około 100 Hz jednego z elementów konstrukcyjnych samolotu. Takim elementem może być śmigło, którego jedna z częstotliwości drgań własnych wynosi 100 Hz, co świadczy o złożonej naturze sygnatury drgań samolotu.
Maksymalne całkowite drgania statku powietrznego V∑, osiągając 11,5 mm/s, odnotowano w trybie prędkości 70%, co wskazuje na krytyczny stan pracy wymagający uwagi.
Główny składnik drgań całkowitych w tym trybie pojawia się przy 2. harmonicznej (4020 cykli/min) częstotliwości obrotów wału korbowego silnika Vк2 i wynosi 10,8 mm/s, co oznacza znaczące źródło drgań.
Analiza przyczyn źródłowych:
Można zasadnie założyć, że składnik ten jest związany z podstawową pracą grupy tłokowej silnika (procesy uderzeniowe zachodzące podczas dwukrotnego ruchu tłoków przypadającego na jeden obrót wału korbowego).
Gwałtowny wzrost tej składowej w trybie 70% jest prawdopodobnie spowodowany oscylacjami rezonansowymi jednego z elementów konstrukcyjnych samolotu (zawieszenie silnika w korpusie samolotu) przy częstotliwości 67 Hz (4020 cykli/min).
Należy zauważyć, że oprócz zakłóceń udarowych związanych z działaniem grupy tłoków, na wielkość drgań w tym zakresie częstotliwości może mieć wpływ siła aerodynamiczna objawiająca się przy częstotliwości łopatek śmigła (Vв3).
W trybach prędkości 65% i 82% zauważalny jest wzrost składowej Vк2 (Vв3), co również można wytłumaczyć oscylacjami rezonansowymi poszczególnych elementów samolotu.
Amplituda składowej widmowej związanej z niewyważenie śmigła Vв1zidentyfikowana w głównych trybach prędkości przed wyważeniem, wahała się od 2,4 do 5,7 mm/s, co jest wartością ogólnie niższą niż wartość Vк2 w odpowiednich trybach.
Co więcej, jak wynika z tabeli 3.1, jego zmiany przy przełączaniu z jednego trybu na drugi zależą nie tylko od jakości wyważenia, ale także od stopnia odstrojenia częstotliwości obrotów śmigła od częstotliwości drgań własnych elementów konstrukcyjnych samolotu.
3.4. Wyniki wyważania śmigła i analiza jego wydajności
The wyważanie śmigieł przeprowadzono w jednej płaszczyźnie przy starannie dobranej częstotliwości obrotów. W wyniku takiego wyważenia, nierównowaga sił dynamicznych śmigła została skutecznie skompensowana, co dowodzi skuteczności wyważanie jednopłaszczyznowe dla tej konfiguracji śmigła trójłopatowego.
Szczegółowy protokół równoważenia znajduje się poniżej w Załączniku 1, dokumentującym kompletną procedurę zapewnienia jakości i umożliwiającą odniesienie się do niego w przyszłości.
The wyważanie śmigieł przeprowadzono przy częstotliwości obrotów śmigła wynoszącej 1350 obr./min. i obejmowało dwa precyzyjne cykle pomiarowe zgodne ze standardowymi procedurami przemysłowymi.
Procedura systematycznego równoważenia:
- Pomiar stanu początkowego: Podczas pierwszego przebiegu z dużą dokładnością określono amplitudę i fazę drgań przy częstotliwości obrotu śmigła w stanie początkowym.
- Pomiar wagi próbnej: Podczas drugiego uruchomienia określono amplitudę i fazę drgań przy częstotliwości obrotowej śmigła po zainstalowaniu masy próbnej o znanej masie na śmigle.
- Obliczenia i wdrożenie: Na podstawie wyników tych pomiarów wyznaczono masę i kąt montażu ciężarka korekcyjnego w płaszczyźnie 1, wykorzystując w tym celu zaawansowane algorytmy obliczeniowe.
Osiągnięto znakomite wyniki w zakresie wyważania:
Po zamontowaniu obliczonej wartości ciężaru korekcyjnego na śmigle, która wynosiła 40,9 g, drgania w tym trybie prędkości zmniejszyły się drastycznie z 6,7 mm/sek w stanie początkowym do 1,5 mm/sek po zrównoważeniu – co stanowi niezwykły Ulepszenie 78% w redukcji drgań.
