某型直升機(jī)進(jìn)氣風(fēng)扇振動(dòng)校驗(yàn)淺析

摘要：隨著近幾年通用航空的迅猛發(fā)展，通航所屬的飛行訓(xùn)練學(xué)校、企業(yè)劇增，飛機(jī)數(shù)量和訓(xùn)練量成倍增長。而通用航空中直升機(jī)的使用率也逐漸提升，這就對直升機(jī)隊(duì)的維護(hù)保障提出了更高的要求。相比固定翼飛機(jī)，振動(dòng)是直升機(jī)的固有特性，它對飛行的安全以及乘坐的舒適性都有較重要的影響。本文通過對某型直升機(jī)的結(jié)構(gòu)大修發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行進(jìn)氣風(fēng)扇振動(dòng)校驗(yàn)時(shí)存在測量點(diǎn)發(fā)生漂移的現(xiàn)象。給出在振動(dòng)校驗(yàn)時(shí)的測量思路，以及遇到相似故障時(shí)的解決辦法，提供一些有效的排故思路。

關(guān)鍵詞：進(jìn)氣風(fēng)扇;振動(dòng);漂移

1緒論

振動(dòng)為一種快速的振蕩運(yùn)動(dòng)，可能時(shí)由于旋轉(zhuǎn)部件因?yàn)槭テ胶?，或者是由于空氣?dòng)力這樣的外力作用下產(chǎn)生。這樣的振蕩運(yùn)動(dòng)可以表述為：位移或振幅的大小，頻率的快慢，比如振動(dòng)次數(shù)每分鐘。

直升機(jī)承受的振動(dòng)可能來自很多方面，比如槳葉，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)，這些振動(dòng)可以對機(jī)體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力甚至損壞，縮短部件的使用壽命，并會(huì)給飛行員以及乘客造成不舒適的乘坐感覺。

轉(zhuǎn)動(dòng)部件的振動(dòng)頻率一般與部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度有關(guān)，而直升機(jī)上部件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度各不相同，因此振動(dòng)頻率是識別振動(dòng)來源的一個(gè)主要依據(jù)。振動(dòng)按頻率分為三類：

（1）低頻振動(dòng)，主要來源于主槳系統(tǒng)。

（2）中頻振動(dòng)，主要來源于尾槳系統(tǒng)。

（3）高頻振動(dòng)，主要來源于發(fā)動(dòng)機(jī)和高速傳動(dòng)軸。

高頻振動(dòng)是由高速轉(zhuǎn)動(dòng)部件產(chǎn)生。一般情況下認(rèn)為是由發(fā)動(dòng)機(jī)引起的。而進(jìn)氣風(fēng)扇就是連接在發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸上的部件，因此對進(jìn)氣風(fēng)扇的振動(dòng)值必須密切監(jiān)控。

2校驗(yàn)過程

通過某型直升機(jī)的AMM手冊我們可以找到某型直升機(jī)風(fēng)扇配平的步驟和方法。手冊中推薦使用型號為192-或8500-系列或等效設(shè)備的動(dòng)態(tài)平衡儀。使用時(shí)查閱設(shè)備特殊操作說明。

（1）將加速計(jì)導(dǎo)線安裝到風(fēng)扇軸軸承上，參考圖一。加速計(jì)應(yīng)尖頭向下。一個(gè)適當(dāng)?shù)闹Ъ芸捎蓛蓚€(gè)加速表支架結(jié)合在一起組成，也可以專門制造。

（2）在風(fēng)扇的一個(gè)葉片邊緣貼一個(gè)靶標(biāo)（反光條），如下圖。

（3）將頻閃觀測器的頻閃方式至于B位置，將平衡箱轉(zhuǎn)動(dòng)范圍置于*10速率，將平衡箱轉(zhuǎn)速刻度表至于270。

（4）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，齒合旋翼系統(tǒng)，打開調(diào)速器開關(guān)，調(diào)整旋翼轉(zhuǎn)速RPM至102%。準(zhǔn)備進(jìn)行進(jìn)氣風(fēng)扇振動(dòng)值測量。

（5）將頻閃觀測器指向風(fēng)扇軸螺帽然后拉扳機(jī)。注意靶標(biāo)的時(shí)鐘角。

（6）按壓平衡箱上的調(diào)諧按鈕，注意靶標(biāo)時(shí)鐘角的變化，在壓住調(diào)諧按鈕的同時(shí)，調(diào)整轉(zhuǎn)速表盤，使靶標(biāo)回到第“5”步驟看到的時(shí)鐘角。如果當(dāng)壓下或松開按鈕時(shí)靶標(biāo)的時(shí)鐘角不變化，則平衡箱已調(diào)至風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。

（7）平衡箱調(diào)諧時(shí)要注意靶標(biāo)時(shí)鐘角的變化。

（8）注意平衡箱上“IPS”表指示的振動(dòng)讀數(shù)。

（9）關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。

（10）如果平衡讀數(shù)超過0.2IPS，必須改變墊片以平衡散熱風(fēng)扇。改變該位置的墊片重量，或是各把一半重量分別加到鄰近的兩個(gè)螺帽下。

在校驗(yàn)中，我們使用的是Honeywell公司的VIBREX2000PLUS動(dòng)態(tài)平衡儀。

啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以后，連接儀器進(jìn)行振動(dòng)數(shù)據(jù)的采集。如下表，第一次當(dāng)轉(zhuǎn)速2713RPM時(shí)，振動(dòng)值達(dá)到0.71IPS，不滿足要求，需要加配重片進(jìn)行調(diào)整。振動(dòng)測試儀顯示在10：51方向增加配重25.5g。我們嘗試性的在該方向增加配重片14.6g，振動(dòng)值不降反增，達(dá)到0.97IPS。所以我們恢復(fù)到初始狀態(tài)。進(jìn)行第二次測量。轉(zhuǎn)速在2716RPM時(shí)，振動(dòng)值依舊達(dá)0.65IPS，不滿足要求。振動(dòng)測試儀顯示在11：21方向增加配重22.2g。

隨后，考慮到光電傳感器測量是否有延時(shí)，我們決定在其他方向增加配重片。

第三次數(shù)據(jù)在01：00方向增加配重片9.7g。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)測量，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2723RPM時(shí)，振動(dòng)值為0.41IPS。觀察到振動(dòng)值較之前有降低。這時(shí)振動(dòng)測量儀顯示在10：47方向增加配重16.4g。

第四次數(shù)據(jù)在02：00方向再增加配重9.7g。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)測量數(shù)據(jù)，當(dāng)轉(zhuǎn)速2723RPM時(shí)，振動(dòng)值為0.10IPS。振動(dòng)值滿足要求。

3校驗(yàn)分析與總結(jié)

根據(jù)我們的實(shí)測數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)。當(dāng)在01：00和02：00方向各加9.7g配重片時(shí)，根據(jù)手冊得知，等效于在01：30方向加了19.4g配重片。

由于進(jìn)氣風(fēng)扇是沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而光電傳感器到反光條之間有一定距離，導(dǎo)致信號傳遞到光電傳感器接收的時(shí)候可能具有延時(shí)性，使得測試儀顯示的實(shí)測值延后。由于振動(dòng)測量儀顯示在11：21方向增加配重，而實(shí)際我們在01：30方向增加了配重，所以我們猜想振動(dòng)測試儀顯示的測量點(diǎn)沿順時(shí)針方向發(fā)生了漂移，漂移約2個(gè)小時(shí)（從11：21漂移到01：30）。

在使用振動(dòng)測試儀進(jìn)行直升機(jī)振動(dòng)測試時(shí)，無論是主槳系統(tǒng)，尾槳系統(tǒng)，還是發(fā)動(dòng)進(jìn)氣風(fēng)扇的振動(dòng)值，如果按照振動(dòng)測試儀顯示的配重添加方向和重量添加后，振動(dòng)值依然沒有減小，那么我們可以考慮顯示測量點(diǎn)與實(shí)際測量點(diǎn)產(chǎn)生漂移而導(dǎo)致。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國民航飛行學(xué)院.R44系列直升機(jī)培訓(xùn)教材.

[2]RobinsonR44MaintainanceManual.

作者簡介：劉航（1991-），男，四川什邡人，本科，助理工程師，研究方向?yàn)楹娇掌骶S修與適航。