Vyvažovanie vrtule lietadla v poľných podmienkach: profesionálny inžiniersky prístup
Hlavným inžinierom V. D. Feldmanom
BSTU "Voenmech" pomenovaná po DF Ustinov
Fakulta zbraní a zbrojných systémov „E“
Katedra E7 "Mechanika deformovateľného pevného telesa"
Hlavný inžinier a vývojár prístrojov série Balanset
Upravil NA Šelkovenko
Optimalizované umelou inteligenciou
Keď motor lietadla počas letu zažíva nadmerné vibrácie, nie je to len mechanický problém – je to kritický bezpečnostný problém, ktorý si vyžaduje okamžitú pozornosť. Nevyvážené vrtule môžu viesť ku katastrofickým poruchám, ktoré ohrozujú integritu lietadla aj bezpečnosť pilota. Táto komplexná analýza predstavuje overené metodiky pre... vyvažovanie vrtule s použitím moderného prenosného vybavenia, založeného na rozsiahlych praktických skúsenostiach s rôznymi typmi lietadiel.
1. Pozadie a motivácia pre vyvažovanie vrtulí v teréne
Pred dvoma a pol rokmi náš podnik začal sériovú výrobu zariadenia „Balanset 1“, ktoré bolo špeciálne navrhnuté pre... vyvažovanie rotačných mechanizmov vo vlastných ložiskáchTento revolučný prístup k zariadenia na vyvažovanie poľa zmenilo náš prístup k údržbe lietadiel.
Doteraz bolo vyrobených viac ako 180 súprav, ktoré sa efektívne používajú v rôznych odvetviach vrátane výroby a prevádzky ventilátorov, dúchadiel, elektromotorov, vretien strojov, čerpadiel, drvičov, separátorov, odstrediviek, kardanových a kľukových hriadeľov a iných mechanizmov. Avšak, vyvažovanie vrtule lietadla aplikácia sa ukázala byť jednou z najkritickejších a najnáročnejších.
V poslednej dobe naša spoločnosť dostala veľké množstvo otázok od organizácií a jednotlivcov týkajúcich sa možnosti využitia nášho zariadenia na vyvažovanie vrtúľ lietadiel a vrtuľníkov v poľných podmienkachTento nárast záujmu odráža rastúce uznanie dôležitosti správneho údržba vrtule v oblasti bezpečnosti letectva.
Naši špecialisti s dlhoročnými skúsenosťami s vyvažovaním rôznych strojov sa bohužiaľ nikdy predtým nestretli s touto špecifickou leteckou výzvou. Preto rady a odporúčania, ktoré sme mohli poskytnúť našim zákazníkom, boli veľmi všeobecné a nie vždy im umožňovali efektívne vyriešiť zložité problémy spojené s... analýza vibrácií lietadla a korekcia nevyváženosti vrtule.
Táto situácia sa začala zlepšovať túto jar. Bolo to vďaka aktívnemu postoju V. D. Chvokova, ktorý s nami organizoval a aktívne sa podieľal na práci na vyvažovanie vrtúľ lietadiel Jak-52 a Su-29, ktoré pilotuje. Jeho praktické letecké skúsenosti v kombinácii s našimi inžinierskymi znalosťami vytvorili perfektný základ pre vývoj spoľahlivých postupy vyvažovania vrtule.
2. Komplexná analýza vyváženia a vibrácií vrtule akrobatického lietadla Jak-52
2.1. Úvod do pokročilého monitorovania vibrácií lietadiel
V období máj – júl 2014 sa vykonali rozsiahle práce na vibračný prieskum lietadla Jak-52 vybaveného leteckým motorom M-14P a vyváženie jeho dvojlistej vrtuleTáto komplexná štúdia predstavuje jednu z najpodrobnejších analýz dynamika vrtule lietadla niekedy vykonané v poľných podmienkach.
Stránka vyvažovanie vrtule sa vykonalo v jednej rovine pomocou vyvažovacej súpravy „Balanset 1“, sériové číslo 149. Tento prístup k vyvažovaniu v jednej rovine je špeciálne navrhnutý pre dynamické vyvažovanie aplikácie, kde pomer dĺžky rotora k priemeru umožňuje efektívnu korekciu prostredníctvom jednej korekčnej roviny.
Schéma merania použitá počas vyvažovanie vrtule je znázornené na obr. 2.1, ktorý ilustruje presné umiestnenie senzora, ktoré je rozhodujúce pre presné analýza vibrácií.
Počas proces vyvažovania vrtule, vibračný senzor (akcelerometer) 1 bol nainštalovaný na prednom kryte prevodovky motora pomocou magnetického montážneho systému na špeciálne navrhnutom držiaku. Toto umiestnenie zaisťuje optimálny príjem signálu a zároveň zachováva bezpečnostné protokoly nevyhnutné pre údržba letectva.
Laserový fázový senzor 2 bol tiež nainštalovaný na kryte prevodovky a orientovaný podľa reflexnej značky nanesenej na jeden z listov vrtule. Táto konfigurácia umožňuje presné meranie fázového uhla, ktoré je kľúčové pre určenie presnej polohy korekcia nevyváženosti vrtule závažia.
Analógové signály zo senzorov boli prenášané cez tienené káble do meracej jednotky zariadenia „Balanset 1“, kde prešli sofistikovaným digitálnym predspracovaním, aby sa eliminoval šum a zlepšila sa kvalita signálu.
Tieto signály boli potom v digitálnej forme odoslané do počítača, kde pokročilé softvérové algoritmy spracovali tieto signály a vypočítali hmotnosť a uhol korekčného závažia potrebného na kompenzáciu nevyváženosť vrtuleTento výpočtový prístup zabezpečuje matematickú presnosť v vyrovnávacie výpočty.
Technické anotácie:
- Zk - hlavné ozubené koleso prevodovky
- Zs - satelity prevodovky
- Zn - stacionárne ozubené koleso prevodovky
2.2. Vyvinuté pokročilé techniky a technológie
Počas vykonávania tejto práce boli získané určité kritické zručnosti a komplexný technológia vyvažovania vrtúľ lietadiel v poľných podmienkach pomocou zariadenia „Balanset 1“ bolo vyvinuté, vrátane:
- Optimalizácia inštalácie senzorov: Určenie optimálnych umiestnení a metód inštalácie (pripevnenia) snímačov vibrácií a fázového uhla na konštrukciu lietadla s cieľom maximalizovať kvalitu signálu a zároveň zabezpečiť súlad s bezpečnostnými predpismi;
- Analýza rezonančnej frekvencie: Stanovenie rezonančných frekvencií niekoľkých konštrukčných prvkov lietadla (zavesenie motora, listy vrtule), aby sa zabránilo budeniu počas vyvažovacích postupov;
- Výber prevádzkového režimu: Identifikácia frekvencií otáčania motora (prevádzkových režimov), ktoré zabezpečujú minimálnu zostatkovú nevyváženosť počas vyvažovacie operácie vrtule;
- Normy kvality: Stanovenie tolerancií pre zostatkovú nevyváženosť vrtule podľa medzinárodných leteckých noriem a bezpečnostných požiadaviek.
Okrem toho, cenné údaje o úrovne vibrácií lietadiel vybavené motormi M-14P, čo významne prispelo k základni vedomostí o údržbe letectva.
Nižšie sú uvedené podrobné materiály správy zostavené na základe výsledkov týchto prác. V nich okrem výsledky vyváženia vrtule, komplexné údaje o vibračné prieskumy Uvádzajú sa snímky lietadiel Jak-52 a Su-29 získané počas pozemných a letových skúšok.
Tieto údaje môžu byť veľmi zaujímavé pre pilotov lietadiel, ako aj pre špecialistov zaoberajúcich sa údržba lietadiel, ktoré poskytujú praktické poznatky pre zlepšenie protokoly o bezpečnosti letectva.
Počas vykonávania tejto práce, berúc do úvahy skúsenosti získané v vyvažovanie vrtúľ V súvislosti s lietadlami Su-29 a Jak-52 sa vykonalo množstvo ďalších komplexných štúdií vrátane:
- Analýza prirodzenej frekvencie: Určenie vlastných frekvencií kmitania motora a vrtule lietadla Jak-52;
- Posúdenie vibrácií za letu: Kontrola veľkosti a spektrálneho zloženia vibrácií v kabíne druhého pilota počas letu po vyvažovanie vrtule;
- Optimalizácia systému: Kontrola veľkosti a spektrálneho zloženia vibrácií v kabíne druhého pilota počas letu po vyvažovanie vrtule a nastavenie uťahovacej sily tlmičov motora.
2.3. Výsledky štúdií vlastných frekvencií kmitov motora a vrtule
Vlastné frekvencie kmitov motora, umiestnených na tlmičoch v tele lietadla, boli stanovené pomocou profesionálneho spektrálneho analyzátora AD-3527 od spoločnosti A&D (Japonsko) prostredníctvom riadeného nárazového budenia kmitov motora. Táto metodika predstavuje zlatý štandard v... analýza vibrácií lietadla.
V spektre vlastných kmitov zavesenia motora lietadla Jak-52, ktorého príklad je znázornený na obr. 2.2, boli s vysokou presnosťou identifikované štyri hlavné frekvencie: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz. Tieto frekvencie sú kľúčové pre pochopenie dynamické správanie lietadla a optimalizácia postupy vyvažovania vrtule.
Frekvenčná analýza a jej dôsledky:
Frekvencie 74 Hz, 94 Hz a 120 Hz pravdepodobne súvisia so špecifickými vlastnosťami systému uchytenia (zavesenia) motora na telese lietadla. Týmto frekvenciám sa treba počas letu starostlivo vyhnúť. vyvažovacie operácie vrtule aby sa zabránilo rezonančnému budeniu.
Frekvencia 20 Hz s najväčšou pravdepodobnosťou súvisí s vlastnými kmitami celého lietadla na podvozku, čo predstavuje základný mód celej konštrukcie lietadla.
Vlastné frekvencie lopatiek vrtule boli tiež stanovené pomocou rovnakej prísnej metódy budenia nárazom, čím sa zabezpečila konzistentnosť metodiky merania.
V tejto komplexnej analýze boli identifikované štyri hlavné frekvencie: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz a 134 Hz. Tieto frekvencie predstavujú rôzne vibračné režimy listov vrtule a sú nevyhnutné pre optimalizácia vyváženia vrtule.
Význam pre inžinierstvo:
Údaje o vlastných frekvenciách kmitov vrtule a motora lietadla Jak-52 môžu byť obzvlášť dôležité pri výbere frekvencia otáčania vrtule používa sa počas vyvažovania. Hlavnou podmienkou pre výber tejto frekvencie je zabezpečiť jej maximálne možné odladenie od vlastných frekvencií konštrukčných prvkov lietadla, čím sa zabráni rezonančným podmienkam, ktoré by mohli vibrácie zosilniť namiesto toho, aby ich znížili.
Okrem toho, znalosť vlastných frekvencií jednotlivých komponentov a častí lietadla môže byť mimoriadne užitočná na identifikáciu príčin prudkého nárastu (v prípade rezonancie) určitých zložiek vibračného spektra pri rôznych režimoch otáčok motora, čo umožňuje prediktívne stratégie údržby.
2.4. Výsledky vyváženia vrtule a analýza výkonu
Ako bolo uvedené vyššie, vyvažovanie vrtule bol vykonaný v jednej rovine, čo viedlo k efektívnej dynamickej kompenzácii nerovnováhy síl vrtule. Tento prístup je vhodný najmä pre vrtule, kde je axiálny rozmer relatívne malý v porovnaní s priemerom.
Vystupovanie dynamické vyvažovanie v dvoch rovinách, ktorá by teoreticky umožňovala kompenzáciu nerovnováhy sily aj momentu vrtule, nebola technicky uskutočniteľná, pretože konštrukcia vrtule inštalovanej na lietadle Jak-52 umožňuje vytvorenie iba jednej prístupnej korekčnej roviny. Toto obmedzenie je bežné v mnohých inštaláciách vrtúľ lietadiel.
Stránka vyvažovanie vrtule sa vykonávalo pri starostlivo zvolenej frekvencii otáčania 1150 ot./min (maximálne 60%), pri ktorej bolo možné získať najstabilnejšie výsledky merania vibrácií z hľadiska amplitúdy aj fázy od začiatku do začiatku. Tento výber frekvencie bol rozhodujúci pre zabezpečenie opakovateľnosti a presnosti merania.
Stránka postup vyvažovania vrtule postupovalo sa podľa štandardnej „dvojnásobnej“ schémy, ktorá poskytuje matematicky robustné výsledky:
- Počiatočné meranie: Počas prvého behu bola s vysokou presnosťou určená amplitúda a fáza vibrácií pri frekvencii otáčania vrtule v jej počiatočnom stave.
- Beh so skúšobnou váhou: Počas druhého behu sa určila amplitúda a fáza vibrácií pri frekvencii otáčania vrtule po inštalácii presne vypočítanej skúšobnej hmotnosti 7 g na vrtuľu.
- Fáza výpočtu: Na základe týchto komplexných údajov bola pomocou sofistikovaných softvérových algoritmov vypočítaná hmotnosť M = 19,5 g a uhol inštalácie korekčného závažia F = 32°.
Výzva a riešenie praktickej implementácie:
Vzhľadom na konštrukčné vlastnosti vrtule, ktoré neumožňujú inštaláciu korekčného závažia v teoreticky požadovanom uhle 32°, boli na vrtuľu strategicky nainštalované dve ekvivalentné závažia, aby sa dosiahol rovnaký efekt vektorového súčtu:
- Hmotnosť M1 = 14 g pri uhle F1 = 0° (referenčná poloha)
- Hmotnosť M2 = 8,3 g pri uhle F2 = 60° (odsadená poloha)
Tento prístup s dvojitou váhou demonštruje flexibilitu potrebnú v praxi vyvažovanie vrtule lietadla operácie, kde sa teoretické riešenia musia prispôsobiť obmedzeniam reálneho sveta.
Dosiahnuté kvantitatívne výsledky:
Po nainštalovaní špecifikovaných korekčných závaží na vrtuľu boli vibrácie merané pri frekvencii otáčania 1150 ot./min. a súvisiace s nevyváženosť vrtule dramaticky klesol z 10,2 mm/s v počiatočnom stave do 4,2 mm/s po vyvážení - predstavujúcom Vylepšenie 59% pri redukcii vibrácií.
Z hľadiska kvantifikácie skutočnej nevyváženosti sa nevyváženosť vrtule znížila z 2340 g*mm k 963 g*mm, čím sa preukazuje účinnosť postup vyvažovania poľa.
2.5. Komplexné posúdenie vibrácií pri viacerých prevádzkových frekvenciách
Výsledky kontroly vibrácií lietadla Jak-52, vykonanej pri iných prevádzkových režimoch motora, získané počas komplexných pozemných testov, sú uvedené v tabuľke 2.1. Táto viacfrekvenčná analýza poskytuje kľúčové poznatky o účinnosti vyvažovanie vrtule v celom prevádzkovom rozsahu.
Ako je z tabuľky jasne vidieť, vyvažovanie vrtule Vykonané testy pozitívne ovplyvnili vibračné charakteristiky lietadla Jak-52 vo všetkých jeho prevádzkových režimoch, čo preukázalo robustnosť vyvažovacieho riešenia.
Tabuľka 2.1. Výsledky vibrácií v rôznych prevádzkových režimoch
| № | Nastavenie výkonu motora (%) | Frekvencia otáčania vrtule (ot./min.) | RMS rýchlosť vibrácií (mm/s) | Hodnotenie zlepšenia |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 | Vynikajúce |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 | Vynikajúci |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 | Vynikajúci |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 | Výnimočné |
2.6. Analýza vibrácií počas letu pred a po nastavení tlmičov nárazov
Navyše, počas komplexných pozemných testov bolo zaznamenané výrazné zníženie vibrácie lietadla bol identifikovaný so zvýšením frekvencie otáčania vrtule. Tento jav poskytuje cenné poznatky o vzťahu medzi prevádzkovými parametrami a vibračné charakteristiky lietadla.
Toto zníženie vibrácií možno vysvetliť väčším stupňom odchýlenia frekvencie otáčania vrtule od vlastnej frekvencie kmitov lietadla na podvozku (pravdepodobne 20 Hz), ku ktorému dochádza pri zvýšení frekvencie otáčania vrtule. To dokazuje dôležitosť pochopenia dynamické správanie lietadla pre optimálnu prevádzku.
Okrem komplexných vibračných testov vykonaných po vyvažovanie vrtule na zemi (pozri časť 2.4) sa pomocou pokročilých prístrojov vykonali podrobné merania vibrácií lietadla Jak-52 počas letu.
Metodika letových skúšok: Vibrácie počas letu boli merané v kabíne druhého pilota vo vertikálnom smere pomocou prenosného analyzátora vibračného spektra modelu AD-3527 od spoločnosti A&D (Japonsko) vo frekvenčnom rozsahu od 5 do 200 (500) Hz. Tento komplexný frekvenčný rozsah zabezpečuje zachytenie všetkých významných zložiek vibrácií.
Merania sa systematicky vykonávali v piatich hlavných režimoch otáčok motora, ktoré sa rovnali maximálnej frekvencii otáčania 60%, 65%, 70% a 82%, čím sa získala kompletná analýza prevádzkového spektra.
Výsledky meraní vykonaných pred nastavením tlmičov sú uvedené v komplexnej tabuľke 2.2 nižšie.
Tabuľka 2.2. Podrobná analýza zložiek vibračného spektra
| Režim | Napájanie (%) | RPM | Vв1 (Hz) | Zosilňovač Vв1 | Vн (Hz) | Zosilňovač Vн | Vк1 (Hz) | Zosilňovač Vк1 | Vв2 (Hz) | Zosilňovač Vв2 | Vк2 (Hz) | Zosilňovač Vк2 | Celkom 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 |
Ako príklady podrobnej spektrálnej analýzy sú na obrázkoch 2.3 a 2.4 znázornené skutočné grafy spektra získané pri meraní vibrácií v kabíne lietadla Jak-52 v režimoch 60% a 94% použitých na komplexný zber údajov v tabuľke 2.2.
Komplexná spektrálna analýza:
Ako je vidieť z tabuľky 2.2, hlavné zložky vibrácií meraných v kabíne druhého pilota sa objavujú pri frekvenciách otáčania vrtule Vв1 (zvýraznené žltou farbou), kľukový hriadeľ motora Vк1 (zvýraznené modrou farbou) a pohon vzduchového kompresora (a/alebo snímač frekvencie) Vн (zvýraznené zelenou farbou), ako aj pri ich vyšších harmonických Vв2, Vв4, Vв5a Vк2, Vк3.
Maximálne celkové vibrácie V∑ bola zistená v rýchlostných režimoch 82% (1580 ot./min. vrtule) a 94% (1830 ot./min.), čo naznačuje špecifické rezonančné podmienky v týchto kritických prevádzkových bodoch.
Hlavná zložka týchto vibrácií sa objavuje pri 2. harmonickej frekvencie otáčania kľukového hriadeľa motora Vк2 a dosahuje významné hodnoty 12,5 mm/s pri frekvencii 4800 cyklov/min a 15,8 mm/s pri frekvencii 5520 cyklov/min.
Inžinierska analýza a identifikácia základnej príčiny:
Dá sa rozumne predpokladať, že táto významná vibračná zložka súvisí s činnosťou piestovej skupiny motora (nárazové procesy prebiehajúce počas dvojitého pohybu piestov na jednu otáčku kľukového hriadeľa), čo predstavuje základnú dynamiku motora.