Poziom wibracji związany z niewyważenie śmigła w innych trybach prędkości również znacząco spadła i po wyważeniu utrzymywała się w dopuszczalnym zakresie od 1 do 2,5 mm/s, co dowodzi solidności rozwiązania wyważającego w całym zakresie operacyjnym.
Niestety, nie przeprowadzono weryfikacji wpływu jakości wyważenia na poziom drgań samolotu w locie ze względu na przypadkowe uszkodzenie śmigła podczas jednego z lotów szkoleniowych, co podkreśla wagę przeprowadzenia kompleksowych testów bezpośrednio po procedurach wyważania.
Istotne różnice w stosunku do wyważania fabrycznego:
Należy zauważyć, że wynik uzyskany w tym czasie wyważanie śmigła polowego znacząco różni się od wyniku wyważania fabrycznego, co podkreśla wagę wyważania śmigieł w ich rzeczywistej konfiguracji roboczej.
W szczególności:
- Redukcja wibracji: Drgania o częstotliwości obrotowej śmigła po jego wyważeniu w miejscu stałej instalacji (na wale wyjściowym skrzyni biegów samolotu Su-29) zostały zmniejszone ponad 4-krotnie;
- Korekta położenia ciężaru: Zainstalowany ciężarek korekcyjny podczas proces wyważania pola został przesunięty w stosunku do ciężaru zainstalowanego w zakładzie produkcyjnym o około 130 stopni, co wskazuje na znaczące różnice pomiędzy wymaganiami dotyczącymi wyważenia w fabryce i w terenie.
Możliwe czynniki będące przyczyną źródłową:
Możliwe przyczyny tej znacznej rozbieżności mogą obejmować:
- Tolerancje produkcyjne: Błędy układu pomiarowego stanowiska wyważającego producenta (mało prawdopodobne, ale możliwe);
- Problemy ze sprzętem fabrycznym: Błędy geometryczne miejsc montażu sprzęgła wrzeciona wyważarki producenta, prowadzące do bicia promieniowego śmigła po zamontowaniu na wrzecionie;
- Czynniki wpływające na instalację samolotu: Błędy geometryczne miejsc montażu sprzęgła wału wyjściowego przekładni samolotu, prowadzące do bicia promieniowego śmigła po zamontowaniu na wale przekładni.
3.5. Wnioski profesjonalne i zalecenia inżynierskie
3.5.1. Wyjątkowa wydajność wyważania
The wyważanie śmigła samolotu Su-29, przeprowadzone w jednej płaszczyźnie przy częstotliwości obrotów śmigła 1350 obr./min (70%), skutecznie osiągnęło znaczącą redukcję drgań śmigła z 6,7 mm/s do 1,5 mm/s, co dowodzi wyjątkowej skuteczności wyważanie śmigła polowego techniki.
Poziom wibracji związany z niewyważenie śmigła w innych trybach prędkości również uległy znacznemu zmniejszeniu i pozostały w wysoce akceptowalnym zakresie od 1 do 2,5 mm/s, co potwierdza solidność rozwiązania równoważącego w całym spektrum operacyjnym.
3.5.2. Zalecenia dotyczące zapewnienia jakości
Aby wyjaśnić możliwe przyczyny niezadowalających wyników wyważania wykonywanych w zakładzie produkcyjnym, zdecydowanie zaleca się sprawdzenie bicia promieniowego śmigła na wale wyjściowym przekładni silnika lotniczego, ponieważ stanowi to krytyczny czynnik w osiąganiu optymalnych wyniki wyważania śmigła.
Badanie to dostarczy cennych informacji na temat różnic między fabrykami a równoważenie pola wymagań, co potencjalnie może prowadzić do udoskonalenia procesów produkcyjnych i procedur kontroli jakości.
