1. พื้นฐานและแรงจูงใจสำหรับการปรับสมดุลใบพัดภาคสนาม

สองปีครึ่งที่ผ่านมา บริษัทของเราเริ่มการผลิตอุปกรณ์ "Balanset 1" อย่างต่อเนื่อง ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ การปรับสมดุลกลไกหมุนในตลับลูกปืนของตัวเอง. แนวทางการปฏิวัติครั้งนี้ อุปกรณ์ปรับสมดุลสนาม ได้เปลี่ยนแปลงวิธีการดูแลรักษาเครื่องบินของเรา

จนถึงปัจจุบัน มีการผลิตชุดอุปกรณ์มากกว่า 180 ชุด ซึ่งนำไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพในหลากหลายอุตสาหกรรม รวมถึงการผลิตและการใช้งานพัดลม โบลเวอร์ มอเตอร์ไฟฟ้า แกนหมุนเครื่องจักร ปั๊ม เครื่องบด เครื่องแยก เครื่องเหวี่ยง เพลาข้อเหวี่ยงและเพลาข้อเหวี่ยง รวมถึงกลไกอื่นๆ อย่างไรก็ตาม การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน แอปพลิเคชันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุดและท้าทายที่สุด

เมื่อเร็ว ๆ นี้ บริษัทของเราได้รับการสอบถามจากองค์กรและบุคคลจำนวนมากเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้อุปกรณ์ของเรา การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ในสภาพสนามความสนใจที่เพิ่มขึ้นนี้สะท้อนให้เห็นถึงการรับรู้ที่เพิ่มขึ้นถึงความสำคัญของการเหมาะสม การบำรุงรักษาใบพัด ด้านความปลอดภัยในการบิน

น่าเสียดายที่ผู้เชี่ยวชาญของเราซึ่งมีประสบการณ์หลายปีในการถ่วงดุลเครื่องจักรต่างๆ ไม่เคยจัดการกับความท้าทายเฉพาะด้านการบินนี้มาก่อน ดังนั้น คำแนะนำและข้อเสนอแนะที่เราสามารถมอบให้กับลูกค้าจึงค่อนข้างกว้าง และไม่ได้ช่วยให้ลูกค้าสามารถแก้ไขปัญหาที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับเครื่องบินได้อย่างมีประสิทธิภาพเสมอไป การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของเครื่องบิน and การแก้ไขความไม่สมดุลของใบพัด.

สถานการณ์เริ่มดีขึ้นในฤดูใบไม้ผลิปีนี้ เนื่องมาจากตำแหน่งที่กระตือรือร้นของ VD Chvokov ซึ่งได้จัดและมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันกับเราในการทำงานเกี่ยวกับ การปรับสมดุลใบพัด ของเครื่องบิน Yak-52 และ Su-29 ซึ่งเขาขับ ประสบการณ์การบินภาคปฏิบัติของเขา ประกอบกับความเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมของเรา ได้สร้างรากฐานที่สมบูรณ์แบบสำหรับการพัฒนาเครื่องบินที่เชื่อถือได้ ขั้นตอนการปรับสมดุลใบพัด.

2. การวิเคราะห์สมดุลใบพัดและการสั่นสะเทือนอย่างครอบคลุมของเครื่องบินผาดโผน Yak-52

2.1. บทนำสู่การตรวจสอบการสั่นสะเทือนของเครื่องบินขั้นสูง

ในเดือนพฤษภาคม – กรกฎาคม 2557 ได้มีการดำเนินงานอย่างกว้างขวาง การสำรวจการสั่นสะเทือน ของเครื่องบิน Yak-52 ที่ติดตั้งเครื่องยนต์เครื่องบิน M-14P และ การปรับสมดุลใบพัดสองใบการศึกษาที่ครอบคลุมนี้ถือเป็นการวิเคราะห์ที่ละเอียดที่สุดครั้งหนึ่งของ พลศาสตร์ของใบพัดเครื่องบิน เคยดำเนินการในสภาพภาคสนามมาแล้ว

ที่ การทรงตัวใบพัด ดำเนินการในระนาบเดียวโดยใช้ชุดปรับสมดุล "Balanset 1" หมายเลขซีเรียล 149 วิธีการปรับสมดุลระนาบเดียวนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ การปรับสมดุลแบบไดนามิก การใช้งานที่อัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของโรเตอร์ช่วยให้แก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านระนาบการแก้ไขเพียงระนาบเดียว

รูปแบบการวัดที่ใช้ระหว่าง การทรงตัวใบพัด แสดงในรูปที่ 2.1 ซึ่งแสดงให้เห็นตำแหน่งเซนเซอร์ที่แม่นยำซึ่งสำคัญต่อความแม่นยำ vibration analysis.