Prudký nárast tejto zložky v režimoch 82% (prvý nominálny) a 94% (vzlet) nie je s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobený mechanickými chybami v piestovej skupine, ale rezonančnými kmitmi motora uloženého v tele lietadla na tlmičoch.
Tento záver silne podporujú predtým diskutované experimentálne výsledky kontroly vlastných frekvencií kmitov zavesenia motora, v ktorých spektre sa nachádzajú frekvencie 74 Hz (4440 cyklov/min), 94 Hz (5640 cyklov/min) a 120 Hz (7200 cyklov/min).
Dve z týchto vlastných frekvencií, 74 Hz a 94 Hz, sú pozoruhodne blízke frekvenciám druhej harmonickej otáčky kľukového hriadeľa, ktoré sa vyskytujú v prvom nominálnom a rozbehovom režime motora, čím vytvárajú klasické rezonančné podmienky.
Vzhľadom na výrazné vibrácie na druhej harmonickej frekvencii kľukového hriadeľa zistené počas komplexných vibračných skúšok v prvom nominálnom a rozbehovom režime motora bola vykonaná systematická kontrola a nastavenie uťahovacej sily tlmičov zavesenia motora.
Výsledky porovnávacích skúšok získané pred a po nastavení tlmičov nárazov pre frekvenciu otáčania vrtule (Vв1) a 2. harmonická frekvencie otáčania kľukového hriadeľa (Vк2) sú uvedené v tabuľke 2.3.
Tabuľka 2.3. Analýza vplyvu nastavenia tlmiča nárazov
| Režim | Napájanie (%) | RPM (pred/po) | Vв1 Predtým | Vв1 Po | Vк2 Predtým | Vк2 Po | Zlepšenie |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1155 / 1140 | 4.4 | 3.3 | 3.6 | 3.0 | Mierne |
| 2 | 65 | 1244 / 1260 | 3.5 | 3.5 | 4.1 | 4.3 | Minimálne |
| 3 | 70 | 1342 / 1350 | 2.8 | 3.3 | 2.9 | 1.2 | Významný |
| 4 | 82 | 1580 / 1590 | 4.7 | 4.2 | 12.5 | 16.7 | Zhoršené |
| 5 | 94 | 1830 / 1860 | 2.2 | 2.7 | 15.8 | 15.2 | Mierne |
Ako je vidieť z tabuľky 2.3, nastavenie tlmičov neviedlo k významnému zlepšeniu hlavných vibračných komponentov lietadla a v niektorých prípadoch dokonca viedlo k menšiemu zhoršeniu.
Analýza účinnosti vyváženia vrtule:
Treba tiež poznamenať, že amplitúda spektrálnej zložky spojenej s nevyváženosť vrtule Vв1, detekovaná v režimoch 82% a 94% (pozri tabuľky 2.2 a 2.3), je 3 až 7-krát nižšia ako amplitúdy Vк2, prítomné v týchto režimoch. To dokazuje, že vyvažovanie vrtule bol vysoko účinný pri riešení primárneho zdroja vibrácií súvisiacich s vrtuľou.
Pri ostatných režimoch letu je zložka Vв1 pohybuje sa od 2,8 do 4,4 mm/s, čo predstavuje prijateľné úrovne pre bežnú prevádzku lietadla.
Navyše, ako je vidieť z tabuliek 2.2 a 2.3, jeho zmeny pri prepínaní z jedného režimu do druhého nie sú určené najmä kvalitou vyvažovanie vrtule, ale stupňom odchýlenia frekvencie otáčania vrtule od vlastných frekvencií rôznych konštrukčných prvkov lietadla.
2.7. Odborné závery a technické odporúčania
2.6.1. Účinnosť vyváženia vrtule
Stránka vyvažovanie vrtule lietadla Jak-52, vykonaný pri frekvencii otáčania vrtule 1150 ot./min (60%), úspešne dosiahol výrazné zníženie vibrácií vrtule z 10,2 mm/s na 4,2 mm/s, čo predstavuje podstatné zlepšenie plynulosti prevádzky lietadla.
Vzhľadom na rozsiahle skúsenosti získané počas vyvažovanie vrtúľ lietadiel Jak-52 a Su-29 Pri použití profesionálneho zariadenia „Balanset-1“ možno s istotou predpokladať, že existuje reálna možnosť dosiahnuť ešte ďalšie zníženie úrovne vibrácií vrtule lietadla Jak-52.
Toto dodatočné zlepšenie sa dá dosiahnuť najmä výberom inej (vyššej) frekvencie otáčania vrtule počas jej vyvažovacieho procesu, čo umožňuje väčšie odladenie od vlastnej frekvencie kmitania lietadla 20 Hz (1200 cyklov/min), ktorá bola presne identifikovaná počas komplexných testov.
2.6.2. Analýza vibrácií z viacerých zdrojov
Ako preukázali výsledky komplexných vibračných testov lietadla Jak-52 za letu, jeho vibračné spektrá (okrem spomínanej zložky objavujúcej sa pri frekvencii otáčania vrtule) obsahujú niekoľko ďalších významných zložiek spojených s činnosťou kľukového hriadeľa, piestovej skupiny motora, ako aj pohonu vzduchového kompresora (a/alebo frekvenčného snímača).
Veľkosti týchto vibrácií v módoch 60%, 65% a 70% sú porovnateľné s veľkosťou vibrácií spojených s nevyváženosť vrtule, čo naznačuje, že k celkovému vibračnému charakteru lietadla prispieva viacero zdrojov vibrácií.
Podrobná analýza týchto vibrácií ukazuje, že aj úplné odstránenie vibrácií z nevyváženosť vrtule zníži celkové vibrácie lietadla v týchto režimoch maximálne 1,5-krát, čo zdôrazňuje dôležitosť holistického prístupu k manažment vibrácií lietadiel.
2.6.3. Identifikácia kritického prevádzkového režimu
Maximálne celkové vibrácie V∑ Prevádzkové podmienky lietadla Jak-52 boli zistené v režimoch otáčok 82% (1580 ot./min. vrtule) a 94% (1830 ot./min. vrtule), čo ich označuje za kritické prevádzkové podmienky vyžadujúce si osobitnú pozornosť.
Hlavná zložka týchto vibrácií sa objavuje pri 2. harmonickej frekvencie otáčania kľukového hriadeľa motora Vк2 (pri frekvenciách 4800 cyklov/min alebo 5520 cyklov/min), kde dosahuje hodnoty 12,5 mm/s a 15,8 mm/s.
Dá sa rozumne usudzovať, že táto súčasť je spojená so základnou činnosťou piestovej skupiny motora (nárazové procesy, ku ktorým dochádza počas dvojitého pohybu piestov na jednu otáčku kľukového hriadeľa).
Prudký nárast tejto zložky v režimoch 82% (prvý nominálny) a 94% (vzlet) nie je s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobený mechanickými chybami v piestovej skupine, ale rezonančnými kmitmi motora uloženého v telese lietadla na tlmičoch.
Systematické nastavovanie tlmičov nárazov vykonané počas testov neviedlo k výraznému zlepšeniu vibračných charakteristík.
Túto situáciu môžu vývojári lietadiel pravdepodobne zvážiť ako konštrukčný aspekt pri výbere systému uchytenia (zavesenia) motora v tele lietadla, čo naznačuje potenciálne oblasti pre budúcu optimalizáciu konštrukcie lietadla.
2.6.4. Odporúčania pre diagnostické monitorovanie
Komplexné údaje získané počas vyvažovanie vrtule a dodatočné vibračné testy (pozri výsledky letových testov v časti 2.6) umožňujú dospieť k záveru, že pravidelné monitorovanie vibrácií môže byť mimoriadne užitočné pre diagnostické posúdenie technického stavu leteckého motora.
Takéto diagnostické práce sa dajú efektívne vykonávať napríklad pomocou profesionálneho zariadenia „Balanset-1“, v ktorom pokročilý softvér obsahuje sofistikované funkcie spektrálnej vibračnej analýzy, ktoré umožňujú prediktívne stratégie údržby.
3. Komplexné výsledky vyváženia vrtule MTV-9-KC/CL 260-27 a vibračného prieskumu akrobatického lietadla Su-29
3.1. Úvod do vyvažovania trojlistých vrtúľ
15. júna 2014 komplexný vyváženie trojlistej vrtule MTV-9-KC/CL 260-27 Letecký motor M-14P akrobatického lietadla Su-29 bol vykonaný s použitím pokročilých techník vyvažovania na poli.
Podľa výrobcu bola vrtuľa predbežne staticky vyvážená v továrni, o čom svedčí prítomnosť korekčného závažia v rovine 1, ktoré bolo nainštalované vo výrobnom závode. Ako však neskôr odhalila naša analýza, vyvažovanie továrne často sa ukáže ako nedostatočný pre optimálny výkon v teréne.
Stránka vyváženie vrtule, priamo nainštalovaný na lietadle Su-29, bol vykonaný s použitím profesionálnej súpravy na vyvažovanie vibrácií „Balanset-1“ so sériovým číslom 149, čo preukazuje účinnosť zariadenia na vyvažovanie poľa pre letecké aplikácie.
Schéma merania použitá počas vyvažovanie vrtule Postup je znázornený na obr. 3.1, ktorý ilustruje presnosť požadovanú pre vyváženie trojlistej vrtule.
Počas proces vyvažovania vrtule, vibračný senzor (akcelerometer) 1 bol namontovaný na skrini prevodovky motora pomocou magnetického montážneho systému na špeciálne navrhnutom držiaku, čím sa zabezpečil optimálny príjem signálu pre analýza vibrácií lietadla.
Laserový snímač fázového uhla 2 bol tiež namontovaný na skrini prevodovky a orientovaný podľa reflexnej značky nanesenej na jeden z listov vrtule, čo umožnilo presné meranie fázového uhla nevyhnutné pre presné korekcia nevyváženosti vrtule.
Analógové signály zo senzorov boli prenášané cez tienené káble do meracej jednotky zariadenia „Balanset-1“, kde prešli sofistikovaným digitálnym predspracovaním, aby sa zabezpečila kvalita a presnosť signálu.
Tieto signály boli potom odoslané v digitálnej forme do počítača, kde sa vykonalo pokročilé softvérové spracovanie týchto signálov a určila sa hmotnosť a uhol korekčného závažia potrebné na kompenzáciu... nevyváženosť vrtule boli vypočítané s matematickou presnosťou.
Technické špecifikácie prevodovky:
- Zk - hlavné ozubené koleso prevodovky so 75 zubami
- Zc - satelity prevodovky v počte 6 kusov s 18 zubami
- Zn - stacionárne ozubené koleso prevodovky s 39 zubami
Pred vykonaním tejto komplexnej práce, berúc do úvahy cenné skúsenosti získané z vyvažovanie vrtule lietadla Jak-52, vykonalo sa niekoľko ďalších kritických štúdií vrátane:
- Analýza prirodzenej frekvencie: Stanovenie vlastných frekvencií kmitov motora a vrtule lietadla Su-29 s cieľom optimalizovať parametre vyváženia;
- Základné posúdenie vibrácií: Kontrola veľkosti a spektrálneho zloženia počiatočných vibrácií v kabíne druhého pilota pred vyvážením s cieľom stanoviť základné podmienky.
3.2. Výsledky štúdií vlastných frekvencií kmitov motora a vrtule
Vlastné frekvencie kmitov motora, namontovaného na tlmičoch v tele lietadla, boli stanovené pomocou profesionálneho spektrálneho analyzátora AD-3527 od spoločnosti A&D (Japonsko) prostredníctvom riadeného budenia kmitov motora nárazom, čím sa zabezpečila presnosť... analýza vibrácií lietadla.
V spektre vlastných kmitov zavesenia motora (pozri obr. 3.2) bolo s vysokou presnosťou identifikovaných šesť hlavných frekvencií: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz. Táto komplexná frekvenčná analýza je kľúčová pre optimalizáciu postupy vyvažovania vrtule.
Frekvenčná analýza a inžinierska interpretácia:
Z týchto identifikovaných frekvencií sa predpokladá, že frekvencie 66 Hz, 88 Hz a 120 Hz priamo súvisia so špecifickými charakteristikami systému uchytenia (zavesenia) motora na telese lietadla a predstavujú štrukturálne rezonancie, ktorým sa treba počas letu vyhnúť. vyvažovacie operácie vrtule.
Frekvencie 16 Hz a 22 Hz s najväčšou pravdepodobnosťou súvisia s vlastnými kmitami celého lietadla na podvozku a predstavujú základné štrukturálne režimy lietadla.
Frekvencia 37 Hz pravdepodobne súvisí s prirodzenou frekvenciou kmitov listov vrtule lietadla, čo predstavuje kritickú dynamickú charakteristiku vrtule.
Tento predpoklad potvrdzujú aj výsledky kontroly vlastných frekvencií kmitov vrtule, získaných tiež metódou prísneho budenia nárazom.
V spektre vlastných kmitov listu vrtule (pozri obr. 3.3) boli identifikované tri hlavné frekvencie: 37 Hz, 100 Hz a 174 Hz, čo potvrdzuje koreláciu medzi vlastnými frekvenciami vrtule a motora.