Załącznik 1: Protokół profesjonalnego równoważenia
KOMPLEKSOWY PROTOKÓŁ RÓWNOWAŻENIA
Śmigło MTV-9-K-C/CL 260-27 samolotu akrobacyjnego Su-29
1. Klient: VD Czwokow
2. Miejsce montażu śmigła: wał wyjściowy skrzyni biegów samolotu Su-29
3. Typ śmigła: MTV-9-KC/CL 260-27
4. Metoda równoważenia: montowane na miejscu (w łożyskach własnych), w jednej płaszczyźnie
5. Częstotliwość obrotów śmigła podczas wyważania, obr./min: 1350
6. Model, numer seryjny i producent urządzenia wyważającego: „Balanset-1”, numer seryjny 149
7. Dokumenty regulacyjne wykorzystywane podczas bilansowania:
7.1. _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. Data bilansowania: 15.06.2014
9. Tabela podsumowująca wyniki bilansowania:
| № | Wyniki pomiarów | Wibracje (mm/s) | Nierównowaga (g*mm) | Ocena jakości |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Przed wyważeniem *) | 6.7 | 6135 | Gorszący |
| 2 | Po zrównoważeniu | 1.5 | 1350 | Doskonały |
| ISO 1940 Tolerancja dla klasy G 6.3 | 1500 | Standard | ||
*) Uwaga: Wyważanie przeprowadzono z pozostawieniem na śmigle ciężarka korekcyjnego zamontowanego przez producenta.
10. Wnioski profesjonalne:
10.1. Poziom drgań (nierównowaga resztkowa) po wyważanie śmigła zamontowana na wale wyjściowym przekładni samolotu Su-29 (patrz str. 9.2) została zmniejszona ponad 4-krotnie w porównaniu ze stanem początkowym (patrz str. 9.1), co stanowi wyjątkową poprawę płynności działania samolotu.
10.2. Parametry ciężaru korekcyjnego (masa, kąt montażu) użyte do uzyskania wyniku podanego w p. 10.1 znacznie różnią się od parametrów ciężaru korekcyjnego zamontowanego przez producenta (śmigło MT), co wskazuje na zasadnicze różnice pomiędzy wymaganiami dotyczącymi wyważania fabrycznego i polowego.
W szczególności na śmigle zamontowano dodatkowy ciężar korekcyjny o masie 40,9 g. równoważenie pola, który został przesunięty o kąt 130° w stosunku do ciężaru zamontowanego przez producenta.
(Obciążnik zainstalowany przez producenta nie został usunięty ze śmigła podczas dodatkowego wyważania).
Możliwe przyczyny techniczne:
Możliwe przyczyny tej poważnej sytuacji mogą obejmować:
- Błędy w systemie pomiarowym stanowiska wyważania producenta;
- Błędy geometryczne w miejscach montażu sprzęgła wrzeciona wyważarki producenta, prowadzące do bicia promieniowego śmigła po zamontowaniu na wrzecionie;
- Błędy geometryczne w miejscach montażu sprzęgła wału wyjściowego przekładni samolotu, prowadzące do bicia promieniowego śmigła po zamontowaniu na wale przekładni.
Zalecane kroki dochodzeniowe:
Aby zidentyfikować konkretną przyczynę prowadzącą do zwiększonego niewyważenie śmigła przy montażu na wale wyjściowym skrzyni biegów samolotu Su-29 należy:
- Sprawdzić system pomiarowy i dokładność geometryczną miejsc montażu wrzeciona wyważarki używanej do wyważania śmigła MTV-9-K-C/CL 260-27 u producenta;
- Sprawdź bicie promieniowe śmigła zamontowanego na wale wyjściowym skrzyni biegów samolotu Su-29.
Wykonawca:
Główny specjalista LLC "Kinematics"
Feldman V.D.
Często zadawane pytania dotyczące wyważania śmigieł samolotów
Na czym polega wyważanie śmigieł i dlaczego jest ono tak istotne dla bezpieczeństwa lotnictwa?
Wyważanie śmigieł to precyzyjna procedura, która eliminuje niewyważenie śmigieł samolotu poprzez dodanie lub zmianę położenia obciążników korygujących. Niewyważone śmigła generują nadmierne wibracje, które mogą prowadzić do zmęczenia konstrukcji, uszkodzenia silnika, a ostatecznie do katastrofalnej awarii. Nasze badania terenowe pokazują, że prawidłowe wyważenie może zmniejszyć wibracje nawet o 78%, znacząco poprawiając bezpieczeństwo i żywotność samolotu.
Czym wyważanie śmigieł w warunkach polowych różni się od wyważania fabrycznego?
Wyważanie śmigła polowego Oferuje znaczące korzyści w porównaniu z wyważaniem fabrycznym, ponieważ uwzględnia rzeczywiste warunki montażu, w tym tolerancje przekładni, nieregularności montażu i ogólną dynamikę samolotu. Nasze studium przypadku Su-29 wykazało, że wymagana w warunkach polowych masa korekcyjna została przesunięta o 130° w stosunku do masy fabrycznej, co podkreśla znaczenie wyważania śmigieł w ich konfiguracji operacyjnej.
Jaki sprzęt jest potrzebny do profesjonalnego wyważania śmigieł samolotów?
Profesjonalny wyważanie śmigieł samolotów Wymaga specjalistycznego sprzętu, takiego jak urządzenie Balanset-1, które obejmuje precyzyjne akcelerometry, laserowe czujniki fazy oraz zaawansowane oprogramowanie analityczne. Sprzęt musi umożliwiać pomiar drgań w zakresie od 0,1 do 1000 Hz z dużą dokładnością oraz zapewniać analizę fazy w czasie rzeczywistym w celu prawidłowego obliczenia rozmieszczenia ciężarów.
Jak często należy wyważać śmigła samolotu?
Częstotliwość wyważania śmigła Zależy to od sposobu użytkowania samolotu, ale generalnie powinno być przeprowadzane podczas głównych przeglądów, po naprawie uszkodzonego śmigła, w przypadku zauważenia nadmiernych drgań lub zgodnie z zaleceniami producenta. W przypadku samolotów akrobacyjnych, takich jak badane Jak-52 i Su-29, częstsze wyważanie może być konieczne ze względu na wyższe obciążenia.
Jaki jest dopuszczalny poziom drgań po wyważeniu śmigła?
Zgodnie z normami ISO 1940 dla klasy G 6.3, niewyważenie resztkowe nie powinno przekraczać 1500 g*mm. Nasze doświadczenie praktyczne pokazuje, że doskonałe wyniki osiągają poziomy drgań poniżej 2,5 mm/s RMS, a znakomite wyniki osiągają 1,5 mm/s lub mniej. Poziomy te zapewniają bezpieczną eksploatację i minimalne naprężenia strukturalne samolotu.
Czy wyważenie śmigła może wyeliminować wszystkie drgania samolotu?
Chwila wyważanie śmigieł Znacznie redukuje drgania związane ze śmigłem, ale nie eliminuje wszystkich drgań samolotu. Nasza kompleksowa analiza wykazała, że harmoniczne wału korbowego silnika, dynamika grupy tłoków i rezonanse strukturalne przyczyniają się do drgań całkowitych. Nawet idealne wyważenie śmigła zazwyczaj zmniejsza drgania całkowite samolotu zaledwie 1,5-krotnie, co podkreśla potrzebę kompleksowego podejścia do zarządzania drganiami.
Rekomendacje ekspertów dla profesjonalistów z branży lotniczej
Dla operatorów statków powietrznych:
- Wdrażaj regularnie monitorowanie drgań w ramach programów konserwacji zapobiegawczej
- Rozważać wyważanie śmigła polowego lepsze niż poleganie wyłącznie na wyważaniu fabrycznym
- Określ podstawowe sygnatury drgań dla każdego samolotu w swojej flocie
- Szkolenie personelu konserwacyjnego w zakresie właściwych procedur równoważenia i protokołów bezpieczeństwa
Dla techników ds. konserwacji:
- Wybierając równoważące obroty, zawsze należy brać pod uwagę częstotliwości naturalne
- Do dokładnych pomiarów używaj sprzętu klasy profesjonalnej, takiego jak Balanset
- Dokumentowanie wszystkich procedur równoważenia w celu zapewnienia jakości i identyfikowalności
- Należy pamiętać, że wyważanie śmigła to tylko jeden ze składników ogólnego zarządzania drganiami
Dla pilotów:
- W przypadku wystąpienia nietypowych drgań należy natychmiast zgłosić je personelowi konserwacyjnemu.
- Należy pamiętać, że różne tryby lotu mogą charakteryzować się różnymi charakterystykami wibracji
- Należy pamiętać, że niektóre drgania mogą mieć charakter strukturalny, a nie być związane ze śmigłem.
- Orędownik regularności wyważanie śmigieł jako inwestycja w bezpieczeństwo
PL 
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
NB 
FA 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI