การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบินอย่างมืออาชีพในสภาพสนาม – คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ


การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบินในสภาพสนาม: แนวทางวิศวกรรมมืออาชีพ

โดยหัวหน้าวิศวกร VD Feldman
BSTU "Voenmech" ตั้งชื่อตาม DF Ustinov
คณะอาวุธและระบบยุทโธปกรณ์ “E”
ภาควิชา E7 “กลศาสตร์ของวัตถุแข็งที่เปลี่ยนรูปได้”
หัวหน้าวิศวกรและผู้พัฒนาเครื่องมือ Balanset Series

แก้ไขโดย NA Shelkovenko
เพิ่มประสิทธิภาพด้วย AI

เมื่อเครื่องยนต์เครื่องบินเกิดการสั่นสะเทือนมากเกินไประหว่างการบิน ไม่ใช่แค่ปัญหาทางกลไกเท่านั้น แต่ยังเป็นปัญหาความปลอดภัยที่สำคัญที่ต้องได้รับการแก้ไขอย่างเร่งด่วน ใบพัดที่ไม่สมดุลอาจนำไปสู่ความล้มเหลวร้ายแรง ซึ่งส่งผลกระทบต่อทั้งความสมบูรณ์ของเครื่องบินและความปลอดภัยของนักบิน การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมนี้นำเสนอวิธีการที่ผ่านการทดสอบภาคสนามสำหรับ การทรงตัวใบพัด โดยใช้อุปกรณ์พกพาขั้นสูงจากประสบการณ์จริงอันยาวนานกับเครื่องบินประเภทต่างๆ

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.

รูปแบบการวัดแบบมืออาชีพสำหรับการปรับสมดุลใบพัด Yak-52
รูปที่ 2.1 รูปแบบการวัดเพื่อปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน Yak-52 – การตั้งค่าทางเทคนิค

คำอธิบายทางเทคนิค:

  • Zk – เฟืองหลักของกระปุกเกียร์
  • Zs – ดาวเทียมกระปุกเกียร์
  • 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

2.2. 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.

การวิเคราะห์สเปกตรัมความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์ Yak-52
รูปที่ 2.2 สเปกตรัมความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์เครื่องบิน Yak-52 – สำคัญต่อการปรับสมดุลให้เหมาะสมที่สุด

การวิเคราะห์ความถี่และผลกระทบ:

ความถี่ 74 เฮิรตซ์ 94 เฮิรตซ์ และ 120 เฮิรตซ์ น่าจะเกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะของระบบยึดเครื่องยนต์ (ระบบกันสะเทือน) กับตัวเครื่องบิน ความถี่เหล่านี้ต้องหลีกเลี่ยงอย่างระมัดระวังในระหว่าง การดำเนินการปรับสมดุลใบพัด เพื่อป้องกันการกระตุ้นด้วยคลื่นเรโซแนนซ์

ความถี่ 20 เฮิรตซ์น่าจะเกี่ยวข้องกับการสั่นตามธรรมชาติของเครื่องบินทั้งลำบนตัวถังล้อลงจอด ซึ่งเป็นโหมดพื้นฐานของโครงสร้างเครื่องบินทั้งหมด

ความถี่ธรรมชาติของใบพัดยังถูกกำหนดโดยใช้วิธีการกระตุ้นแรงกระแทกที่เข้มงวดแบบเดียวกัน เพื่อให้แน่ใจว่าวิธีการวัดมีความสอดคล้องกัน

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

ความสำคัญทางวิศวกรรม:

ข้อมูลเกี่ยวกับความถี่ธรรมชาติของการสั่นของใบพัดเครื่องบิน Yak-52 และการสั่นของเครื่องยนต์อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเลือก ความถี่ในการหมุนของใบพัด ใช้ในระหว่างการปรับสมดุล เงื่อนไขหลักในการเลือกความถี่นี้คือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปรับลดความถี่ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จากความถี่ธรรมชาติขององค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องบิน เพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะเรโซแนนซ์ที่อาจขยายการสั่นสะเทือนแทนที่จะลดการสั่นสะเทือน

นอกจากนี้ การทราบความถี่ธรรมชาติของส่วนประกอบและชิ้นส่วนแต่ละชิ้นของเครื่องบินอาจมีประโยชน์อย่างยิ่งในการระบุสาเหตุของการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (ในกรณีของการสั่นพ้อง) ในส่วนประกอบบางส่วนของสเปกตรัมการสั่นสะเทือนที่โหมดความเร็วเครื่องยนต์ต่างๆ ช่วยให้สามารถใช้กลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้

2.3. 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

ความท้าทายและแนวทางแก้ไขในการนำไปปฏิบัติจริง:

เนื่องจากคุณลักษณะการออกแบบของใบพัดที่ไม่อนุญาตให้ติดตั้งน้ำหนักแก้ไขที่มุม 32° ตามที่ทฤษฎีกำหนด จึงได้ติดตั้งน้ำหนักเทียบเท่าสองอันอย่างมีกลยุทธ์บนใบพัดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ผลรวมเวกเตอร์เท่ากัน:

  • น้ำหนัก M1 = 14 กรัม ที่มุม F1 = 0° (ตำแหน่งอ้างอิง)
  • น้ำหนัก M2 = 8.3 กรัม ที่มุม F2 = 60° (ตำแหน่งออฟเซ็ต)

แนวทางน้ำหนักคู่นี้แสดงให้เห็นถึงความยืดหยุ่นที่จำเป็นในทางปฏิบัติ การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน การดำเนินงานซึ่งจะต้องปรับโซลูชันเชิงทฤษฎีให้เข้ากับข้อจำกัดในโลกแห่งความเป็นจริง

ผลลัพธ์เชิงปริมาณที่ได้รับ:

หลังจากติดตั้งน้ำหนักแก้ไขที่กำหนดบนใบพัดแล้ว การสั่นสะเทือนจะวัดที่ความถี่การหมุน 1,150 รอบต่อนาทีและเกี่ยวข้องกับ ความไม่สมดุลของใบพัด ลดลงอย่างมากจาก 10.2 มม./วินาที ในสถานะเริ่มต้นถึง 4.2 มม./วินาที หลังจากการปรับสมดุล – แสดงถึง การปรับปรุง 59% ในการลดการสั่นสะเทือน

ในแง่ของการวัดปริมาณความไม่สมดุลที่แท้จริง ความไม่สมดุลของใบพัดลดลงจาก 2340 กรัม*มม. ถึง 963 กรัม*มม.แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ ขั้นตอนการปรับสมดุลสนาม.

2.4 การประเมินการสั่นสะเทือนที่ครอบคลุมที่ความถี่การทำงานหลายความถี่

ผลการตรวจสอบการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน Yak-52 ที่ดำเนินการในโหมดการทำงานของเครื่องยนต์อื่นๆ ที่ได้จากการทดสอบภาคพื้นดินอย่างละเอียด แสดงในตารางที่ 2.1 การวิเคราะห์หลายความถี่นี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ การทรงตัวใบพัด ครอบคลุมทั่วทั้งขอบเขตการปฏิบัติการ

ตามที่เห็นได้ชัดเจนจากตาราง การทรงตัวใบพัด ส่งผลดีต่อลักษณะการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน Yak-52 ในทุกโหมดการทำงาน แสดงให้เห็นถึงความทนทานของโซลูชันการปรับสมดุล

ตาราง 2.1 ผลการสั่นสะเทือนระหว่างโหมดการทำงาน

เลขที่ การตั้งค่ากำลังเครื่องยนต์ (%) ความถี่การหมุนของใบพัด (รอบต่อนาที) ความเร็วการสั่นสะเทือน RMS (มม./วินาที) คะแนนการปรับปรุง
1 60 1153 4.2 ยอดเยี่ยม
2 65 1257 2.6 โดดเด่น
3 70 1345 2.1 โดดเด่น
4 82 1572 1.25 พิเศษ

2.5 การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนระหว่างเที่ยวบินก่อนและหลังการปรับโช้คอัพ

นอกจากนี้ ในระหว่างการทดสอบภาคพื้นดินอย่างครอบคลุม พบว่ามีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การสั่นสะเทือนของเครื่องบิน ได้รับการระบุด้วยการเพิ่มขึ้นของความถี่ในการหมุนของใบพัด ปรากฏการณ์นี้ให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์การทำงานและ ลักษณะการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

การลดการสั่นสะเทือนนี้สามารถอธิบายได้ด้วยการลดความถี่การหมุนของใบพัดลงอย่างมากจากความถี่การสั่นตามธรรมชาติของเครื่องบินบนตัวถัง (สันนิษฐานว่า 20 เฮิรตซ์) ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความถี่การหมุนของใบพัดเพิ่มขึ้น สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการทำความเข้าใจ พฤติกรรมไดนามิกของเครื่องบิน เพื่อการทำงานที่เหมาะสมที่สุด

นอกเหนือจากการทดสอบการสั่นสะเทือนอย่างครอบคลุมที่ดำเนินการภายหลัง การทรงตัวใบพัด บนพื้นดิน (ดูหัวข้อ 2.3) 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

ตาราง 2.2 การวิเคราะห์ส่วนประกอบสเปกตรัมการสั่นสะเทือนโดยละเอียด

โหมด กำลังไฟฟ้า (%) รอบต่อนาที วีว1 (เฮิร์ตซ์) แอมป์ วีว1 วี (เฮิร์ตซ์) แอมป์ วี วีк1 (เฮิร์ตซ์) แอมป์ วีк1 วีв2 (เฮิร์ตซ์) แอมป์ วีв2 วีк2 (เฮิร์ตซ์) แอมป์ วีк2 รวม 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

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

การวิเคราะห์สเปกตรัมการสั่นสะเทือนโดยละเอียดในห้องนักบิน Yak-52 ที่กำลัง 60%
รูปที่ 2.3 สเปกตรัมการสั่นสะเทือนในห้องโดยสารของเครื่องบิน Yak-52 ในโหมด 60% – แสดงประสิทธิภาพการปรับสมดุลใบพัด
การวิเคราะห์สเปกตรัมการสั่นสะเทือนโดยละเอียดในห้องนักบิน Yak-52 ที่กำลัง 94%
รูปที่ 2.4 สเปกตรัมการสั่นสะเทือนในห้องโดยสารของเครื่องบิน Yak-52 ที่โหมด 94% – แสดงให้เห็นถึงเนื้อหาฮาร์มอนิกที่ซับซ้อน

การวิเคราะห์สเปกตรัมที่ครอบคลุม:

ดังที่เห็นจากตาราง 2.2 ส่วนประกอบหลักของการสั่นสะเทือนที่วัดได้ในห้องโดยสารของนักบินคนที่สองปรากฏที่ความถี่การหมุนของใบพัด Vว1 (เน้นด้วยสีเหลือง) เครื่องยนต์เพลาข้อเหวี่ยงวีк1 (เน้นด้วยสีน้ำเงิน) และตัวขับเคลื่อนเครื่องอัดอากาศ (และ/หรือเซ็นเซอร์ความถี่) V (เน้นด้วยสีเขียว) เช่นเดียวกับฮาร์โมนิก V ที่สูงกว่าв2, วีв4, วีว5และวีк2, วีк3.

การสั่นสะเทือนรวมสูงสุด V พบที่โหมดความเร็ว 82% (1,580 รอบต่อนาทีของใบพัด) และ 94% (1,830 รอบต่อนาที) ซึ่งบ่งชี้ถึงสภาวะเรโซแนนซ์เฉพาะที่จุดทำงานที่สำคัญเหล่านี้

ส่วนประกอบหลักของการสั่นสะเทือนนี้จะปรากฏที่ฮาร์มอนิกที่ 2 ของความถี่การหมุนเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ Vк2 และบรรลุค่าที่สำคัญที่ 12.5 มม./วินาที ที่ความถี่ 4,800 รอบ/นาที และ 15.8 มม./วินาที ที่ความถี่ 5,520 รอบ/นาที ตามลำดับ

การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมและการระบุสาเหตุหลัก:

สามารถสันนิษฐานได้อย่างสมเหตุสมผลว่าองค์ประกอบการสั่นสะเทือนที่สำคัญนี้มีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของกลุ่มลูกสูบของเครื่องยนต์ (กระบวนการกระแทกที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่สองครั้งของลูกสูบต่อหนึ่งรอบของเพลาข้อเหวี่ยง) ซึ่งแสดงถึงพลวัตพื้นฐานของเครื่องยนต์

การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของส่วนประกอบนี้ในโหมด 82% (ชื่อแรก) และ 94% (ขึ้นบิน) มีแนวโน้มว่าไม่ได้เกิดจากข้อบกพร่องทางกลไกในกลุ่มลูกสูบ แต่เกิดจากการสั่นพ้องของเครื่องยนต์ที่ติดตั้งอยู่ในตัวเครื่องบินบนโช้คอัพ

ข้อสรุปนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างมากจากผลการทดลองที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการตรวจสอบความถี่ธรรมชาติของการแกว่งของระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์ ซึ่งในสเปกตรัมมี 74 เฮิรตซ์ (4,440 รอบ/นาที) 94 เฮิรตซ์ (5,640 รอบ/นาที) และ 120 เฮิรตซ์ (7,200 รอบ/นาที)

ความถี่ธรรมชาติ 2 ความถี่นี้ คือ 74 เฮิรตซ์และ 94 เฮิรตซ์ มีความใกล้เคียงกับความถี่ฮาร์มอนิกที่ 2 ของการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงอย่างมาก ซึ่งเกิดขึ้นในโหมดปกติและโหมดขึ้นบินครั้งแรกของเครื่องยนต์ ทำให้เกิดสภาวะเรโซแนนซ์แบบคลาสสิก

เนื่องจากพบการสั่นสะเทือนอย่างมีนัยสำคัญที่ฮาร์มอนิกเพลาข้อเหวี่ยงที่ 2 ระหว่างการทดสอบการสั่นสะเทือนอย่างครอบคลุมที่โหมดปกติและโหมดออกตัวแรกของเครื่องยนต์ จึงได้ดำเนินการตรวจสอบและปรับแรงขันของโช้คอัพช่วงล่างเครื่องยนต์อย่างเป็นระบบ

ผลการทดสอบเปรียบเทียบที่ได้รับก่อนและหลังการปรับโช้คอัพตามความถี่การหมุนของใบพัด (Vว1) และฮาร์มอนิกที่ 2 ของความถี่การหมุนเพลาข้อเหวี่ยง (Vк2) แสดงไว้ในตารางที่ 2.3

ตารางที่ 2.3 การวิเคราะห์แรงกระแทกจากการปรับโช้คอัพ

โหมด กำลังไฟฟ้า (%) รอบต่อนาที (ก่อน/หลัง) วีว1 ก่อน วีว1 หลังจาก วีк2 ก่อน วีк2 หลังจาก การปรับปรุง
1 60 1155 / 1140 4.4 3.3 3.6 3.0 ปานกลาง
2 65 1244 / 1260 3.5 3.5 4.1 4.3 น้อยที่สุด
3 70 1342 / 1350 2.8 3.3 2.9 1.2 สำคัญ
4 82 1580 / 1590 4.7 4.2 12.5 16.7 เสื่อมโทรม
5 94 1830 / 1860 2.2 2.7 15.8 15.2 เล็กน้อย

จากตารางที่ 2.3 จะเห็นได้ว่าการปรับตัวดูดซับแรงกระแทกไม่ได้ส่งผลให้ส่วนประกอบการสั่นสะเทือนหลักของเครื่องบินได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ และในบางกรณีอาจส่งผลให้ส่วนประกอบเหล่านั้นเสื่อมสภาพลงเพียงเล็กน้อยด้วยซ้ำ

การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการปรับสมดุลใบพัด:

นอกจากนี้ควรสังเกตด้วยว่าแอมพลิจูดขององค์ประกอบสเปกตรัมที่เกี่ยวข้องกับ ความไม่สมดุลของใบพัด วีว1ตรวจพบที่โหมด 82% และ 94% (ดูตาราง 2.2 และ 2.3) ต่ำกว่าแอมพลิจูดของ V 3-7 เท่าตามลำดับк2มีอยู่ในโหมดเหล่านี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า การทรงตัวใบพัด มีประสิทธิภาพสูงในการแก้ไขแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับใบพัด

ในโหมดการบินอื่นๆ องค์ประกอบ Vว1 มีช่วงตั้งแต่ 2.8 ถึง 4.4 มม./วินาที ซึ่งถือเป็นระดับที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานเครื่องบินปกติ

ยิ่งไปกว่านั้น จากตาราง 2.2 และ 2.3 จะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงเมื่อสลับจากโหมดหนึ่งไปเป็นอีกโหมดหนึ่งนั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยคุณภาพของ การทรงตัวใบพัดแต่ด้วยระดับการปรับลดความถี่การหมุนของใบพัดจากความถี่ธรรมชาติขององค์ประกอบโครงสร้างต่างๆ ของเครื่องบิน

2.6. 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 โดยการใช้อุปกรณ์ “Balanset-1” ระดับมืออาชีพ ทำให้สามารถมั่นใจได้ว่ามีความเป็นไปได้จริงในการลดระดับการสั่นสะเทือนของใบพัดเครื่องบิน 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 Vк2 (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 (ดูผลการทดสอบการบินในส่วนที่ 2.5) 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 ดำเนินการโดยใช้ชุดปรับสมดุลการสั่นสะเทือนระดับมืออาชีพ “Balanset-1” 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

รูปแบบการวัดระดับมืออาชีพสำหรับการปรับสมดุลใบพัดสามใบของ Su-29
รูปที่ 3.1 รูปแบบการวัดเพื่อปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน Su-29 – การกำหนดค่าใบพัดสามใบขั้นสูง

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของกระปุกเกียร์:

  • ซีเค – เฟืองหลักของกระปุกเกียร์มีฟัน 75 ซี่
  • ซี – เฟืองเกียร์ดาวเทียม จำนวน 6 ชิ้น ชิ้นละ 18 ฟัน
  • ซีn – เฟืองเกียร์แบบคงที่ที่มีฟัน 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.

สเปกตรัมความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์ Su-29
รูปที่ 3.2 สเปกตรัมความถี่ธรรมชาติของระบบกันสะเทือนเครื่องยนต์เครื่องบิน Su-29 – สำคัญต่อการปรับสมดุลให้เหมาะสมที่สุด

การวิเคราะห์ความถี่และการตีความทางวิศวกรรม:

จากความถี่ที่ระบุเหล่านี้ สันนิษฐานว่าความถี่ 66 Hz, 88 Hz และ 120 Hz เกี่ยวข้องโดยตรงกับลักษณะเฉพาะของระบบยึดเครื่องยนต์ (ระบบกันสะเทือน) กับตัวเครื่องบิน ซึ่งแสดงถึงการสั่นพ้องของโครงสร้างที่ต้องหลีกเลี่ยงในระหว่าง การดำเนินการปรับสมดุลใบพัด.

ความถี่ 16 เฮิรตซ์และ 22 เฮิรตซ์มีแนวโน้มสูงที่จะเกี่ยวข้องกับการสั่นตามธรรมชาติของเครื่องบินทั้งลำบนตัวถัง ซึ่งแสดงถึงโหมดโครงสร้างพื้นฐานของเครื่องบิน

ความถี่ 37 เฮิรตซ์น่าจะเกี่ยวข้องกับความถี่ธรรมชาติของการสั่นของใบพัดเครื่องบิน ซึ่งแสดงถึงลักษณะไดนามิกที่สำคัญของใบพัด

ข้อสันนิษฐานนี้ได้รับการยืนยันจากผลลัพธ์ของการตรวจสอบความถี่ธรรมชาติของการแกว่งของใบพัด ซึ่งได้มาจากวิธีการกระตุ้นแรงกระแทกที่เข้มงวดเช่นกัน

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

สเปกตรัมความถี่ธรรมชาติของใบพัด Su-29
รูปที่ 3.3 สเปกตรัมความถี่ธรรมชาติของใบพัด Su-29 – จำเป็นสำหรับการปรับสมดุลใบพัดสามใบ

ความสำคัญทางวิศวกรรมสำหรับการปรับสมดุลใบพัด:

ข้อมูลเกี่ยวกับความถี่ธรรมชาติของใบพัดและการสั่นของเครื่องยนต์ของเครื่องบิน Su-29 อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเลือก ความถี่ในการหมุนของใบพัด ใช้ในระหว่างการปรับสมดุล เงื่อนไขหลักในการเลือกความถี่นี้คือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปรับลดความถี่ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จากความถี่ธรรมชาติขององค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องบิน

ยิ่งไปกว่านั้น การทราบความถี่ธรรมชาติของส่วนประกอบและชิ้นส่วนแต่ละชิ้นของเครื่องบินอาจมีประโยชน์อย่างยิ่งในการระบุสาเหตุของการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (ในกรณีของการสั่นพ้อง) ในส่วนประกอบบางส่วนของสเปกตรัมการสั่นสะเทือนที่โหมดความเร็วเครื่องยนต์ต่างๆ ช่วยให้สามารถใช้กลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้

3.3. การตรวจสอบการสั่นสะเทือนในห้องโดยสารของนักบินคนที่สองของเครื่องบิน Su-29 บนพื้นก่อนทำการทรงตัว

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

ตารางที่ 3.1 การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนพื้นฐานก่อนการปรับสมดุลใบพัด

โหมด กำลังไฟฟ้า (%) รอบต่อนาที วีว1 (มม./วินาที) วี (มม./วินาที) วีк1 (มม./วินาที) วีв3 (มม./วินาที) วีк2 (มม./วินาที) รวม V (มม./วินาที) การประเมิน
1 60 1150 5.4 2.6 2.0 8.0 ปานกลาง
2 65 1240 5.7 2.4 3.2 10.6 สูง
3 70 1320 5.2 3.0 2.5 11.5 สูง
4 82 1580 3.2 1.5 3.0 8.5 9.7 สูง

จากตารางที่ 3.1 จะเห็นได้ว่าส่วนประกอบหลักของการสั่นสะเทือนปรากฏที่ความถี่การหมุนของใบพัด Vว1,เครื่องยนต์เพลาข้อเหวี่ยงวีк1และตัวขับเคลื่อนเครื่องอัดอากาศ (และ/หรือเซ็นเซอร์ความถี่) Vเช่นเดียวกับฮาร์มอนิกที่ 2 ของเพลาข้อเหวี่ยง Vк2 และอาจเป็นฮาร์โมนิคลำดับที่ 3 (ใบมีด) ของใบพัด Vв3ซึ่งมีความถี่ใกล้เคียงกับฮาร์โมนิคที่สองของเพลาข้อเหวี่ยง

การวิเคราะห์องค์ประกอบการสั่นสะเทือนโดยละเอียด:

ยิ่งไปกว่านั้น ในสเปกตรัมการสั่นสะเทือนที่โหมดความเร็ว 60% พบส่วนประกอบที่ไม่สามารถระบุได้ซึ่งมีสเปกตรัมที่คำนวณได้ที่ความถี่ 6120 รอบต่อนาที ซึ่งอาจเกิดจากการสั่นพ้องที่ความถี่ประมาณ 100 เฮิรตซ์ของชิ้นส่วนโครงสร้างชิ้นหนึ่งของเครื่องบิน ส่วนประกอบดังกล่าวอาจเป็นใบพัด ซึ่งเป็นหนึ่งในความถี่ธรรมชาติที่ 100 เฮิรตซ์ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงลักษณะที่ซับซ้อนของ ลายเซ็นการสั่นสะเทือนของเครื่องบิน.

การสั่นสะเทือนรวมสูงสุดของเครื่องบิน Vซึ่งไปถึง 11.5 มม./วินาที พบว่าอยู่ในโหมดความเร็ว 70% ซึ่งบ่งชี้ถึงสภาวะการทำงานวิกฤตที่ต้องได้รับการดูแล

ส่วนประกอบหลักของการสั่นสะเทือนทั้งหมดในโหมดนี้จะปรากฏที่ฮาร์โมนิคที่ 2 (4020 รอบ/นาที) ของความถี่การหมุนเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ Vк2 และเท่ากับ 10.8 มม./วินาที ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนที่สำคัญ

การวิเคราะห์สาเหตุหลัก:

สามารถสันนิษฐานได้อย่างสมเหตุสมผลว่าส่วนประกอบนี้เกี่ยวข้องกับการทำงานพื้นฐานของกลุ่มลูกสูบของเครื่องยนต์ (กระบวนการกระแทกเกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่สองครั้งของลูกสูบต่อการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงหนึ่งครั้ง)

การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของส่วนประกอบนี้ในโหมด 70% อาจเกิดจากการสั่นพ้องขององค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องบินตัวใดตัวหนึ่ง (ระบบกันสะเทือนของเครื่องยนต์ในตัวเครื่องบิน) ที่ความถี่ 67 เฮิร์ตซ์ (4,020 รอบ/นาที)

ควรสังเกตว่านอกเหนือจากการรบกวนการกระแทกที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของกลุ่มลูกสูบแล้ว ขนาดของการสั่นสะเทือนในช่วงความถี่นี้อาจได้รับอิทธิพลจากแรงทางอากาศพลศาสตร์ที่แสดงออกมาที่ความถี่ใบพัดของใบพัด (Vв3).

ที่โหมดความเร็ว 65% และ 82% การเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในส่วนประกอบ Vк2 (วีв3) ก็ถูกสังเกตเช่นกัน ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยการสั่นพ้องของส่วนประกอบเครื่องบินแต่ละชิ้น

แอมพลิจูดขององค์ประกอบสเปกตรัมที่เกี่ยวข้องกับ ความไม่สมดุลของใบพัด วีว1ซึ่งระบุที่โหมดความเร็วหลักก่อนการปรับสมดุล อยู่ระหว่าง 2.4 ถึง 5.7 มม./วินาที ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่าค่าของ Vк2 ในโหมดที่สอดคล้องกัน

ยิ่งกว่านั้นดังที่เห็นจากตาราง 3.1 การเปลี่ยนแปลงเมื่อเปลี่ยนจากโหมดหนึ่งไปยังอีกโหมดหนึ่งนั้นไม่เพียงถูกกำหนดโดยคุณภาพของการทรงตัวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงระดับของการลดความถี่ในการหมุนของใบพัดจากความถี่ธรรมชาติขององค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องบินด้วย

3.4. ผลการปรับสมดุลใบพัดและการวิเคราะห์ประสิทธิภาพ

ที่ การทรงตัวใบพัด ดำเนินการในระนาบเดียวด้วยความถี่การหมุนที่เลือกอย่างระมัดระวัง ผลจากการปรับสมดุลดังกล่าวทำให้ความไม่สมดุลของแรงพลวัตของใบพัดได้รับการชดเชยอย่างมีประสิทธิภาพ แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของ การปรับสมดุลระนาบเดียว สำหรับใบพัดแบบสามใบนี้

ด้านล่างนี้เป็นรายละเอียดโปรโตคอลการปรับสมดุล ซึ่งระบุขั้นตอนทั้งหมดสำหรับการรับรองคุณภาพและการอ้างอิงในอนาคต

ที่ การทรงตัวใบพัด ดำเนินการที่ความถี่การหมุนของใบพัดที่ 1,350 รอบต่อนาที และเกี่ยวข้องกับการวัดที่แม่นยำ 2 ครั้งโดยปฏิบัติตามขั้นตอนมาตรฐานอุตสาหกรรม

ขั้นตอนการปรับสมดุลอย่างเป็นระบบ:

  1. การวัดสถานะเริ่มต้น: ในระหว่างการทำงานครั้งแรก แอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของใบพัดในสถานะเริ่มต้นจะถูกกำหนดด้วยความแม่นยำสูง
  2. การวัดน้ำหนักทดลอง: ในระหว่างการวิ่งครั้งที่สอง แอมพลิจูดและเฟสของการสั่นสะเทือนที่ความถี่ในการหมุนของใบพัดหลังจากติดตั้งมวลทดลองที่ทราบน้ำหนักบนใบพัดแล้ว
  3. การคำนวณและการใช้งาน: จากผลการวัดเหล่านี้ มวลและมุมการติดตั้งของน้ำหนักแก้ไขในระนาบ 1 ได้รับการกำหนดโดยใช้อัลกอริธึมการคำนวณขั้นสูง

ผลลัพธ์สมดุลที่โดดเด่นที่บรรลุ:

หลังจากติดตั้งค่าที่คำนวณได้ของน้ำหนักแก้ไขบนใบพัดซึ่งอยู่ที่ 40.9 กรัม การสั่นสะเทือนในโหมดความเร็วนี้ลดลงอย่างมากจาก 6.7 มม./วินาที ในสถานะเริ่มต้นถึง 1.5 มม./วินาที หลังจากปรับสมดุลแล้ว – แสดงถึงความโดดเด่น การปรับปรุง 78% ในการลดการสั่นสะเทือน

ระดับการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับ ความไม่สมดุลของใบพัด ในโหมดความเร็วอื่นก็ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน และยังคงอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้คือ 1 ถึง 2.5 มม./วินาที หลังจากการปรับสมดุล แสดงให้เห็นถึงความทนทานของโซลูชันการปรับสมดุลทั่วทั้งซองการทำงาน

น่าเสียดายที่การตรวจสอบผลกระทบของคุณภาพการปรับสมดุลต่อระดับการสั่นสะเทือนของเครื่องบินในระหว่างการบินไม่ได้รับการดำเนินการเนื่องจากใบพัดได้รับความเสียหายโดยไม่ได้ตั้งใจในระหว่างการฝึกบินครั้งหนึ่ง ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการดำเนินการทดสอบอย่างครอบคลุมทันทีหลังจากขั้นตอนการปรับสมดุล

ความแตกต่างที่สำคัญจากการปรับสมดุลโรงงาน:

ควรสังเกตว่าผลลัพธ์ที่ได้ในช่วงนี้ การปรับสมดุลใบพัดภาคสนาม แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากผลลัพธ์ของการปรับสมดุลในโรงงาน โดยเน้นย้ำถึงความสำคัญของการปรับสมดุลใบพัดในการกำหนดค่าการทำงานจริง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:

  • การลดการสั่นสะเทือน: การสั่นสะเทือนที่ความถี่การหมุนของใบพัดหลังจากการทรงตัวที่สถานที่ติดตั้งถาวร (บนเพลาส่งออกของกระปุกเกียร์เครื่องบิน Su-29) ลดลงมากกว่า 4 เท่า
  • การแก้ไขตำแหน่งน้ำหนัก: น้ำหนักแก้ไขที่ติดตั้งระหว่าง กระบวนการปรับสมดุลสนาม ถูกเลื่อนไปเมื่อเทียบกับน้ำหนักที่ติดตั้งที่โรงงานผลิตประมาณ 130 องศา ซึ่งบ่งชี้ถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างข้อกำหนดการปรับสมดุลในโรงงานและในพื้นที่

ปัจจัยสาเหตุที่เป็นไปได้:

สาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับความแตกต่างที่สำคัญนี้อาจรวมถึง:

  • ความคลาดเคลื่อนในการผลิต: ข้อผิดพลาดของระบบการวัดของแท่นปรับสมดุลของผู้ผลิต (ไม่น่าจะเกิดขึ้นแต่ก็เป็นไปได้)
  • ปัญหาอุปกรณ์โรงงาน: ข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตของตำแหน่งการติดตั้งของข้อต่อสปินเดิลของเครื่องปรับสมดุลของผู้ผลิต ซึ่งนำไปสู่การหมุนหนีศูนย์ในแนวรัศมีของใบพัดเมื่อติดตั้งบนสปินเดิล
  • ปัจจัยการติดตั้งเครื่องบิน: ข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตของตำแหน่งการติดตั้งข้อต่อเพลาส่งออกของกระปุกเกียร์เครื่องบิน ส่งผลให้ใบพัดหมุนในแนวรัศมีเมื่อติดตั้งบนเพลากระปุกเกียร์

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

โปรโตคอลการปรับสมดุลที่ครอบคลุม

MTV-9-KC/CL 260-27 ใบพัดของเครื่องบินผาดโผน Su-29

1. ลูกค้า: วีดี ชโวคอฟ

2. สถานที่ติดตั้งใบพัด: เพลาส่งออกของกระปุกเกียร์เครื่องบิน Su-29

3. ประเภทใบพัด: เอ็มทีวี-9-เคซี/ซีแอล 260-27

4. วิธีการปรับสมดุล: ประกอบในสถานที่ (ในตลับลูกปืนของตัวเอง) ในระนาบเดียว

5. ความถี่การหมุนของใบพัดในระหว่างการปรับสมดุล รอบต่อนาที: 1350

6. รุ่น หมายเลขซีเรียล และผู้ผลิตอุปกรณ์ปรับสมดุล: “Balanset-1” หมายเลขซีเรียล 149

7. เอกสารกำกับดูแลที่ใช้ระหว่างการปรับสมดุล:

7.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

8. วันที่คงเหลือ: 15.06.2014

9. ตารางสรุปผลการปรับสมดุล:

เลขที่ ผลการวัด การสั่นสะเทือน (มม./วินาที) ความไม่สมดุล (กรัม*มม.) การจัดอันดับคุณภาพ
1 ก่อนปรับสมดุล*) 6.7 6135 ไม่สามารถยอมรับได้
2 หลังจากปรับสมดุลแล้ว 1.5 1350 ยอดเยี่ยม
ความคลาดเคลื่อน ISO 1940 สำหรับคลาส G 6.3 1500 มาตรฐาน

*) บันทึก: การปรับสมดุลดำเนินการโดยให้น้ำหนักแก้ไขที่ติดตั้งโดยผู้ผลิตยังคงอยู่บนใบพัด

10. บทสรุปเชิงวิชาชีพ:

10.1. ระดับการสั่นสะเทือน (ความไม่สมดุลที่เหลืออยู่) หลังจาก ปรับสมดุลใบพัด ที่ติดตั้งบนเพลาส่งออกของกระปุกเกียร์เครื่องบิน Su-29 (ดูหน้า 9.2) ได้รับการลดลงมากกว่า 4 เท่าเมื่อเทียบกับสถานะเริ่มต้น (ดูหน้า 9.1) ซึ่งแสดงถึงการปรับปรุงที่โดดเด่นในความราบรื่นในการใช้งานเครื่องบิน

10.2. พารามิเตอร์ของน้ำหนักแก้ไข (มวล มุมการติดตั้ง) ที่ใช้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ในหน้า 10.1 แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญจากพารามิเตอร์ของน้ำหนักแก้ไขที่ติดตั้งโดยผู้ผลิต (ใบพัด MT) ซึ่งบ่งชี้ถึงความแตกต่างพื้นฐานระหว่างข้อกำหนดการปรับสมดุลของโรงงานและภาคสนาม

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง น้ำหนักแก้ไขเพิ่มเติม 40.9 กรัม ได้รับการติดตั้งบนใบพัดระหว่าง การปรับสมดุลของสนามซึ่งถูกเลื่อนไปในมุม 130° เทียบกับน้ำหนักที่ผู้ผลิตติดตั้งไว้

(น้ำหนักที่ผู้ผลิตติดตั้งไม่ได้ถูกลบออกจากใบพัดในระหว่างการปรับสมดุลเพิ่มเติม)

เหตุผลทางเทคนิคที่เป็นไปได้:

สาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับสถานการณ์สำคัญนี้อาจรวมถึง:

  • ข้อผิดพลาดในระบบการวัดของแท่นปรับสมดุลของผู้ผลิต
  • ข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตในตำแหน่งติดตั้งของข้อต่อสปินเดิลของเครื่องปรับสมดุลของผู้ผลิต ส่งผลให้ใบพัดหมุนในแนวรัศมีเมื่อติดตั้งบนสปินเดิล
  • ข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตในตำแหน่งติดตั้งของการประกบเพลาเอาท์พุตของกระปุกเกียร์เครื่องบิน ส่งผลให้ใบพัดหมุนในแนวรัศมีเมื่อติดตั้งบนเพลากระปุกเกียร์

ขั้นตอนการสอบสวนที่แนะนำ:

เพื่อระบุสาเหตุเฉพาะที่นำไปสู่การเพิ่มขึ้น ความไม่สมดุลของใบพัด เมื่อติดตั้งบนเพลาส่งออกของกระปุกเกียร์เครื่องบิน Su-29 จำเป็นต้อง:

  • ตรวจสอบระบบการวัดและความแม่นยำทางเรขาคณิตของตำแหน่งการติดตั้งสปินเดิลของเครื่องปรับสมดุลที่ใช้สำหรับปรับสมดุลใบพัด MTV-9-KC/CL 260-27 ที่ผู้ผลิต
  • ตรวจสอบความหมุนในแนวรัศมีของใบพัดที่ติดตั้งบนเพลาส่งออกของกระปุกเกียร์เครื่องบิน Su-29

ผู้ดำเนินการ:

หัวหน้าผู้เชี่ยวชาญของ LLC “Kinematics”

เฟลด์แมน วีดี

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน

การปรับสมดุลใบพัดคืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญต่อความปลอดภัยในการบิน?

Propeller balancing เป็นกระบวนการที่แม่นยำซึ่งช่วยขจัดความไม่สมดุลของใบพัดเครื่องบินโดยการเพิ่มหรือเปลี่ยนตำแหน่งน้ำหนักแก้ไข ใบพัดที่ไม่สมดุลจะก่อให้เกิดการสั่นสะเทือนมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้าของโครงสร้าง ความเสียหายของเครื่องยนต์ และสุดท้ายอาจนำไปสู่ความล้มเหลวร้ายแรง การศึกษาภาคสนามของเราแสดงให้เห็นว่าการปรับสมดุลอย่างเหมาะสมสามารถลดการสั่นสะเทือนได้มากถึง 78% ซึ่งช่วยปรับปรุงความปลอดภัยและอายุการใช้งานของเครื่องบินได้อย่างมีนัยสำคัญ

การปรับสมดุลใบพัดภาคสนามแตกต่างจากการปรับสมดุลในโรงงานอย่างไร?

การปรับสมดุลใบพัดภาคสนาม มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือการปรับสมดุลในโรงงาน เนื่องจากคำนึงถึงเงื่อนไขการติดตั้งจริง ซึ่งรวมถึงความคลาดเคลื่อนของกระปุกเกียร์ ความไม่เรียบในการติดตั้ง และพลวัตของเครื่องบินทั้งหมด กรณีศึกษา Su-29 ของเราแสดงให้เห็นว่าน้ำหนักแก้ไขที่จำเป็นในสนามถูกเลื่อนไป 130 องศาจากน้ำหนักในโรงงาน ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการปรับสมดุลใบพัดในการกำหนดค่าการใช้งาน

การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบินแบบมืออาชีพต้องใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง?

มืออาชีพ การปรับสมดุลใบพัดเครื่องบิน จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง เช่น อุปกรณ์ Balanset-1 ซึ่งประกอบด้วยเครื่องวัดความเร่งแม่นยำ เซ็นเซอร์เฟสเลเซอร์ และซอฟต์แวร์วิเคราะห์ขั้นสูง อุปกรณ์นี้ต้องสามารถวัดการสั่นสะเทือนในช่วง 0.1 ถึง 1,000 เฮิรตซ์ได้อย่างแม่นยำสูง และสามารถวิเคราะห์เฟสแบบเรียลไทม์เพื่อการคำนวณการวางน้ำหนักที่ถูกต้อง

ใบพัดเครื่องบินควรได้รับการปรับสมดุลบ่อยเพียงใด?