ในระหว่าง กระบวนการปรับสมดุลใบพัดเซ็นเซอร์ตรวจจับการสั่นสะเทือน (accelerometer) 1 ได้รับการติดตั้งบนฝาครอบด้านหน้าของกระปุกเกียร์เครื่องยนต์โดยใช้ระบบยึดแม่เหล็กบนตัวยึดที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ การจัดวางตำแหน่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะรับสัญญาณได้ดีที่สุด พร้อมกับรักษามาตรฐานความปลอดภัยที่จำเป็นสำหรับ การบำรุงรักษาอากาศยาน.

เซ็นเซอร์วัดมุมเฟสเลเซอร์ 2 ได้รับการติดตั้งบนฝาครอบกระปุกเกียร์และวางตำแหน่งให้ตรงกับเครื่องหมายสะท้อนแสงที่ติดอยู่บนใบพัดข้างหนึ่ง การกำหนดค่านี้ช่วยให้สามารถวัดมุมเฟสได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของ การแก้ไขความไม่สมดุลของใบพัด น้ำหนัก

สัญญาณแอนะล็อกจากเซ็นเซอร์ถูกส่งผ่านสายเคเบิลที่มีฉนวนป้องกันไปยังหน่วยวัดของอุปกรณ์ "Balanset 1" ซึ่งจะได้รับการประมวลผลล่วงหน้าแบบดิจิทัลที่ซับซ้อนเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนและปรับปรุงคุณภาพสัญญาณ

จากนั้นสัญญาณในรูปแบบดิจิทัลเหล่านี้จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ โดยที่อัลกอริทึมซอฟต์แวร์ขั้นสูงจะประมวลผลสัญญาณเหล่านี้และคำนวณมวลและมุมของน้ำหนักการแก้ไขที่จำเป็นเพื่อชดเชย ความไม่สมดุลของใบพัดแนวทางการคำนวณนี้ช่วยให้มั่นใจถึงความแม่นยำทางคณิตศาสตร์ใน การคำนวณสมดุล.

คำอธิบายทางเทคนิค:

• Zk - ล้อเฟืองหลักของกระปุกเกียร์
• Zs - ดาวเทียมเกียร์
• Zn - ล้อเฟืองคงที่ของกระปุกเกียร์

2.2. เทคนิคและเทคโนโลยีขั้นสูงที่ได้รับการพัฒนา

ในระหว่างการดำเนินการงานนี้ ได้มีการเรียนรู้ทักษะที่สำคัญบางประการและครอบคลุม เทคโนโลยีเพื่อปรับสมดุลใบพัดเครื่องบินในสภาพสนาม ได้รับการพัฒนาโดยใช้อุปกรณ์ "Balanset 1" ซึ่งรวมถึง:

• การเพิ่มประสิทธิภาพการติดตั้งเซ็นเซอร์: การกำหนดตำแหน่งและวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการติดตั้ง (ติด) เซ็นเซอร์การสั่นสะเทือนและมุมเฟสบนโครงสร้างเครื่องบินเพื่อเพิ่มคุณภาพสัญญาณสูงสุดในขณะที่ยังคงปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัย
• การวิเคราะห์ความถี่เรโซแนนซ์: การกำหนดความถี่เรโซแนนซ์ของชิ้นส่วนโครงสร้างต่างๆ ของเครื่องบิน (ระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์ ใบพัด) เพื่อหลีกเลี่ยงการกระตุ้นในระหว่างขั้นตอนการปรับสมดุล
• การเลือกโหมดการทำงาน: การระบุความถี่ในการหมุนของเครื่องยนต์ (โหมดการทำงาน) เพื่อให้แน่ใจว่าความไม่สมดุลที่เหลืออยู่น้อยที่สุดในระหว่าง การดำเนินการปรับสมดุลใบพัด;
• มาตรฐานคุณภาพ: การกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับความไม่สมดุลที่เหลือของใบพัดตามมาตรฐานการบินสากลและข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

นอกจากนี้ยังมีข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับ ระดับการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน ได้รับการติดตั้งเครื่องยนต์ M-14P ซึ่งมีส่วนช่วยอย่างมากต่อฐานความรู้ด้านการบำรุงรักษาอากาศยาน

ด้านล่างนี้เป็นเอกสารรายงานโดยละเอียดที่รวบรวมจากผลงานเหล่านี้ นอกเหนือจาก ผลการปรับสมดุลใบพัด, ข้อมูลที่ครอบคลุมเกี่ยวกับ การสำรวจการสั่นสะเทือน จัดเตรียมเครื่องบิน Yak-52 และ Su-29 ที่ได้รับจากการทดสอบภาคพื้นดินและการบิน

ข้อมูลเหล่านี้อาจเป็นที่สนใจอย่างมากทั้งนักบินเครื่องบินและผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้อง การบำรุงรักษาอากาศยาน, การให้ข้อมูลเชิงลึกเชิงปฏิบัติเพื่อการปรับปรุง มาตรการความปลอดภัยในการบิน.

