Baş Uzman V.D. Feldman

1. Önsöz yerine

İki buçuk yıl önce işletmemiz, döner mekanizmaları kendi yataklarında dengelemek için tasarlanan "Balanset 1" cihazının seri üretimine başladı.

Bugüne kadar, fanların, üfleyicilerin, elektrik motorlarının, makine millerinin, pompaların, kırıcıların, ayırıcıların, santrifüjlerin, kardan ve krank millerinin ve diğer mekanizmaların üretimi ve çalıştırılması dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde etkin bir şekilde kullanılan 180'den fazla set üretilmiştir.

Son zamanlarda işletmemiz, saha koşullarında uçak ve helikopter pervanelerini dengelemek için ekipmanımızı kullanma olasılığına ilişkin kuruluşlardan ve bireylerden çok sayıda soru aldı.

Ne yazık ki, çeşitli makinelerin dengelenmesinde uzun yıllara dayanan deneyime sahip uzmanlarımız daha önce bu konuyla hiç ilgilenmemişti. Bu nedenle, müşterilerimize sunabileceğimiz tavsiye ve öneriler çok geneldi ve her zaman eldeki sorunu etkili bir şekilde çözmelerine izin vermiyordu.

Bu durum bu bahar düzelmeye başladı. Bu, pilotluğunu yaptığı Yak-52 ve Su-29 uçaklarının pervanelerini dengeleme çalışmalarını organize eden ve bizimle birlikte aktif olarak katılan V.D. Chvokov'un aktif tutumundan kaynaklanıyordu.

Şekil 1.1. Havaalanındaki Yak-52 uçağı

Şekil 1.2. Park yerindeki Su-29 uçağı

2. Yak-52 Akrobasi Uçağının Pervane Dengeleme ve Titreşim Araştırması Sonuçları

2.1. Giriş

Mayıs - Temmuz 2014'te, M-14P havacılık motoru ile donatılmış Yak-52 uçağının titreşim araştırması ve iki kanatlı pervanesinin dengelenmesi üzerinde çalışıldı.

Balanslama, 149 seri numaralı "Balanset 1" balanslama kiti kullanılarak tek düzlemde gerçekleştirilmiştir.

Dengeleme sırasında kullanılan ölçüm şeması Şekil 2.1'de gösterilmektedir.

Dengeleme işlemi sırasında titreşim sensörü (ivmeölçer) 1, özel bir braket üzerindeki bir mıknatıs kullanılarak motor şanzımanının ön kapağına monte edilmiştir.

Lazer faz açısı sensörü 2 de şanzıman kapağına monte edilmiş ve pervane kanatlarından birine uygulanan yansıtıcı işarete yönlendirilmiştir.

Sensörlerden gelen analog sinyaller kablolar aracılığıyla "Balanset 1" cihazının ölçüm ünitesine iletilmiş ve burada dijital olarak ön işlemden geçirilmiştir.

Daha sonra dijital formdaki bu sinyaller, yazılımın bu sinyalleri işlediği ve pervanedeki dengesizliği telafi etmek için gereken düzeltme ağırlığının kütlesini ve açısını hesapladığı bir bilgisayara gönderildi.

2.2. Bu çalışmanın yürütülmesi sırasında belirli beceriler kazanılmış ve "Balanset 1" cihazı kullanılarak saha koşullarında uçak pervanelerinin dengelenmesine yönelik bir teknoloji geliştirilmiştir:

• Nesne üzerine titreşim ve faz açısı sensörlerinin yerleştirilmesi (takılması) için konumların ve yöntemlerin belirlenmesi;
• Uçağın çeşitli yapısal elemanlarının (motor süspansiyonu, pervane kanatları) rezonans frekanslarının belirlenmesi;
• Balans ayarı sırasında minimum artık dengesizliği sağlayan motor dönüş frekanslarının (çalışma modları) belirlenmesi;
• Pervanenin kalan dengesizliği için toleransların oluşturulması, vb.

Ayrıca, M-14P motorlarıyla donatılmış uçakların titreşim seviyelerine ilişkin ilginç veriler elde edilmiştir.

Aşağıda bu çalışmaların sonuçlarına göre derlenen rapor materyalleri yer almaktadır.

Bunlarda, dengeleme sonuçlarına ek olarak, Yak-52 ve Su-29 uçaklarının yer ve uçuş testleri sırasında elde edilen titreşim anketlerine ilişkin veriler sağlanmaktadır.

Bu veriler hem uçak pilotlarının hem de uçakların bakımıyla ilgilenen uzmanların ilgisini çekebilir.

Şekil 2.1. Yak-52 uçak pervanesinin dengelenmesi için ölçüm şeması.

Zk - dişli kutusunun ana dişli çarkı;

Zs - vites kutusu uyduları;

Zn - dişli kutusunun sabit dişli çarkı.

Bu çalışmanın yürütülmesi sırasında, Su-29 ve Yak-52 uçaklarının pervanelerinin dengelenmesinde kazanılan deneyim dikkate alınarak, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi ek çalışma yapılmıştır:

• Yak-52 uçağının motor ve pervane salınımlarının doğal frekanslarının belirlenmesi;
• Pervane dengelemesinden sonra uçuş sırasında ikinci pilot kabinindeki titreşimlerin büyüklüğünün ve spektral bileşiminin kontrol edilmesi;
• Pervane dengelemesinden ve motor amortisörlerinin sıkma kuvvetinin ayarlanmasından sonra uçuş sırasında ikinci pilot kabinindeki titreşimlerin büyüklüğünün ve spektral bileşiminin kontrol edilmesi.

2.2. Motor ve pervane salınımlarının doğal frekansları üzerine yapılan çalışmaların sonuçları

Uçak gövdesindeki amortisörlere monte edilen motor salınımlarının doğal frekansları, motor salınımlarının darbe uyarımı yoluyla A&D (Japonya) tarafından üretilen AD-3527 spektrum analizörü kullanılarak belirlenmiştir.

Bir örneği Şekil 2.2'de sunulan Yak-52 uçak motor süspansiyonunun doğal salınımlarının spektrumunda dört ana frekans tespit edilmiştir: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz.

Şekil 2.2. Yak-52 uçak motoru süspansiyonunun doğal frekans spektrumu.

74 Hz, 94 Hz ve 120 Hz frekansları muhtemelen motorun uçak gövdesine montaj (süspansiyon) özellikleriyle ilgilidir.

20 Hz frekansı büyük olasılıkla uçağın şasi üzerindeki doğal salınımları ile ilişkilidir.

Pervane kanatlarının doğal frekansları da darbe uyarımı yöntemi kullanılarak belirlenmiştir.

Bu durumda dört ana frekans tespit edilmiştir: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz ve 134 Hz.

Yak-52 uçak pervanesinin ve motor salınımlarının doğal frekanslarına ilişkin veriler, dengeleme sırasında kullanılan pervane dönüş frekansını seçerken özellikle önemli olabilir. Bu frekansın seçilmesindeki ana koşul, uçağın yapısal elemanlarının doğal frekanslarından mümkün olan maksimum sapmayı sağlamaktır.

Ayrıca, uçağın münferit bileşenlerinin ve parçalarının doğal frekanslarının bilinmesi, çeşitli motor hızı modlarında titreşim spektrumunun belirli bileşenlerinde keskin bir artışın (rezonans durumunda) nedenlerini belirlemek için yararlı olabilir.

2.3. Dengeleme Sonuçları

Yukarıda belirtildiği gibi, pervane dengelemesi tek bir düzlemde gerçekleştirilmiş ve bu da pervanenin kuvvet dengesizliğinin dinamik olarak telafi edilmesiyle sonuçlanmıştır.

Yak-52 uçağına takılan pervanenin tasarımı sadece bir düzeltme düzleminin oluşmasına izin verdiğinden, pervanenin hem kuvvet hem de moment dengesizliğinin telafi edilmesini sağlayacak iki düzlemde dinamik dengeleme yapmak mümkün değildi.

Pervane balansı, başlangıçtan başlangıca genlik ve faz açısından en kararlı titreşim ölçüm sonuçlarını elde etmenin mümkün olduğu 1150 rpm (60%) dönüş frekansında gerçekleştirilmiştir.

Pervane dengelemesi klasik "iki koşu" şemasını izlemiştir.

İlk çalıştırma sırasında, pervanenin ilk durumundaki dönüş frekansındaki titreşimin genliği ve fazı belirlenmiştir.

İkinci çalışma sırasında, pervaneye 7 g'lık bir deneme kütlesi yerleştirildikten sonra pervanenin dönüş frekansındaki titreşimin genliği ve fazı belirlenmiştir.

Bu verilere dayanarak, M = 19,5 g kütle ve F = 32° düzeltme ağırlığının montaj açısı yazılım kullanılarak hesaplanmıştır.

Pervanenin, düzeltme ağırlığının gerekli açıda yerleştirilmesine izin vermeyen tasarım özellikleri nedeniyle, pervaneye iki eşdeğer ağırlık yerleştirilmiştir:

• F1 = 0° açısında ağırlık M1 = 14 g;
• F2 = 60° açıda ağırlık M2 = 8,3 g.

Belirtilen düzeltme ağırlıkları pervaneye takıldıktan sonra, 1150 rpm dönüş frekansında ölçülen ve pervane dengesizliği ile ilişkili titreşim, ilk durumda 10,2 mm/sn iken dengelemeden sonra 4,2 mm/sn'ye düşmüştür.

Bu durumda, pervanenin gerçek dengesizliği 2340 g*mm'den 963 g*mm'ye düşmüştür.

2.4. Diğer Pervane Dönüş Frekanslarında Balanslama Sonuçlarının Yak-52 Uçağının Yerdeki Titreşim Seviyesine Etkisinin Kontrol Edilmesi

Yer testleri sırasında elde edilen diğer motor çalışma modlarında gerçekleştirilen Yak-52 uçağı titreşim kontrolü sonuçları Tablo 2.1'de sunulmuştur.

Tablodan da görülebileceği gibi, yapılan balanslama Yak-52 uçağının tüm çalışma modlarındaki titreşimini olumlu yönde etkilemiştir.

Tablo 2.1.

№	Dönme Frekansı, %	Pervane Dönüş Frekansı, rpm	RMS Titreşim Hızı, mm/sn
1	60	1153	4.2
2	65	1257	2.6
3	70	1345	2.1
4	82	1572	1.25

Ek Titreşim Testi Sonuçları

2.5. Amortisör Gerginliği Ayarlanmadan Önce ve Ayarlandıktan Sonra Yak-52 Uçağının Ana Uçuş Modlarında Havadaki Titreşiminin Kontrol Edilmesi

Ayrıca, yer testleri sırasında, pervane dönüş frekansındaki artışla birlikte uçak titreşiminde önemli bir azalma tespit edilmiştir.

Bu durum, pervane dönüş frekansı arttığında ortaya çıkan, pervane dönüş frekansının uçağın şasi üzerindeki doğal salınım frekansından (muhtemelen 20 Hz) daha fazla sapması ile açıklanabilir.

Yerde pervane dengelemesinden sonra yapılan titreşim testlerine ek olarak (bkz. Bölüm 2.3), Yak-52 uçağının uçuş sırasındaki titreşim ölçümleri gerçekleştirilmiştir.

Uçuş sırasındaki titreşim ikinci pilot kabininde dikey yönde A&D (Japonya) tarafından üretilen AD-3527 model taşınabilir titreşim spektrum analizörü kullanılarak 5 ila 200 (500) Hz frekans aralığında ölçülmüştür.

Ölçümler, sırasıyla maksimum dönüş frekansının 60%, 65%, 70% ve 82%'sine eşit olan beş ana motor hızı modunda alınmıştır.

Amortisörleri ayarlamadan önce yapılan ölçüm sonuçları Tablo 2.2'de sunulmuştur.

Tablo 2.2.

Titreşim Spektrumu Bileşenleri

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

Örnek olarak, Şekil 2.3 ve 2.4, Tablo 2.2'yi doldurmak için kullanılan 60% ve 94% modlarında Yak-52 uçak kabinindeki titreşimi ölçerken elde edilen spektrum grafiklerini göstermektedir.

Şekil 2.3. 60% modunda Yak-52 uçak kabinindeki titreşim spektrumu.

Şekil 2.4. 94% modunda Yak-52 uçak kabinindeki titreşim spektrumu.

Tablo 2.2'den görüldüğü üzere, ikinci pilot kabininde ölçülen titreşimin ana bileşenleri pervane dönüş frekansları V_в1 (sarı ile vurgulanmıştır), motor krank mili V_к1 (mavi ile vurgulanmıştır) ve hava kompresörü tahriki (ve/veya frekans sensörü) V_н (yeşil ile vurgulanmıştır) ve daha yüksek harmoniklerinde V_в2, V_в4, V_в5ve V_к2, V_к3.

Maksimum toplam titreşim V_∑ 82% (pervanenin 1580 rpm) ve 94% (1830 rpm) hız modlarında bulunmuştur.

Bu titreşimin ana bileşeni, motor krank mili dönüş frekansı V'nin 2. harmoniğinde ortaya çıkar_к2 ve sırasıyla 4800 devir/dakika frekansta 12,5 mm/sn ve 5520 devir/dakika frekansta 15,8 mm/sn değerlerine ulaşır.

Bu bileşenin motorun piston grubunun çalışmasıyla ilişkili olduğu varsayılabilir (bir krank mili devri başına pistonların çift hareketi sırasında meydana gelen darbe süreçleri).

Bu bileşenin 82% (ilk nominal) ve 94% (kalkış) modlarındaki keskin artışı büyük olasılıkla piston grubundaki kusurlardan değil, uçak gövdesine amortisörler üzerinde monte edilen motorun rezonans salınımlarından kaynaklanmaktadır.

Bu sonuç, spektrumunda 74 Hz (4440 devir/dakika), 94 Hz (5640 devir/dakika) ve 120 Hz (7200 devir/dakika) bulunan motor süspansiyonu salınımlarının doğal frekanslarının kontrol edilmesine ilişkin daha önce tartışılan deneysel sonuçlarla doğrulanmaktadır.

Bu doğal frekanslardan ikisi, 74 Hz ve 94 Hz, motorun ilk nominal ve kalkış modlarında meydana gelen krank mili dönüşünün 2. harmonik frekanslarına yakındır.

Motorun ilk nominal ve kalkış modlarındaki titreşim testleri sırasında bulunan 2. krank mili harmoniğindeki önemli titreşimler nedeniyle, motor süspansiyon amortisörlerinin sıkma kuvvetinin kontrolü ve ayarlanması gerçekleştirilmiştir.

Pervane dönüş frekansı için amortisörlerin ayarlanmasından önce ve sonra elde edilen karşılaştırmalı test sonuçları (V_в1) ve krank mili dönüş frekansının 2. harmoniği (V_к2) Tablo 2.3'te sunulmuştur.

Tablo 2.3.

№	Pervane Dönüş Frekansı, %	Pervane Dönüş Frekansı, rpm	Vв1 (Önce)	Vв1 (Sonra)	Vк2 (Önce)	Vк2 (Sonra)
1	60	1155 (1140)	1155 4.4	1140 3.3	3510 3.6	3480 3.0
2	65	1244 (1260)	1244 3.5	1260 3.5	3780 4.1	3840 4.3
3	70	1342 (1350)	1342 2.8	1350 3.3	4080 2.9	4080 1.2
4	82	1580 (1590)	1580 4.7	1590 4.2	4800 12.5	4830 16.7
5	94	1830 (1860)	1830 2.2	1860 2.7	5520 15.8	5640 15.2

Tablo 2.3'ten görüldüğü üzere, amortisörlerin ayarlanması uçağın ana titreşim bileşenlerinde önemli değişikliklere yol açmamıştır.

Pervane dengesizliği ile ilişkili spektral bileşenin genliğinin V_в1, 82% ve 94% modlarında tespit edilmiştir (bkz. Tablo 1.2 ve 1.3), sırasıyla 3-7 kat daha düşüktür._к2bu modlarda mevcuttur.

Diğer uçuş modlarında, V_в1 2,8 ila 4,4 mm/sn arasında değişmektedir.

Ayrıca, Tablo 2.2 ve 2.3'ten görüldüğü üzere, bir moddan diğerine geçerken meydana gelen değişiklikler esas olarak dengeleme kalitesiyle değil, pervane dönüş frekansının uçağın çeşitli yapısal elemanlarının doğal frekanslarından ayrılma derecesiyle belirlenmektedir.

2.6. Çalışma Sonuçlarından Çıkan Sonuçlar

2.6.1.

Yak-52 uçak pervanesinin 1150 rpm (60%) pervane dönüş frekansında gerçekleştirilen balans ayarı, pervane titreşiminin 10,2 mm/sn'den 4,2 mm/sn'ye düşürülmesini sağlamıştır.

Yak-52 ve Su-29 uçak pervanelerinin "Balanset-1" cihazı kullanılarak dengelenmesi sırasında kazanılan deneyim göz önüne alındığında, Yak-52 uçak pervanesinin titreşim seviyesini daha da azaltma olasılığı olduğu varsayılabilir.

Bu, özellikle dengeleme sırasında farklı (daha yüksek) bir pervane dönüş frekansı seçilerek, testler sırasında belirlenen 20 Hz'lik (1200 devir/dakika) uçağın doğal salınım frekansından daha büyük bir sapmaya izin verilerek gerçekleştirilebilir.

2.6.2.

Yak-52 uçağının uçuş sırasındaki titreşim testlerinin sonuçlarının gösterdiği gibi, titreşim spektrumları (pervane dönüş frekansında ortaya çıkan yukarıda bahsedilen bileşene ek olarak) krank milinin, motorun piston grubunun ve hava kompresörü tahrikinin (ve/veya frekans sensörünün) çalışmasıyla ilişkili birkaç başka bileşen içerir.

60%, 65% ve 70% modlarındaki bu titreşimlerin büyüklükleri pervane dengesizliği ile ilişkili titreşimin büyüklüğü ile karşılaştırılabilir.

Bu titreşimlerin analizi, pervane dengesizliğinden kaynaklanan titreşimin tamamen ortadan kaldırılmasının bile bu modlardaki toplam uçak titreşimini 1,5 kattan fazla azaltmayacağını göstermektedir.

2.6.3.

Maksimum toplam titreşim V_∑ Yak-52 uçağının hız modları 82% (pervanenin 1580 rpm'si) ve 94% (pervanenin 1830 rpm'si) olarak bulunmuştur.

Bu titreşimin ana bileşeni, motor krank mili dönüş frekansı V'nin 2. harmoniğinde ortaya çıkar_к2 (4800 devir/dakika veya 5520 devir/dakika frekanslarında), burada sırasıyla 12,5 mm/sn ve 15,8 mm/sn değerlerine ulaşır.

Bu bileşenin motorun piston grubunun çalışmasıyla (bir krank mili devrinde pistonların çift hareketi sırasında meydana gelen darbe süreçleri) ilişkili olduğu makul bir şekilde varsayılabilir.

Bu bileşenin 82% (ilk nominal) ve 94% (kalkış) modlarındaki keskin artışı büyük olasılıkla piston grubundaki kusurlardan değil, uçak gövdesine amortisörler üzerinde monte edilen motorun rezonans salınımlarından kaynaklanmaktadır.

Testler sırasında amortisörlerin ayarlanması titreşimde önemli değişikliklere yol açmamıştır.

Bu durum muhtemelen uçak geliştiricilerinin uçak gövdesindeki motor montaj (süspansiyon) sistemini seçerken yaptıkları bir tasarım hatası olarak değerlendirilebilir.

2.6.4.

Dengeleme ve ek titreşim testleri sırasında elde edilen veriler (bkz. Bölüm 2.5'teki uçuş testi sonuçları), periyodik titreşim izlemenin uçak motorunun teknik durumunun tanısal değerlendirmesi için yararlı olabileceği sonucuna varılmasını sağlar.

Bu tür bir çalışma, örneğin, spektral titreşim analizi işlevinin uygulandığı yazılım olan "Balanset-1" cihazı kullanılarak gerçekleştirilebilir.

---

3. MTV-9-K-C/CL 260-27 Pervanesinin Dengelenmesi ve Su-29 Akrobasi Uçağının Titreşim Araştırması Sonuçları

3.1. Giriş

15 Haziran 2014 tarihinde, Su-29 akrobasi uçağının M-14P havacılık motorunun üç kanatlı MTV-9-K-C/CL 260-27 pervanesinin balans ayarı gerçekleştirilmiştir.

İmalatçıya göre, pervane başlangıçta statik olarak dengelenmiştir; bu durum, üretim tesisinde kurulan 1 numaralı düzlemdeki düzeltici ağırlığın varlığından da anlaşılmaktadır.

Su-29 uçağına doğrudan monte edilen pervanenin balans ayarı, 149 seri numaralı "Balanset-1" titreşim balans kiti kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Dengeleme sırasında kullanılan ölçüm şeması Şekil 3.1'de gösterilmektedir.

Dengeleme işlemi sırasında titreşim sensörü (ivmeölçer) 1, özel bir braket üzerindeki bir mıknatıs kullanılarak motor şanzıman muhafazasına monte edilmiştir.

Lazer faz açısı sensörü 2 de dişli kutusu muhafazasına monte edilmiş ve pervane kanatlarından birine uygulanan yansıtıcı işarete yönlendirilmiştir.

Sensörlerden gelen analog sinyaller kablolar aracılığıyla "Balanset-1" cihazının ölçüm ünitesine iletilmiş ve burada dijital olarak ön işlemden geçirilmiştir.

Daha sonra bu sinyaller dijital olarak bir bilgisayara gönderilmiş ve burada bu sinyaller yazılımla işlenerek pervane dengesizliğini telafi etmek için gereken düzeltici ağırlığın kütlesi ve açısı hesaplanmıştır.

Şekil 3.1. Su-29 uçak pervanesinin dengelenmesi için ölçüm şeması.

Z_k - dişli kutusunun 75 dişli ana dişli çarkı;

Z_c - Her biri 18 dişe sahip 6 adet dişli kutusu uydusu;

Z_n - Şanzımanın 39 dişli sabit dişli çarkı.

Bu çalışmayı gerçekleştirmeden önce, Yak-52 uçak pervanesinin dengelenmesinden elde edilen deneyim göz önünde bulundurularak, aşağıdakiler de dahil olmak üzere bir dizi ek çalışma yapılmıştır:

• Su-29 uçağının motor ve pervane salınımlarının doğal frekanslarının belirlenmesi;
• Dengelemeden önce ikinci pilot kabinindeki ilk titreşimin büyüklüğünün ve spektral bileşiminin kontrol edilmesi.

3.2. Motor ve Pervane Salınımlarının Doğal Frekansları Üzerine Yapılan Çalışmaların Sonuçları

Uçak gövdesindeki amortisörlere monte edilen motor salınımlarının doğal frekansları, motor salınımlarının darbe uyarımı yoluyla A&D (Japonya) tarafından üretilen AD-3527 spektrum analizörü kullanılarak belirlenmiştir.

Motor süspansiyonunun doğal salınımlarının spektrumunda (bkz. Şekil 3.2) altı ana frekans tespit edilmiştir: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz.

Bunlardan 66 Hz, 88 Hz ve 120 Hz frekanslarının doğrudan motorun uçak gövdesine montaj (süspansiyon) özellikleriyle ilgili olduğu varsayılmaktadır.

16 Hz ve 22 Hz frekansları büyük olasılıkla uçağın şasi üzerindeki doğal salınımları ile ilişkilidir.

37 Hz frekansı muhtemelen uçak pervane kanadı salınımlarının doğal frekansı ile ilgilidir.

Bu varsayım, darbe uyarımı yöntemiyle de elde edilen pervane salınımlarının doğal frekanslarının kontrol edilmesiyle doğrulanmıştır.

Pervane kanadının doğal salınımlarının spektrumunda (bkz. Şekil 3.3) üç ana frekans tespit edilmiştir: 37 Hz, 100 Hz ve 174 Hz.

Su-29 uçağının pervane kanadı ve motor salınımlarının doğal frekanslarına ilişkin veriler, dengeleme sırasında kullanılan pervane dönüş frekansını seçerken özellikle önemli olabilir. Bu frekansın seçilmesindeki temel koşul, uçağın yapısal elemanlarının doğal frekanslarından mümkün olan maksimum sapmayı sağlamaktır.

Ayrıca, uçağın münferit bileşenlerinin ve parçalarının doğal frekanslarının bilinmesi, çeşitli motor hızı modlarında titreşim spektrumunun belirli bileşenlerinde keskin bir artışın (rezonans durumunda) nedenlerini belirlemek için yararlı olabilir.

3.3. Su-29 Uçağının İkinci Pilot Kabinindeki Titreşimin Dengeleme Öncesi Yerde Kontrol Edilmesi

Su-29 uçağının pervane dengelemesinden önce tespit edilen ilk titreşimi, A&D (Japonya) tarafından AD-3527 model taşınabilir bir titreşim spektrum analizörü kullanılarak dikey yönde ikinci pilot kabininde 5 ila 200 Hz frekans aralığında ölçülmüştür.

Ölçümler, sırasıyla maksimum dönüş frekansının 60%, 65%, 70% ve 82%'sine eşit olan dört ana motor hızı modunda alınmıştır.

Elde edilen sonuçlar Tablo 3.1'de sunulmuştur.

Tablo 2.1'den görüldüğü gibi, titreşimin ana bileşenleri pervane dönüş frekansları V_в1, motor krank mili V_к1ve hava kompresörü tahriki (ve/veya frekans sensörü) V_н'nin yanı sıra krank milinin 2. harmoniğinde V_к2 ve muhtemelen pervanenin 3. (kanat) harmoniği V_в3Bu da frekans olarak krank milinin ikinci harmoniğine yakındır.

Tablo 3.1.

№	Pervane Dönüş Frekansı, %	Pervane Dönüş Frekansı, rpm	Vв1	Vн	Vк1	Vв3	Vк2	Vв4	Vк3	V?	V∑, mm/sn
1	60	1150 5.4	1560 2.6	1740 2.0	3450 –	3480 –	6120 2.8	–	–	–	8.0
2	65	1240 5.7	1700 2.4	1890 3.2	3780 –	–	–	–	–	–	10.6
3	70	1320 5.2	1860 3.0	2010 2.5	3960 –	4020 –	–	–	–	11.5
4	82	1580 3.2	2160 1.5	2400 3.0	4740 –	4800 8.5	–	–	–	9.7

Ayrıca, 60% hız modundaki titreşim spektrumunda, uçağın yapısal elemanlarından birinin yaklaşık 100 Hz frekansındaki rezonansından kaynaklanabilecek 6120 devir/dakika frekansında hesaplanan spektrum ile tanımlanamayan bir bileşen bulunmuştur. Böyle bir eleman, doğal frekanslarından biri 100 Hz olan pervane olabilir.

Uçağın maksimum toplam titreşimi V_∑70% hız modunda 11,5 mm/sn'ye ulaşmıştır.

Bu moddaki toplam titreşimin ana bileşeni, motor krank mili dönüş frekansı V'nin 2. harmoniğinde (4020 devir/dakika) ortaya çıkar_к2 ve 10,8 mm/sn'ye eşittir.

Bu bileşenin motorun piston grubunun çalışmasıyla ilişkili olduğu varsayılabilir (bir krank mili devri başına pistonların çift hareketi sırasında meydana gelen darbe süreçleri).

Bu bileşenin 70% modundaki keskin artışı muhtemelen uçağın yapısal unsurlarından birinin (uçak gövdesindeki motor süspansiyonu) 67 Hz (4020 devir/dakika) frekansındaki rezonans salınımlarından kaynaklanmaktadır.

Piston grubunun çalışmasıyla ilişkili darbe bozukluklarına ek olarak, bu frekans aralığındaki titreşimin büyüklüğünün pervanenin kanat frekansında ortaya çıkan aerodinamik kuvvetten etkilenebileceği unutulmamalıdır (V_в3).

65% ve 82% hız modlarında, V bileşeninde gözle görülür bir artış_к2 (V_в3) da gözlemlenmektedir ki bu da münferit uçak bileşenlerinin rezonans salınımları ile açıklanabilir.

Pervane dengesizliği ile ilişkili spektral bileşenin genliği V_в1'nin dengeleme öncesi ana hız modlarında belirlenen değeri 2,4 ila 5,7 mm/sn arasında değişmektedir ve bu değer genellikle V_к2 karşılık gelen modlarda.

Ayrıca, Tablo 3.1'den görüldüğü üzere, bir moddan diğerine geçerken meydana gelen değişiklikler sadece dengeleme kalitesiyle değil, aynı zamanda pervane dönüş frekansının uçağın yapısal elemanlarının doğal frekanslarından ayrılma derecesiyle de belirlenmektedir.

3.4. Dengeleme Sonuçları

Pervane dengelemesi bir dönüş frekansında tek bir düzlemde gerçekleştirilmiştir. Bu dengeleme sonucunda pervanenin dinamik kuvvet dengesizliği telafi edilmiştir.

Dengeleme protokolü aşağıda Ek 1'de verilmiştir.

Dengeleme işlemi 1350 rpm pervane dönüş frekansında gerçekleştirilmiş ve iki ölçüm çalışması yapılmıştır.

İlk çalıştırma sırasında, başlangıç durumundaki pervane dönüş frekansındaki titreşimin genliği ve fazı belirlenmiştir.

İkinci çalışma sırasında, pervane üzerine ağırlığı bilinen bir deneme kütlesi yerleştirildikten sonra pervane dönüş frekansındaki titreşimin genliği ve fazı belirlenmiştir.

Bu ölçümlerin sonuçlarına dayanarak, düzeltici ağırlığın düzlem 1'deki kütlesi ve montaj açısı belirlenmiştir.

Hesaplanan düzeltici ağırlık değeri olan 40,9 g pervaneye takıldıktan sonra, bu hız modundaki titreşim ilk durumdaki 6,7 mm/sn'den dengeleme sonrasında 1,5 mm/sn'ye düşmüştür.

Diğer hız modlarında pervane dengesizliği ile ilişkili titreşim seviyesi de azalmış ve dengelemeden sonra 1 ila 2,5 mm/sn aralığında kalmıştır.

Balans kalitesinin uçağın uçuş sırasındaki titreşim seviyesi üzerindeki etkisinin doğrulanması, eğitim uçuşlarından biri sırasında bu pervanenin kazara hasar görmesi nedeniyle gerçekleştirilmemiştir.

Bu balans ayarı sırasında elde edilen sonucun fabrika balans ayarı sonucundan önemli ölçüde farklı olduğu unutulmamalıdır.

Özellikle de:

• Kalıcı montaj sahasında (Su-29 uçağı dişli kutusunun çıkış milinde) dengelendikten sonra pervane dönüş frekansındaki titreşim 4 kattan fazla azaltılmıştır;
• Dengeleme işlemi sırasında takılan düzeltici ağırlık, üretim tesisinde takılan ağırlığa göre yaklaşık 130 derece kaymıştır.

Bu durumun olası nedenleri arasında şunlar yer alabilir:

• Üreticinin dengeleme standının ölçüm sistemi hataları (olası değildir);
• Üreticinin balans makinesinin mil kaplininin montaj yerlerindeki geometrik hatalar, mile takıldığında pervanenin radyal salgısına neden olur;
• Uçak dişli kutusunun çıkış mili kaplininin montaj yerlerindeki geometrik hatalar, dişli kutusu miline takıldığında pervanenin radyal salgısına neden olur.

3.5. Çalışma Sonuçlarından Çıkan Sonuçlar

3.5.1.

Su-29 uçak pervanesinin 1350 rpm (70%) pervane dönüş frekansında tek düzlemde gerçekleştirilen balans ayarı, pervane titreşiminin 6,7 mm/sn'den 1,5 mm/sn'ye düşürülmesini sağlamıştır.

Diğer hız modlarında pervane dengesizliği ile ilişkili titreşim seviyesi de önemli ölçüde azalmış ve 1 ila 2,5 mm/sn aralığında kalmıştır.

3.5.2.

Üretim tesisinde gerçekleştirilen tatmin edici olmayan balanslama sonuçlarının olası nedenlerini açıklığa kavuşturmak için, pervanenin uçak motoru dişli kutusunun çıkış mili üzerindeki radyal salgısını kontrol etmek gerekir.

---

Ek 1

DENGELEME PROTOKOLÜ

Su-29 akrobasi uçağının MTV-9-K-C/CL 260-27 pervanesi

1. Müşteri: V.D. Chvokov

2. Pervane montaj yeri: Su-29 uçak dişli kutusunun çıkış mili

3. Pervane tipi: MTV-9-K-C/CL 260-27

4. Dengeleme yöntemi: yerinde monte edilmiş (kendi yataklarında), tek düzlemde

5. Dengeleme sırasında pervane dönüş frekansı, rpm: 1350

6. Dengeleme cihazının modeli, seri numarası ve üreticisi: "Balanset-1", seri numarası 149

7. Dengeleme sırasında kullanılan düzenleyici belgeler:

7.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

8. Dengeleme tarihi: 15.06.2014

9. Dengeleme sonuçlarının özet tablosu:

№	Ölçüm Sonuçları	Titreşim, mm/sn	Dengesizlik, g* mm
1	Dengelemeden önce *)	6.7	6135
2	Dengelemeden sonra	1.5	1350
ISO 1940 G Sınıfı için Tolerans 6.3			1500

*) Not: Dengeleme, üretici tarafından takılan düzeltici ağırlık pervane üzerinde kalacak şekilde gerçekleştirilmiştir.

10. Sonuç:

10.1. Su-29 uçağı dişli kutusunun çıkış miline (bkz. s.9.2) takılan pervanenin dengelenmesinden sonra titreşim seviyesi (artık dengesizlik) ilk duruma göre (bkz. s. 9.1) 4 kattan fazla azaltılmıştır.

10.2. S. 10.1'deki sonucu elde etmek için kullanılan düzeltici ağırlığın parametreleri (kütle, montaj açısı), üretici tarafından takılan düzeltici ağırlığın parametrelerinden (MT-propeller) önemli ölçüde farklıdır.

Özellikle, dengeleme sırasında pervaneye 40,9 g'lık ek bir düzeltici ağırlık takılmış ve bu ağırlık üretici tarafından takılan ağırlığa göre 130°'lik bir açıyla kaydırılmıştır.

(Üretici tarafından takılan ağırlık, ek balans ayarı sırasında pervaneden çıkarılmamıştır).

Bu durumun olası nedenleri arasında şunlar yer alabilir:

• Üreticinin dengeleme standının ölçüm sistemindeki hatalar;
• Üreticinin balans makinesinin mil kaplininin montaj yerlerindeki geometrik hatalar, pervanenin mile takıldığında radyal salgısına yol açar;
• Uçak dişli kutusunun çıkış mili kaplininin montaj yerlerindeki geometrik hatalar, dişli kutusu miline takıldığında pervanenin radyal salgısına neden olur.

Su-29 uçağı dişli kutusunun çıkış miline takıldığında artan pervane dengesizliğine yol açan spesifik nedeni belirlemek için aşağıdakiler gereklidir:

• MTV-9-K-C/CL 260-27 pervanesini balanslamak için kullanılan balans makinesinin ölçüm sistemini ve mil montaj yerlerinin geometrik doğruluğunu üreticiden kontrol edin;
• Su-29 uçak dişli kutusunun çıkış miline takılı pervanenin radyal salgısını kontrol edin.

Yürütücü:

LLC "Kinematics" Baş Uzmanı

Feldman V.D.