ความถี่การปรับสมดุลใบพัด ขึ้นอยู่กับการใช้งานของเครื่องบิน แต่โดยทั่วไปควรดำเนินการระหว่างการตรวจสอบครั้งใหญ่ หลังจากการซ่อมแซมใบพัดที่เสียหาย เมื่อสังเกตเห็นการสั่นสะเทือนมากเกินไป หรือตามคำแนะนำของผู้ผลิต สำหรับเครื่องบินผาดโผนอย่าง Yak-52 และ Su-29 ที่ทำการศึกษา อาจจำเป็นต้องปรับสมดุลบ่อยขึ้นเนื่องจากสภาวะการรับน้ำหนักที่สูง

ระดับการสั่นสะเทือนที่ยอมรับได้หลังจากการถ่วงล้อใบพัดคือเท่าไร?

ตามมาตรฐาน ISO 1940 สำหรับคลาส G 6.3 ค่าความไม่สมดุลตกค้างไม่ควรเกิน 1500 g*mm ประสบการณ์จริงของเราแสดงให้เห็นว่าผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมทำให้ระดับการสั่นสะเทือนต่ำกว่า 2.5 มม./วินาที (RMS) โดยผลลัพธ์ที่โดดเด่นคือ 1.5 มม./วินาทีหรือต่ำกว่า ระดับเหล่านี้รับประกันความปลอดภัยในการทำงานและลดแรงเค้นโครงสร้างต่อเครื่องบินให้น้อยที่สุด

การปรับสมดุลใบพัดสามารถขจัดการสั่นสะเทือนของเครื่องบินทั้งหมดได้หรือไม่

ในขณะที่ การทรงตัวใบพัด ช่วยลดการสั่นสะเทือนที่เกี่ยวข้องกับใบพัดได้อย่างมาก แต่ไม่สามารถขจัดการสั่นสะเทือนของเครื่องบินได้ทั้งหมด การวิเคราะห์อย่างครอบคลุมของเราเผยให้เห็นว่าฮาร์มอนิกของเพลาข้อเหวี่ยงเครื่องยนต์ พลวัตของกลุ่มลูกสูบ และเสียงสะท้อนเชิงโครงสร้าง ล้วนส่งผลต่อการสั่นสะเทือนโดยรวม แม้แต่การปรับสมดุลใบพัดที่สมบูรณ์แบบก็มักจะช่วยลดการสั่นสะเทือนของเครื่องบินโดยรวมได้เพียง 1.5 เท่า ซึ่งเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการจัดการการสั่นสะเทือนแบบองค์รวม

คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญสำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการบิน

สำหรับผู้ควบคุมเครื่องบิน:

  • ปฏิบัติตามปกติ การตรวจสอบการสั่นสะเทือน เป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน
  • พิจารณา การปรับสมดุลใบพัดภาคสนาม เหนือกว่าการพึ่งพาการปรับสมดุลของโรงงานเพียงอย่างเดียว
  • กำหนดลายเซ็นการสั่นสะเทือนพื้นฐานสำหรับเครื่องบินแต่ละลำในฝูงบินของคุณ
  • ฝึกอบรมเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาเกี่ยวกับขั้นตอนการทรงตัวและมาตรการความปลอดภัยที่เหมาะสม

สำหรับช่างซ่อมบำรุง:

  • พิจารณาความถี่ธรรมชาติเสมอเมื่อเลือก RPM ที่สมดุล
  • ใช้เครื่องมือระดับมืออาชีพ เช่น Balanset เพื่อการวัดที่แม่นยำ
  • บันทึกขั้นตอนการปรับสมดุลทั้งหมดเพื่อการรับรองคุณภาพและการตรวจสอบย้อนกลับ
  • เข้าใจว่าการปรับสมดุลใบพัดเป็นเพียงส่วนประกอบหนึ่งของการจัดการการสั่นสะเทือนโดยรวม

สำหรับนักบิน:

  • รายงานการสั่นสะเทือนที่ผิดปกติใด ๆ ให้กับเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาทันที
  • เข้าใจว่าโหมดการบินที่แตกต่างกันอาจแสดงลักษณะการสั่นสะเทือนที่แตกต่างกัน
  • โปรดทราบว่าการสั่นสะเทือนบางอย่างอาจเกิดจากโครงสร้างมากกว่าใบพัด
  • สนับสนุนให้เป็นประจำ การทรงตัวใบพัด เป็นการลงทุนเพื่อความปลอดภัย

เกี่ยวกับผู้เขียน

วีดี เฟลด์แมน เป็นหัวหน้าวิศวกรและผู้พัฒนาเครื่องมือ Balanset series ที่มีประสบการณ์อย่างกว้างขวางในด้านวิศวกรรมเครื่องกลและการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน เขาสำเร็จการศึกษาจาก BSTU “Voenmech” ซึ่งตั้งชื่อตาม DF Ustinov โดยเชี่ยวชาญด้านกลศาสตร์ของวัตถุแข็งที่เปลี่ยนรูปได้ ความเชี่ยวชาญเชิงปฏิบัติของเขาในการประยุกต์ใช้งานการทรงตัวภาคสนามมีส่วนสำคัญต่อความปลอดภัยในการบิน ผ่านขั้นตอนการบำรุงรักษาที่ได้รับการปรับปรุงและการพัฒนาอุปกรณ์

หากต้องการสอบถามทางเทคนิคเกี่ยวกับการปรับสมดุลใบพัดเครื่องบินหรืออุปกรณ์ Balanset โปรดติดต่อทีมวิศวกรของเราเพื่อขอคำปรึกษาและการสนับสนุนจากมืออาชีพ


thTH