ในระหว่างการดำเนินงานนี้โดยคำนึงถึงประสบการณ์ที่ได้รับจาก การปรับสมดุลใบพัด ของเครื่องบิน Su-29 และ Yak-52 ได้มีการดำเนินการศึกษาวิจัยเชิงลึกเพิ่มเติมหลายประการ ได้แก่:

• การวิเคราะห์ความถี่ธรรมชาติ: การกำหนดความถี่ธรรมชาติของเครื่องยนต์และการสั่นของใบพัดของเครื่องบิน Yak-52
• การประเมินการสั่นสะเทือนของเที่ยวบิน: การตรวจสอบขนาดและองค์ประกอบสเปกตรัมของการสั่นสะเทือนในห้องโดยสารของนักบินคนที่สองระหว่างการบินหลังจาก การทรงตัวใบพัด;
• การเพิ่มประสิทธิภาพระบบ: การตรวจสอบขนาดและองค์ประกอบสเปกตรัมของการสั่นสะเทือนในห้องโดยสารของนักบินคนที่สองระหว่างการบินหลังจาก การทรงตัวใบพัด และปรับความตึงของโช๊คอัพเครื่องยนต์

2.3. ผลการศึกษาความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเครื่องยนต์และใบพัด

ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งอยู่บนโช้คอัพภายในตัวเครื่องบิน ถูกกำหนดโดยใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม AD-3527 ระดับมืออาชีพจาก A&D (ประเทศญี่ปุ่น) ผ่านการกระตุ้นการกระแทกแบบควบคุมของการสั่นของเครื่องยนต์ วิธีการนี้ถือเป็นมาตรฐานทองคำใน การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

ในสเปกตรัมการสั่นตามธรรมชาติของระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์อากาศยาน Yak-52 ซึ่งตัวอย่างแสดงในรูปที่ 2.2 ความถี่หลักสี่ความถี่ได้รับการระบุด้วยความแม่นยำสูง ได้แก่ 20 เฮิรตซ์ 74 เฮิรตซ์ 94 เฮิรตซ์ และ 120 เฮิรตซ์ ความถี่เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจ พฤติกรรมไดนามิกของเครื่องบิน และเพิ่มประสิทธิภาพ ขั้นตอนการปรับสมดุลใบพัด.

ความถี่ธรรมชาติของใบพัดยังถูกกำหนดโดยใช้วิธีการกระตุ้นแรงกระแทกที่เข้มงวดแบบเดียวกัน เพื่อให้แน่ใจว่าวิธีการวัดมีความสอดคล้องกัน

ในการวิเคราะห์เชิงลึกนี้ มีการระบุความถี่หลักสี่ความถี่ ได้แก่ 36 เฮิรตซ์ 80 เฮิรตซ์ 104 เฮิรตซ์ และ 134 เฮิรตซ์ ความถี่เหล่านี้แสดงถึงโหมดการสั่นสะเทือนที่แตกต่างกันของใบพัด และมีความสำคัญต่อ การเพิ่มประสิทธิภาพการปรับสมดุลใบพัด.

2.4. ผลการปรับสมดุลใบพัดและการวิเคราะห์ประสิทธิภาพ

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น การทรงตัวใบพัด ดำเนินการในระนาบเดียว ส่งผลให้สามารถชดเชยความไม่สมดุลของแรงใบพัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้เหมาะเป็นพิเศษสำหรับใบพัดที่มีขนาดแกนค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับเส้นผ่านศูนย์กลาง

การแสดง การปรับสมดุลแบบไดนามิกในสองระนาบซึ่งในทางทฤษฎีแล้วจะช่วยให้สามารถชดเชยความไม่สมดุลของทั้งแรงและโมเมนต์ของใบพัดได้นั้น ไม่สามารถทำได้ในทางเทคนิค เนื่องจากการออกแบบใบพัดที่ติดตั้งบนเครื่องบิน Yak-52 อนุญาตให้สร้างระนาบการแก้ไขที่เข้าถึงได้เพียงระนาบเดียว ข้อจำกัดนี้พบได้บ่อยในการติดตั้งใบพัดของเครื่องบินหลายลำ

ที่ การทรงตัวใบพัด ดำเนินการที่ความถี่การหมุนที่เลือกอย่างระมัดระวังที่ 1150 รอบต่อนาที (สูงสุด 60%) ซึ่งทำให้สามารถวัดการสั่นสะเทือนได้อย่างเสถียรที่สุดทั้งในแง่ของแอมพลิจูดและเฟสตั้งแต่เริ่มต้น การเลือกความถี่นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองความสามารถในการทำซ้ำและความแม่นยำของการวัด

ที่ ขั้นตอนการปรับสมดุลใบพัด ปฏิบัติตามรูปแบบ "สองรอบ" ที่เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม ซึ่งให้ผลลัพธ์ทางคณิตศาสตร์ที่มั่นคง:

1. การวัดเบื้องต้น: ในระหว่างการทำงานครั้งแรก แอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของใบพัดในสถานะเริ่มต้นได้รับการกำหนดด้วยความแม่นยำสูง
2. การทดสอบน้ำหนัก: ในระหว่างการทำงานครั้งที่สอง แอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของใบพัดหลังจากติดตั้งมวลทดลองที่คำนวณอย่างแม่นยำที่ 7 กรัมบนใบพัดได้รับการกำหนด
3. ขั้นตอนการคำนวณ: จากข้อมูลที่ครอบคลุมเหล่านี้ มวล M = 19.5 กรัม และมุมการติดตั้งน้ำหนักแก้ไข F = 32° ได้รับการคำนวณโดยใช้อัลกอริทึมซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน

2.5 การประเมินการสั่นสะเทือนที่ครอบคลุมที่ความถี่การทำงานหลายความถี่

ผลการตรวจสอบการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน Yak-52 ที่ดำเนินการในโหมดการทำงานของเครื่องยนต์อื่นๆ ที่ได้จากการทดสอบภาคพื้นดินอย่างละเอียด แสดงในตารางที่ 2.1 การวิเคราะห์หลายความถี่นี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ การทรงตัวใบพัด ครอบคลุมทั่วทั้งขอบเขตการปฏิบัติการ

ตามที่เห็นได้ชัดเจนจากตาราง การทรงตัวใบพัด ส่งผลดีต่อลักษณะการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน Yak-52 ในทุกโหมดการทำงาน แสดงให้เห็นถึงความทนทานของโซลูชันการปรับสมดุล

2.6 การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนระหว่างเที่ยวบินก่อนและหลังการปรับโช้คอัพ

นอกจากนี้ ในระหว่างการทดสอบภาคพื้นดินอย่างครอบคลุม พบว่ามีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การสั่นสะเทือนของเครื่องบิน ได้รับการระบุด้วยการเพิ่มขึ้นของความถี่ในการหมุนของใบพัด ปรากฏการณ์นี้ให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์การทำงานและ ลักษณะการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

การลดการสั่นสะเทือนนี้สามารถอธิบายได้ด้วยการลดความถี่การหมุนของใบพัดลงอย่างมากจากความถี่การสั่นตามธรรมชาติของเครื่องบินบนตัวถัง (สันนิษฐานว่า 20 เฮิรตซ์) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความถี่การหมุนของใบพัดเพิ่มขึ้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการทำความเข้าใจ พฤติกรรมไดนามิกของเครื่องบิน เพื่อการทำงานที่เหมาะสมที่สุด

นอกเหนือจากการทดสอบการสั่นสะเทือนอย่างครอบคลุมที่ดำเนินการภายหลัง การทรงตัวใบพัด บนพื้นดิน (ดูหัวข้อ 2.4) การวัดการสั่นสะเทือนโดยละเอียดของเครื่องบิน Yak-52 ในระหว่างบินได้ดำเนินการโดยใช้เครื่องมือขั้นสูง

วิธีการทดสอบการบิน: มีการวัดการสั่นสะเทือนระหว่างการบินในห้องโดยสารของนักบินคนที่สองในแนวตั้งโดยใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมการสั่นสะเทือนแบบพกพารุ่น AD-3527 ของบริษัท A&D (ประเทศญี่ปุ่น) ในช่วงความถี่ตั้งแต่ 5 ถึง 200 (500) เฮิรตซ์ ช่วงความถี่ที่ครอบคลุมนี้ช่วยให้สามารถบันทึกองค์ประกอบการสั่นสะเทือนที่สำคัญทั้งหมดได้

การวัดถูกดำเนินการอย่างเป็นระบบที่โหมดความเร็วเครื่องยนต์หลัก 5 โหมด เท่ากับ 60%, 65%, 70% และ 82% ตามลำดับของความถี่การหมุนสูงสุด ซึ่งให้การวิเคราะห์สเปกตรัมการทำงานที่ครบถ้วน

ผลการวัดที่ดำเนินการก่อนปรับโช้คอัพจะแสดงอยู่ในตาราง 2.2 โดยละเอียดด้านล่าง

ตัวอย่างการวิเคราะห์สเปกตรัมโดยละเอียด ได้แก่ รูปที่ 2.3 และ 2.4 ที่แสดงกราฟสเปกตรัมจริงที่ได้เมื่อวัดการสั่นสะเทือนในห้องโดยสารของเครื่องบิน Yak-52 ที่โหมด 60% และ 94% ซึ่งใช้ในการรวบรวมข้อมูลอย่างครอบคลุมในตารางที่ 2.2

เนื่องจากพบการสั่นสะเทือนอย่างมีนัยสำคัญที่ฮาร์มอนิกเพลาข้อเหวี่ยงที่ 2 ระหว่างการทดสอบการสั่นสะเทือนอย่างครอบคลุมที่โหมดปกติและโหมดออกตัวแรกของเครื่องยนต์ จึงได้ดำเนินการตรวจสอบและปรับแรงขันของโช้คอัพช่วงล่างเครื่องยนต์อย่างเป็นระบบ

ผลการทดสอบเปรียบเทียบที่ได้รับก่อนและหลังการปรับโช้คอัพตามความถี่การหมุนของใบพัด (V_ว1) และฮาร์มอนิกที่ 2 ของความถี่การหมุนเพลาข้อเหวี่ยง (V_к2) แสดงไว้ในตารางที่ 2.3

จากตารางที่ 2.3 จะเห็นได้ว่าการปรับตัวดูดซับแรงกระแทกไม่ได้ส่งผลให้ส่วนประกอบการสั่นสะเทือนหลักของเครื่องบินได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ และในบางกรณีอาจส่งผลให้ส่วนประกอบเหล่านั้นเสื่อมสภาพลงเพียงเล็กน้อยด้วยซ้ำ

2.7. ข้อสรุปทางวิชาชีพและคำแนะนำทางวิศวกรรม

2.6.1. ประสิทธิภาพการปรับสมดุลใบพัด

ที่ การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน Yak-52ซึ่งดำเนินการที่ความถี่การหมุนใบพัด 1,150 รอบต่อนาที (60%) ประสบความสำเร็จในการลดการสั่นสะเทือนของใบพัดจาก 10.2 มม./วินาที เหลือ 4.2 มม./วินาที อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งแสดงถึงการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในความราบรื่นในการทำงานของเครื่องบิน

จากประสบการณ์อันกว้างขวางที่ได้รับระหว่าง การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน Yak-52 และ Su-29 ด้วยการใช้อุปกรณ์ "Balanset-1" ระดับมืออาชีพ จึงมั่นใจได้ว่ามีความเป็นไปได้จริงในการลดระดับการสั่นสะเทือนของใบพัดเครื่องบิน Yak-52 ได้มากยิ่งขึ้น

การปรับปรุงเพิ่มเติมนี้สามารถทำได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการเลือกความถี่การหมุนใบพัดที่ต่างกัน (สูงกว่า) ในระหว่างขั้นตอนการปรับสมดุล ช่วยให้ปรับความถี่จากความถี่การสั่นตามธรรมชาติของเครื่องบินที่ 20 เฮิรตซ์ (1,200 รอบต่อนาที) ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ซึ่งได้รับการระบุอย่างแม่นยำระหว่างการทดสอบที่ครอบคลุม

2.6.2. การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนจากหลายแหล่ง

ตามที่แสดงให้เห็นโดยผลการทดสอบการสั่นสะเทือนอย่างครอบคลุมของเครื่องบิน Yak-52 ในระหว่างบิน สเปกตรัมการสั่นสะเทือน (นอกเหนือจากส่วนประกอบที่กล่าวถึงข้างต้นที่ปรากฏที่ความถี่การหมุนของใบพัด) ยังประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญอื่นๆ อีกหลายส่วนที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเพลาข้อเหวี่ยง กลุ่มลูกสูบของเครื่องยนต์ ตลอดจนไดรฟ์คอมเพรสเซอร์อากาศ (และ/หรือเซ็นเซอร์ความถี่)

ขนาดของการสั่นสะเทือนเหล่านี้ในโหมด 60%, 65% และ 70% นั้นเทียบได้กับขนาดของการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับ ความไม่สมดุลของใบพัดซึ่งระบุว่าแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนหลายแหล่งมีส่วนทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของเครื่องบินโดยรวม

การวิเคราะห์โดยละเอียดของการสั่นสะเทือนเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าแม้แต่การกำจัดการสั่นสะเทือนออกจาก ความไม่สมดุลของใบพัด จะลดการสั่นสะเทือนของเครื่องบินทั้งหมดในโหมดเหล่านี้ได้ไม่เกิน 1.5 เท่า โดยเน้นย้ำถึงความสำคัญของแนวทางแบบองค์รวม การจัดการการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

2.6.3. การระบุโหมดการทำงานที่สำคัญ

การสั่นสะเทือนรวมสูงสุด V_∑ ของเครื่องบิน Yak-52 พบในโหมดความเร็ว 82% (1,580 รอบต่อนาทีของใบพัด) และ 94% (1,830 รอบต่อนาทีของใบพัด) โดยระบุว่าเป็นสภาวะการทำงานที่สำคัญที่ต้องได้รับความเอาใจใส่เป็นพิเศษ

ส่วนประกอบหลักของการสั่นสะเทือนนี้จะปรากฏที่ฮาร์มอนิกที่ 2 ของความถี่การหมุนเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ V_к2 (ที่ความถี่ 4,800 รอบ/นาที หรือ 5,520 รอบ/นาที) โดยจะไปถึงค่าที่น่าพึงพอใจที่ 12.5 มม./วินาที และ 15.8 มม./วินาที ตามลำดับ

สามารถสรุปได้อย่างสมเหตุสมผลว่าส่วนประกอบนี้เกี่ยวข้องกับการทำงานพื้นฐานของกลุ่มลูกสูบของเครื่องยนต์ (กระบวนการกระแทกเกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่สองครั้งของลูกสูบต่อหนึ่งรอบของเพลาข้อเหวี่ยง)

การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของส่วนประกอบนี้ในโหมด 82% (ชื่อแรก) และ 94% (การบินขึ้น) มีแนวโน้มว่าเกิดจากข้อบกพร่องทางกลไกในกลุ่มลูกสูบไม่ใช่จากความบกพร่อง แต่เกิดจากการสั่นพ้องของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งอยู่ในตัวเครื่องบินบนโช้คอัพ

การปรับโช้คอัพอย่างเป็นระบบที่ดำเนินการในระหว่างการทดสอบไม่ได้ส่งผลให้คุณลักษณะการสั่นสะเทือนดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

สถานการณ์นี้อาจถือได้ว่าผู้พัฒนาเครื่องบินพิจารณาการออกแบบเมื่อเลือกใช้ระบบติดตั้งเครื่องยนต์ (ระบบกันสะเทือน) ในตัวถังเครื่องบิน โดยชี้ให้เห็นพื้นที่ที่มีศักยภาพสำหรับการปรับปรุงการออกแบบเครื่องบินในอนาคต

2.6.4. คำแนะนำในการตรวจติดตามการวินิจฉัย

ข้อมูลที่ครอบคลุมที่ได้รับระหว่าง การทรงตัวใบพัด และการทดสอบการสั่นสะเทือนเพิ่มเติม (ดูผลการทดสอบการบินในส่วน 2.6) ช่วยให้สรุปได้ว่า การตรวจสอบการสั่นสะเทือน อาจมีประโยชน์อย่างยิ่งในการประเมินวินิจฉัยสภาพทางเทคนิคของเครื่องยนต์เครื่องบิน

งานวินิจฉัยดังกล่าวสามารถดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การใช้เครื่อง "Balanset-1" ระดับมืออาชีพ ซึ่งมีซอฟต์แวร์ขั้นสูงที่รวมฟังก์ชันการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของสเปกตรัมที่ซับซ้อน ช่วยให้สามารถดำเนินกลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้

3. ผลลัพธ์ที่ครอบคลุมของการปรับสมดุลใบพัดและการสำรวจการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน MTV-9-KC/CL 260-27 ของเครื่องบินผาดโผน Su-29

3.1. บทนำสู่การปรับสมดุลใบพัดสามใบ

วันที่ 15 มิถุนายน 2557 ได้มีการประชุมหารืออย่างครอบคลุม การปรับสมดุลใบพัดสามใบ MTV-9-KC/CL 260-27 ของเครื่องยนต์อากาศยาน M-14P ของเครื่องบินผาดโผน Su-29 ได้ดำเนินการโดยใช้เทคนิคการปรับสมดุลสนามขั้นสูง

ผู้ผลิตระบุว่าใบพัดได้รับการปรับสมดุลแบบคงที่เบื้องต้นที่โรงงาน ซึ่งเห็นได้จากการมีน้ำหนักแก้ไขในระนาบที่ 1 ซึ่งติดตั้งอยู่ที่โรงงานผลิต อย่างไรก็ตาม จากการวิเคราะห์ของเราในภายหลังพบว่า การปรับสมดุลโรงงาน มักจะพิสูจน์ว่าไม่เพียงพอต่อประสิทธิภาพการทำงานภาคสนามที่เหมาะสมที่สุด

ที่ การทรงตัวของใบพัดติดตั้งโดยตรงบนเครื่องบิน Su-29 ดำเนินการโดยใช้ชุดปรับสมดุลการสั่นสะเทือน "Balanset-1" ระดับมืออาชีพ หมายเลขซีเรียล 149 แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ อุปกรณ์ปรับสมดุลสนาม สำหรับการใช้งานด้านการบิน

รูปแบบการวัดที่ใช้ระหว่าง การทรงตัวใบพัด ขั้นตอนแสดงไว้ในรูปที่ 3.1 แสดงให้เห็นถึงความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับ การปรับสมดุลใบพัดสามใบ.

ในระหว่าง กระบวนการปรับสมดุลใบพัดเซ็นเซอร์ตรวจจับการสั่นสะเทือน (เครื่องวัดความเร่ง) 1 ได้รับการติดตั้งบนตัวเรือนกระปุกเกียร์เครื่องยนต์โดยใช้ระบบยึดแม่เหล็กบนตัวยึดที่ออกแบบเป็นพิเศษ เพื่อให้แน่ใจว่าจะรับสัญญาณได้ดีที่สุดสำหรับ การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

เซ็นเซอร์มุมเฟสเลเซอร์ 2 ยังติดตั้งอยู่บนตัวเรือนกระปุกเกียร์และวางแนวไปที่เครื่องหมายสะท้อนแสงที่ใช้กับใบพัดใบหนึ่ง ทำให้สามารถวัดมุมเฟสได้อย่างแม่นยำ ซึ่งจำเป็นสำหรับความแม่นยำ การแก้ไขความไม่สมดุลของใบพัด.

สัญญาณแอนะล็อกจากเซ็นเซอร์ถูกส่งผ่านสายเคเบิลที่มีฉนวนป้องกันไปยังหน่วยวัดของอุปกรณ์ "Balanset-1" ซึ่งจะได้รับการประมวลผลล่วงหน้าแบบดิจิทัลที่ซับซ้อนเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณมีคุณภาพและแม่นยำ

จากนั้นสัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งในรูปแบบดิจิทัลไปยังคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะมีการประมวลผลซอฟต์แวร์ขั้นสูงของสัญญาณเหล่านี้ และมวลและมุมของน้ำหนักแก้ไขที่จำเป็นเพื่อชดเชย ความไม่สมดุลของใบพัด ได้รับการคำนวณด้วยความแม่นยำทางคณิตศาสตร์

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของกระปุกเกียร์:

• ซี_เค - เฟืองหลักของกระปุกเกียร์มีฟัน 75 ซี่
• ซี_ค - ชุดเฟืองดาวเทียม จำนวน 6 ชิ้น ชิ้นละ 18 ฟัน
• ซี_n - เฟืองเกียร์คงที่แบบมีฟัน 39 ซี่

ก่อนที่จะดำเนินงานที่ครอบคลุมนี้ พิจารณาจากประสบการณ์อันมีค่าที่ได้รับจาก การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน Yak-52มีการดำเนินการศึกษาวิจัยเชิงวิจารณ์เพิ่มเติมจำนวนหนึ่ง ซึ่งรวมถึง:

• การวิเคราะห์ความถี่ธรรมชาติ: การกำหนดความถี่ธรรมชาติของเครื่องยนต์เครื่องบิน Su-29 และการสั่นของใบพัดเพื่อปรับพารามิเตอร์สมดุลให้เหมาะสม
• การประเมินการสั่นสะเทือนพื้นฐาน: การตรวจสอบขนาดและองค์ประกอบสเปกตรัมของการสั่นสะเทือนเริ่มต้นในห้องโดยสารของนักบินคนที่สองก่อนที่จะปรับสมดุลเพื่อสร้างเงื่อนไขพื้นฐาน

3.2. ผลการศึกษาความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเครื่องยนต์และใบพัด

ความถี่ธรรมชาติของการสั่นของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งบนโช้คอัพในตัวเครื่องบิน ถูกกำหนดโดยใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม AD-3527 ระดับมืออาชีพจาก A&D (ญี่ปุ่น) ผ่านการกระตุ้นการกระแทกที่ควบคุมของการสั่นของเครื่องยนต์ เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำ การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

ในสเปกตรัมของการสั่นตามธรรมชาติของระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์ (ดูรูปที่ 3.2) มีการระบุความถี่หลัก 6 ความถี่ด้วยความแม่นยำสูง ได้แก่ 16 เฮิรตซ์, 22 เฮิรตซ์, 37 เฮิรตซ์, 66 เฮิรตซ์, 88 เฮิรตซ์ และ 120 เฮิรตซ์ การวิเคราะห์ความถี่ที่ครอบคลุมนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับให้เหมาะสมที่สุด ขั้นตอนการปรับสมดุลใบพัด.

ข้อสันนิษฐานนี้ได้รับการยืนยันจากผลลัพธ์ของการตรวจสอบความถี่ธรรมชาติของการแกว่งของใบพัด ซึ่งได้มาจากวิธีการกระตุ้นแรงกระแทกที่เข้มงวดเช่นกัน

ในสเปกตรัมของการแกว่งตามธรรมชาติของใบพัด (ดูรูปที่ 3.3) มีการระบุความถี่หลักสามความถี่ ได้แก่ 37 เฮิรตซ์ 100 เฮิรตซ์ และ 174 เฮิรตซ์ ซึ่งยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ตามธรรมชาติของใบพัดและเครื่องยนต์

3.3. การตรวจสอบการสั่นสะเทือนในห้องนักบินที่สองของเครื่องบิน Su-29 บนพื้นดินก่อนทำการทรงตัว

ลักษณะการสั่นสะเทือนเบื้องต้นของเครื่องบิน Su-29 ที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ การทรงตัวใบพัดได้รับการวัดในห้องนักบินที่สองในแนวตั้งโดยใช้เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมการสั่นสะเทือนแบบพกพารุ่น AD-3527 ของบริษัท A&D (ประเทศญี่ปุ่น) ในช่วงความถี่ตั้งแต่ 5 ถึง 200 เฮิรตซ์

การวัดจะดำเนินการอย่างเป็นระบบที่โหมดความเร็วเครื่องยนต์หลักสี่โหมด เท่ากับ 60%, 65%, 70% และ 82% ตามลำดับของความถี่การหมุนสูงสุด โดยให้ข้อมูลพื้นฐานที่ครอบคลุมสำหรับ การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

ผลลัพธ์ที่ครอบคลุมที่ได้รับแสดงไว้ในตาราง 3.1

จากตารางที่ 3.1 จะเห็นได้ว่าส่วนประกอบหลักของการสั่นสะเทือนปรากฏที่ความถี่การหมุนของใบพัด V_ว1,เครื่องยนต์เพลาข้อเหวี่ยงวี_к1และตัวขับเคลื่อนเครื่องอัดอากาศ (และ/หรือเซ็นเซอร์ความถี่) V_นเช่นเดียวกับฮาร์มอนิกที่ 2 ของเพลาข้อเหวี่ยง V_к2 และอาจเป็นฮาร์โมนิคลำดับที่ 3 (ใบมีด) ของใบพัด V_в3ซึ่งมีความถี่ใกล้เคียงกับฮาร์โมนิคที่สองของเพลาข้อเหวี่ยง

ที่โหมดความเร็ว 65% และ 82% การเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในส่วนประกอบ V_к2 (วี_в3) ก็ถูกสังเกตเช่นกัน ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยการสั่นพ้องของส่วนประกอบเครื่องบินแต่ละชิ้น

แอมพลิจูดขององค์ประกอบสเปกตรัมที่เกี่ยวข้องกับ ความไม่สมดุลของใบพัด วี_ว1ซึ่งระบุที่โหมดความเร็วหลักก่อนการปรับสมดุล อยู่ระหว่าง 2.4 ถึง 5.7 มม./วินาที ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่าค่าของ V_к2 ในโหมดที่สอดคล้องกัน

ยิ่งไปกว่านั้น จากตารางที่ 3.1 จะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงเมื่อสลับจากโหมดหนึ่งไปเป็นอีกโหมดหนึ่งนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยคุณภาพของการปรับสมดุลเพียงอย่างเดียว แต่ยังรวมถึงระดับของการปรับความถี่การหมุนของใบพัดให้แตกต่างจากความถี่ธรรมชาติขององค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องบินด้วย

3.4. ผลการปรับสมดุลใบพัดและการวิเคราะห์ประสิทธิภาพ

ที่ การทรงตัวใบพัด ดำเนินการในระนาบเดียวด้วยความถี่การหมุนที่เลือกอย่างระมัดระวัง ผลจากการปรับสมดุลดังกล่าวทำให้ความไม่สมดุลของแรงพลวัตของใบพัดได้รับการชดเชยอย่างมีประสิทธิภาพ แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ การปรับสมดุลระนาบเดียว สำหรับใบพัดแบบสามใบนี้

ด้านล่างนี้เป็นรายละเอียดโปรโตคอลการปรับสมดุล ซึ่งระบุขั้นตอนทั้งหมดสำหรับการรับรองคุณภาพและการอ้างอิงในอนาคต

ที่ การทรงตัวใบพัด ดำเนินการที่ความถี่การหมุนของใบพัดที่ 1,350 รอบต่อนาที และเกี่ยวข้องกับการวัดที่แม่นยำ 2 ครั้งโดยปฏิบัติตามขั้นตอนมาตรฐานอุตสาหกรรม

น่าเสียดายที่การตรวจสอบผลกระทบของคุณภาพการปรับสมดุลต่อระดับการสั่นสะเทือนของเครื่องบินในระหว่างการบินไม่ได้รับการดำเนินการเนื่องจากใบพัดได้รับความเสียหายโดยไม่ได้ตั้งใจในระหว่างการฝึกบินครั้งหนึ่ง ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการดำเนินการทดสอบอย่างครอบคลุมทันทีหลังจากขั้นตอนการปรับสมดุล

3.5. ข้อสรุปทางวิชาชีพและคำแนะนำทางวิศวกรรม

3.5.1. ประสิทธิภาพการทรงตัวที่ยอดเยี่ยม

ที่ การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน Su-29ซึ่งดำเนินการในระนาบเดียวที่ความถี่การหมุนของใบพัด 1,350 รอบต่อนาที (70%) ประสบความสำเร็จในการลดการสั่นสะเทือนของใบพัดจาก 6.7 มม./วินาที เหลือ 1.5 มม./วินาที แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่โดดเด่นของ การปรับสมดุลใบพัดภาคสนาม เทคนิคต่างๆ

ระดับการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับ ความไม่สมดุลของใบพัด ในโหมดความเร็วอื่นก็ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน และยังคงอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้สูงที่ 1 ถึง 2.5 มม./วินาที ซึ่งยืนยันถึงความทนทานของโซลูชันการปรับสมดุลตลอดสเปกตรัมการทำงานทั้งหมด

3.5.2. คำแนะนำด้านการประกันคุณภาพ

เพื่อชี้แจงสาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับผลการปรับสมดุลที่ไม่น่าพอใจที่ดำเนินการในโรงงานผลิต ขอแนะนำอย่างยิ่งให้ตรวจสอบการวิ่งออกแนวรัศมีของใบพัดบนเพลาส่งออกของกระปุกเกียร์เครื่องยนต์เครื่องบิน เนื่องจากสิ่งนี้ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการบรรลุผลที่ดีที่สุด ผลการปรับสมดุลใบพัด.

การสืบสวนนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างโรงงานและ การปรับสมดุลของสนาม ข้อกำหนดที่อาจนำไปสู่การปรับปรุงกระบวนการผลิตและขั้นตอนการควบคุมคุณภาพ

ภาคผนวก 1: โปรโตคอลการสร้างสมดุลแบบมืออาชีพ