Technický význam vyváženia vrtule:
Údaje o vlastných frekvenciách kmitov vrtule a motora lietadla Su-29 môžu byť obzvlášť dôležité pri výbere frekvencia otáčania vrtule používa sa počas vyvažovania. Hlavnou podmienkou pre výber tejto frekvencie je zabezpečenie jej maximálneho možného odladenia od vlastných frekvencií konštrukčných prvkov lietadla.
Okrem toho, znalosť vlastných frekvencií jednotlivých komponentov a častí lietadla môže byť mimoriadne užitočná na identifikáciu príčin prudkého nárastu (v prípade rezonancie) určitých zložiek vibračného spektra pri rôznych režimoch otáčok motora, čo umožňuje prediktívne stratégie údržby.
3.3. Kontrola vibrácií v kabíne druhého pilota lietadla Su-29 na zemi pred vyvážením
Počiatočné vibračné charakteristiky lietadla Su-29, identifikované predtým vyvažovanie vrtule, boli merané v kabíne druhého pilota vo vertikálnom smere pomocou prenosného analyzátora vibračného spektra modelu AD-3527 od spoločnosti A&D (Japonsko) vo frekvenčnom rozsahu od 5 do 200 Hz.
Merania sa systematicky vykonávali v štyroch hlavných režimoch otáčok motora, ktoré sa rovnali maximálnej frekvencii otáčania 60%, 65%, 70% a 82%, čím sa získali komplexné základné údaje pre analýza vibrácií lietadla.
Komplexné získané výsledky sú uvedené v tabuľke 3.1.
Tabuľka 3.1. Základná analýza vibrácií pred vyvážením vrtule
| Režim | Napájanie (%) | RPM | Vв1 (mm/s) | Vн (mm/s) | Vк1 (mm/s) | Vв3 (mm/s) | Vк2 (mm/s) | Celkom V∑ (mm/s) | Hodnotenie |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1150 | 5.4 | 2.6 | 2.0 | - | - | 8.0 | Mierne |
| 2 | 65 | 1240 | 5.7 | 2.4 | 3.2 | - | - | 10.6 | Zvýšené |
| 3 | 70 | 1320 | 5.2 | 3.0 | 2.5 | - | - | 11.5 | Vysoká |
| 4 | 82 | 1580 | 3.2 | 1.5 | 3.0 | - | 8.5 | 9.7 | Zvýšené |
Ako je vidieť z tabuľky 3.1, hlavné zložky vibrácií sa objavujú pri frekvenciách otáčania vrtule Vв1, kľukový hriadeľ motora Vк1a pohon vzduchového kompresora (a/alebo snímač frekvencie) Vн, ako aj pri 2. harmonickej kľukového hriadeľa Vк2 a prípadne 3. harmonická (lopatky) vrtule Vв3, ktorej frekvencia je blízka druhej harmonickej kľukového hriadeľa.
Podrobná analýza vibračných komponentov:
Navyše, vo vibračnom spektre v rýchlostnom režime 60% bola nájdená neidentifikovaná zložka s vypočítaným spektrom pri frekvencii 6120 cyklov/min, ktorá môže byť spôsobená rezonanciou pri frekvencii približne 100 Hz jedného z konštrukčných prvkov lietadla. Takýmto prvkom by mohla byť vrtuľa, ktorej jedna z vlastných frekvencií je 100 Hz, čo demonštruje komplexnú povahu vibračné podpisy lietadiel.
Maximálne celkové vibrácie lietadla V∑, dosahujúca 11,5 mm/s, bola zistená v rýchlostnom režime 70%, čo naznačuje kritický prevádzkový stav vyžadujúci pozornosť.
Hlavná zložka celkových vibrácií v tomto režime sa objavuje pri 2. harmonickej (4020 cyklov/min) frekvencie otáčania kľukového hriadeľa motora Vк2 a rovná sa 10,8 mm/s, čo predstavuje významný zdroj vibrácií.
Analýza základných príčin:
Dá sa rozumne predpokladať, že táto súčasť je spojená so základnou činnosťou piestovej skupiny motora (nárazové procesy, ku ktorým dochádza počas dvojitého pohybu piestov na jednu otáčku kľukového hriadeľa).
Prudký nárast tejto zložky v režime 70% je pravdepodobne spôsobený rezonančnými kmitmi jedného z konštrukčných prvkov lietadla (zavesenie motora v tele lietadla) s frekvenciou 67 Hz (4020 cyklov/min).
Treba poznamenať, že okrem nárazových porúch spojených s činnosťou piestovej skupiny môže veľkosť vibrácií v tomto frekvenčnom rozsahu ovplyvňovať aerodynamická sila prejavujúca sa pri frekvencii lopatiek vrtule (Vв3).
Pri rýchlostných režimoch 65% a 82% je viditeľný nárast zložky Vк2 (Vв3), čo možno tiež vysvetliť rezonančnými kmitmi jednotlivých komponentov lietadla.
Amplitúda spektrálnej zložky spojenej s nevyváženosť vrtule Vв1, zistené pri hlavných režimoch rýchlosti pred vyvážením, sa pohybovali od 2,4 do 5,7 mm/s, čo je vo všeobecnosti nižšia hodnota ako Vк2 v príslušných režimoch.
Navyše, ako je vidieť z tabuľky 3.1, jej zmeny pri prepínaní z jedného režimu do druhého sú určené nielen kvalitou vyváženia, ale aj stupňom odchýlenia frekvencie otáčania vrtule od vlastných frekvencií konštrukčných prvkov lietadla.
3.4. Výsledky vyváženia vrtule a analýza výkonu
Stránka vyvažovanie vrtule sa vykonával v jednej rovine pri starostlivo zvolenej frekvencii otáčania. V dôsledku takéhoto vyváženia sa efektívne kompenzovala nerovnováha dynamickej sily vrtule, čo preukázalo účinnosť vyvažovanie v jednej rovine pre túto konfiguráciu trojlistej vrtule.
Podrobný protokol o vyvažovaní je uvedený nižšie v dodatku 1 a dokumentuje kompletný postup zabezpečenia kvality a budúce použitie.
Stránka vyvažovanie vrtule sa vykonalo pri frekvencii otáčania vrtule 1350 ot./min. a zahŕňalo dve presné merania podľa štandardných postupov v priemysle.
Postup systematického vyvažovania:
- Meranie počiatočného stavu: Počas prvého behu bola s vysokou presnosťou určená amplitúda a fáza vibrácií pri frekvencii otáčania vrtule v počiatočnom stave.
- Meranie skúšobnej hmotnosti: Počas druhej skúšky sa určila amplitúda a fáza vibrácií pri frekvencii otáčania vrtule po inštalácii skúšobného závažia so známou hmotnosťou na vrtuľu.
- Výpočet a implementácia: Na základe výsledkov týchto meraní bola pomocou pokročilých výpočtových algoritmov určená hmotnosť a uhol inštalácie korekčného závažia v rovine 1.
Dosiahnuté vynikajúce výsledky vyrovnávania:
Po nainštalovaní vypočítanej hodnoty korekčného závažia na vrtuľu, ktorá bola 40,9 g, sa vibrácie v tomto rýchlostnom režime dramaticky znížili z 6,7 mm/s v počiatočnom stave do 1,5 mm/s po vyvážení - čo predstavuje pozoruhodný Vylepšenie 78% pri redukcii vibrácií.
Úroveň vibrácií spojená s nevyváženosť vrtule pri iných rýchlostných režimoch sa tiež výrazne znížila a po vyvážení zostala v prijateľnom rozsahu 1 až 2,5 mm/s, čo dokazuje robustnosť vyvažovacieho riešenia v celom prevádzkovom rozsahu.
Overenie vplyvu kvality vyváženia na úroveň vibrácií lietadla počas letu sa bohužiaľ nevykonalo z dôvodu náhodného poškodenia tejto vrtule počas jedného z tréningových letov, čo zdôrazňuje dôležitosť vykonania komplexného testovania ihneď po vyvažovacích postupoch.
Významné rozdiely oproti vyváženiu v továrni:
Treba poznamenať, že výsledok dosiahnutý počas tohto vyvažovanie vrtule v teréne výrazne sa líši od výsledku vyváženia z výroby, čo zdôrazňuje dôležitosť vyváženia vrtúľ v ich skutočnej prevádzkovej konfigurácii.
Najmä:
- Redukcia vibrácií: Vibrácie pri frekvencii otáčania vrtule sa po jej vyvážení na mieste trvalej inštalácie (na výstupnom hriadeli prevodovky lietadla Su-29) znížili viac ako 4-krát;
- Korekcia polohy hmotnosti: Korekčná hmotnosť nainštalovaná počas proces vyvažovania poľa bola posunutá vzhľadom na hmotnosť inštalovanú vo výrobnom závode približne o 130 stupňov, čo naznačuje významné rozdiely medzi požiadavkami na vyváženie v továrni a na mieste.
Možné príčinné faktory:
Medzi možné dôvody tejto významnej nezrovnalosti patria:
- Výrobné tolerancie: Chyby meracieho systému vyvažovacieho stojana výrobcu (nepravdepodobné, ale možné);
- Problémy s výrobným vybavením: Geometrické chyby montážnych polôh vretenovej spojky vyvažovacieho stroja výrobcu, ktoré vedú k radiálnemu hádzaniu vrtule pri inštalácii na vreteno;
- Faktory inštalácie lietadla: Geometrické chyby montážnych miest spojky výstupného hriadeľa prevodovky lietadla, ktoré vedú k radiálnemu hádzaniu vrtule pri inštalácii na hriadeľ prevodovky.
3.5. Odborné závery a technické odporúčania
3.5.1. Výnimočný vyvažovací výkon
Stránka vyvažovanie vrtule lietadla Su-29, vykonaný v jednej rovine pri frekvencii otáčania vrtule 1350 ot./min (70%), úspešne dosiahol pozoruhodné zníženie vibrácií vrtule zo 6,7 mm/s na 1,5 mm/s, čím preukázal výnimočnú účinnosť vyvažovanie vrtule v teréne techniky.
Úroveň vibrácií spojená s nevyváženosť vrtule pri iných rýchlostných režimoch sa tiež výrazne znížila a zostala v rámci vysoko prijateľného rozsahu 1 až 2,5 mm/s, čo potvrdzuje robustnosť vyvažovacieho riešenia v celom prevádzkovom spektre.
3.5.2. Odporúčania pre zabezpečenie kvality
Na objasnenie možných dôvodov neuspokojivých výsledkov vyváženia vykonaného vo výrobnom závode sa dôrazne odporúča skontrolovať radiálnu hádzavosť vrtule na výstupnom hriadeli prevodovky leteckého motora, pretože to predstavuje kritický faktor pre dosiahnutie optimálneho výsledky vyváženia vrtule.
Toto skúmanie by poskytlo cenné poznatky o rozdieloch medzi továrňou a vyvažovanie poľa požiadavky, čo by mohlo viesť k zlepšeniu výrobných procesov a postupov kontroly kvality.
Dodatok 1: Protokol profesionálneho vyvažovania
KOMPLEXNÝ PROTOKOL VYROVNÁVANIA
Vrtuľa MTV-9-K-C/CL 260-27 akrobatického lietadla Su-29
1. Zákazník: VD Chvokov
2. Miesto inštalácie vrtule: výstupný hriadeľ prevodovky lietadla Su-29
3. Typ vrtule: MTV-9-KC/CL 260-27
4. Metóda vyvažovania: montované na mieste (vo vlastných ložiskách), v jednej rovine
5. Frekvencia otáčania vrtule počas vyvažovania, ot./min: 1350
6. Model, sériové číslo a výrobca vyvažovacieho zariadenia: "Balanset-1", sériové číslo 149
7. Regulačné dokumenty používané pri bilancovaní:
7.1. _____________________________________________________________
_____________________________________________________________
8. Dátum vyúčtovania: 15.06.2014
9. Súhrnná tabuľka výsledkov bilancovania:
| № | Výsledky merania | Vibrácie (mm/s) | Nevyváženosť (g*mm) | Hodnotenie kvality |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Pred vyvážením *) | 6.7 | 6135 | Neprijateľné |
| 2 | Po vyvážení | 1.5 | 1350 | Vynikajúce |
| ISO 1940 Tolerancia pre triedu G 6.3 | 1500 | Štandard | ||
*) Poznámka: Vyvažovanie sa vykonalo s korekčným závažím nainštalovaným výrobcom, ktoré zostalo na vrtuli.
10. Odborné závery:
10.1. Úroveň vibrácií (zvyšková nevyváženosť) po vyvažovanie vrtule nainštalovaný na výstupnom hriadeli prevodovky lietadla Su-29 (pozri str. 9.2) sa v porovnaní s pôvodným stavom (pozri str. 9.1) znížil viac ako 4-krát, čo predstavuje mimoriadne zlepšenie plynulosti prevádzky lietadla.
10.2. Parametre korekčného závažia (hmotnosť, uhol inštalácie) použité na dosiahnutie výsledku v bode 10.1 sa výrazne líšia od parametrov korekčného závažia inštalovaného výrobcom (vrtuľa MT), čo naznačuje zásadné rozdiely medzi požiadavkami na vyváženie z výroby a v teréne.
Najmä počas vrtule bolo nainštalované dodatočné korekčné závažie s hmotnosťou 40,9 g vyvažovanie poľa, ktorá bola posunutá o uhol 130° vzhľadom na závažie nainštalované výrobcom.
(Závažie nainštalované výrobcom nebolo počas dodatočného vyvažovania z vrtule odstránené).
Možné technické dôvody:
Medzi možné dôvody tejto závažnej situácie patria:
- Chyby v meracom systéme vyvažovacieho stojana výrobcu;
- Geometrické chyby v montážnych miestach vretenovej spojky vyvažovacieho stroja výrobcu, ktoré vedú k radiálnemu hádzaniu vrtule pri inštalácii na vreteno;
- Geometrické chyby v montážnych miestach spojky výstupného hriadeľa prevodovky lietadla, ktoré vedú k radiálnemu hádzaniu vrtule pri inštalácii na hriadeľ prevodovky.
Odporúčané kroky vyšetrovania:
Identifikovať konkrétnu príčinu vedúcu k zvýšeniu nevyváženosť vrtule pri inštalácii na výstupný hriadeľ prevodovky lietadla Su-29 je potrebné:
- Skontrolujte merací systém a geometrickú presnosť montážnych miest vretena vyvažovačky používanej na vyvažovanie vrtule MTV-9-K-C/CL 260-27 u výrobcu;
- Skontrolujte radiálne hádzanie vrtule nainštalovanej na výstupnom hriadeli prevodovky lietadla Su-29.
Vykonávateľ:
Hlavný špecialista spoločnosti LLC "Kinematics"
Feldman V.D.
Často kladené otázky o vyvažovaní vrtúľ lietadiel
Čo je vyváženie vrtule a prečo je dôležité pre bezpečnosť letectva?
Vyváženie vrtule je presný postup, ktorý eliminuje nevyváženosť vrtúľ lietadla pridaním alebo premiestnením korekčných závaží. Nevyvážené vrtule vytvárajú nadmerné vibrácie, ktoré môžu viesť k únave konštrukcie, poškodeniu motora a v konečnom dôsledku ku katastrofickému zlyhaniu. Naše terénne štúdie ukazujú, že správne vyváženie môže znížiť vibrácie až o 781 TP3T, čím sa výrazne zlepší bezpečnosť a prevádzková životnosť lietadla.
Aký je rozdiel medzi vyvážením vrtule v teréne a vyvážením v továrni?
Vyvažovanie vrtúľ v teréne ponúka oproti vyvažovaniu vo výrobe významné výhody, pretože zohľadňuje skutočné podmienky inštalácie vrátane tolerancií prevodovky, nerovností pri montáži a celkovej dynamiky lietadla. Naša prípadová štúdia Su-29 ukázala, že korekčná hmotnosť požadovaná v teréne bola posunutá o 130° oproti hmotnosti vo výrobe, čo zdôrazňuje dôležitosť vyvažovania vrtúľ v ich prevádzkovej konfigurácii.
Aké vybavenie je potrebné na profesionálne vyvažovanie vrtúľ lietadla?
Profesionálny vyvažovanie vrtule lietadla vyžaduje špecializované vybavenie, ako napríklad zariadenie Balanset-1, ktoré obsahuje presné akcelerometre, laserové fázové senzory a pokročilý analytický softvér. Zariadenie musí byť schopné merať vibrácie v rozsahu 0,1 až 1000 Hz s vysokou presnosťou a poskytovať fázovú analýzu v reálnom čase pre správne výpočty umiestnenia závažia.
Ako často by sa mali vyvažovať vrtule lietadla?
Frekvencia vyvažovania vrtule závisí od používania lietadla, ale vo všeobecnosti by sa malo vykonávať počas väčších kontrol, po oprave poškodenia vrtule, pri zistení nadmerných vibrácií alebo podľa odporúčaní výrobcu. V prípade akrobatických lietadiel, ako sú skúmané Jak-52 a Su-29, môže byť potrebné častejšie vyvažovanie z dôvodu vyššieho namáhania a zaťaženia.
Aké sú prijateľné úrovne vibrácií po vyvážení vrtule?
Podľa noriem ISO 1940 pre triedu G 6.3 by zvyšková nevyváženosť nemala presiahnuť 1500 g*mm. Naše praktické skúsenosti ukazujú, že vynikajúce výsledky dosahujú úrovne vibrácií pod 2,5 mm/s RMS, pričom mimoriadne výsledky dosahujú 1,5 mm/s alebo menej. Tieto úrovne zabezpečujú bezpečnú prevádzku a minimálne štrukturálne namáhanie lietadla.
Dokáže vyváženie vrtule eliminovať všetky vibrácie lietadla?
Zatiaľ čo vyvažovanie vrtule výrazne znižuje vibrácie súvisiace s vrtuľou, nedokáže úplne eliminovať všetky vibrácie lietadla. Naša komplexná analýza odhalila, že harmonické kmity kľukového hriadeľa motora, dynamika skupiny piestov a štrukturálne rezonancie prispievajú k celkovým vibráciám. Dokonca aj dokonalé vyváženie vrtule zvyčajne znižuje celkové vibrácie lietadla iba 1,5-krát, čo zdôrazňuje potrebu holistických prístupov k riadeniu vibrácií.
Odporúčania odborníkov pre leteckých profesionálov
Pre prevádzkovateľov lietadiel:
- Implementujte pravidelne monitorovanie vibrácií ako súčasť programov preventívnej údržby
- Zvážte vyvažovanie vrtule v teréne lepšie ako spoliehanie sa výlučne na vyváženie z výroby
- Stanovte základné vibračné charakteristiky pre každé lietadlo vo vašej flotile
- Zaškolte personál údržby v správnych postupoch vyvažovania a bezpečnostných protokoloch
Pre technikov údržby:
- Pri výbere vyvažovacích otáčok vždy zohľadnite vlastné frekvencie
- Pre presné merania používajte profesionálne vybavenie, ako napríklad Balanset
- Zdokumentujte všetky postupy vyvažovania pre zabezpečenie kvality a sledovateľnosti
- Pochopte, že vyváženie vrtule je len jednou zo súčastí celkového riadenia vibrácií.
Pre pilotov:
- Akékoľvek nezvyčajné vibrácie okamžite nahláste údržbárskemu personálu
- Uvedomte si, že rôzne letové režimy môžu vykazovať rôzne vibračné charakteristiky
- Majte na pamäti, že niektoré vibrácie môžu byť skôr štrukturálne než súvisiace s vrtuľou
- Zástanca pravidelného vyvažovanie vrtule ako investícia do bezpečnosti
SK 
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 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
RU 
SR 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI