淺析MA600飛機螺旋槳動平衡測試程序

劉偉

摘 要：本文主要介紹使用ACES2020HR振動測試儀對MA600飛機螺旋槳進行動平衡測試的程序，包括飛機狀態要求、設備的安裝方法、儀器的使用說明以及配平調整的經驗技巧，為維修人員提供了可靠的參考資料，對提高工作效率、保障飛行任務有著重大的意義。

關鍵詞：MA600飛機;螺旋槳;動平衡測試;配平調整

1.引言

MA600飛機裝備的是漢勝公司制造的四葉、可變槳矩螺旋槳系統，最大轉速1200轉/分，旋轉直徑3.96m。系統的轉動部分主要由槳葉、槳帽、槳轂和變矩作動器組成，如果這些部件由于制造、裝配、外部損傷或污物沉積等原因導致旋轉部分的重量分布不均，就會使螺旋槳在高速旋轉時產生超出限制的振動，從而損傷發動機，影響飛行安全。對于MA600飛機，通常在槳葉的損傷修理區域達到100cm2以上、更換槳葉、飛機振動大導致乘坐舒適度降低以及執行定檢工作時需要進行動平衡測試。如果測試結果超出限制，需用增減配重片的方式進行重量分配的調整。

本文介紹的動平衡測試程序使用的是ACES2020HR振動測試儀，它是Technology for Energy Corporation公司按照軍用標準研制生產的航空器螺旋槳振動測試設備。它可以通過光學轉速傳感器和振動傳感器的信號檢測出螺旋槳在各個轉速下的振動值，并自動給出減小振動值的配平調整方案，已在我國陸、海、空、武警、公安、民航系統大量裝備。

2.MA600動平衡測試程序

2.1 測試準備工作

MA600飛機動平衡測試的準備工作主要是確認檢測環境和安裝測試設備。對動平衡測試影響最大的環境因素是風，因此進行測試時風速不能超過20MPH。當風速大于5MPH時，不能將飛機放置在臨近障礙物的區域。測試時飛機必須迎風停放，不能在側風中進行。

進行動平衡測試需要安裝振動傳感器、轉速傳感器和反光帶，ACES2020HR振動測試儀支持雙發同時檢測，所以測試時可以根據需要安裝一套或者兩套測試設備，左、右發動機的安裝方法相同。將測試儀與振動傳感器和轉速傳感器連接電纜通過駕駛艙應急逃生艙門沿機身、中央翼、發動機短艙布置在發動機前緣上部整流罩附近，并用紙膠帶粘在飛機表面確保電纜不與高溫部件、轉動部件和發動機進氣道接觸。因為透明膠帶容易在飛機漆面上留下殘膠，而且很難清除，所以盡量不要用透明膠固定電纜。發動機短艙和中央翼上線束部分應增加固定點，以防止螺旋槳產生的氣流吹移電纜。

振動傳感器和轉速傳感器的安裝需要拆下發動機前緣上部右側的整流罩。振動傳感器通過螺桿固定在發動機前部機匣吊裝支架螺栓孔上（圖2），傳感器應沿垂直方向安裝，并且安裝緊固，以減少振動誤差。光學轉速傳感器通過整流罩的內六方螺釘安裝在發動機整流罩12點鐘的位置上，探頭應沿航向方向正對槳葉。將電纜中具有三個插釘的接頭與光學傳感器和測試儀上標有“TACH1”或“TACH2”的接口相連，將電纜中具有六個插釘的接頭與振動傳感器和測試儀上標有“CHANNELA”或“CHANNELB”的接口相連。通常“TACH 1”和“CHANNEL A”連接左發的電纜，“TACH 2”和“CHANNEL B”連接右發的電纜。

光學轉速傳感器是通過接收反光帶的反射光束來確定轉速的，因此安裝反光膠帶紙可以結合光學轉速傳感器的對準校驗一起進行。連接好傳感器與測試儀之間的電纜后，進入測試儀的“傳感器連接（Connect Sensor）”頁面，按壓屏幕左下角“轉速電源（Tach Pwr）”對應的F1鍵，可以接通光學轉速傳感器的電源。此時屏幕上顯示“Tach power is ON”。將任意一片槳葉轉動到12：00位置（面對螺旋槳方向），取一段長度大約為26mm的反光帶放在槳葉根部中線對準光學轉速傳感器的位置（此時先不要揭掉膠帶紙背面的防粘護膜），反光面對準光學轉速傳感器。觀察光學轉速傳感器后面的指示燈，如果光學轉速傳感器的光束對準反光帶，紅色指示燈會亮起。徹底清潔槳葉上反光所在的區域，并粘貼反光帶。

2.2測試程序

測試前應確認測試儀的電池已充好電，傳感器安裝正確，電纜和反光帶粘貼牢固，飛機處于可試車狀態。初次測試時可以不拆除槳盤上原有的配重，但如果測試結果超標，就需要拆除配重并從新設置測試儀的參數進行首輪測試。將測試儀開機，在操作頁面中依次選擇【Propeller Balance】、【Start Job】、【MA600/MA600F】進入發動機選擇頁面，輸入所測試的發動機的序號、裝機位置、使用時間等信息，以便于測試完成后查看相關記錄。繼續按照操作頁面的提示進行相應的選擇，直到進入發動機啟動頁面（圖3）。啟動發動機，當槳葉離開順槳位置后，頁面的“Current RPM”位置將顯示螺旋槳的實際轉速，通過調整功率桿和狀態桿使實際轉速盡可能的接近設置轉速1050。通常狀態桿在最大轉速，功率桿在87.5°位置，轉速大概即為1050。當轉速差（Difference項所顯示的數值）穩定且小于5時，按壓【ENTER】鍵接受此時發動機的工作狀態，屏幕將顯示圖4所示的轉速信息頁面。此頁面包括發動機振動值的實際（Current）狀態和平均（Average）狀態。每種狀態均包含轉速（RMP）、振動值（IPS）和相位角（Phase），同時還顯示實際轉速和平均值差額的百分比。

當該差額數值降到最低點且不再下降時，按壓【ENTER】鍵停止數據采集。此時會跳出工作預覽（Review Job）頁面（圖5），發動機的振動值（IPS）和相位角（Eng）將顯示在屏幕上。如果螺旋槳動平衡測試值大于1.0時，必須在3個工作日內更換螺旋槳槳葉;當動平衡測試值介于1.0（含）與0.4之間時，必須調整至低于0.2;測試值介于0.4in/s（含）與0.2之間時，可自行決定是否調整，如果調整則調整目標值應低于0.2;當測試值低于0.2時無需調整。如果需要調整可以在“Review Job”頁面按壓【ENTER】鍵和下一頁面上“Continue”對應的【F3】鍵，將顯示圖6所示的“螺旋槳安裝配重建議方案”。

按照方案的建議在相應孔位安裝對應重量的配重。需要注意的是在安裝新配重前應拆除所有舊的配重。孔位編號是逆航向從粘貼反光帶的槳葉起逆時針排序，一共28個孔（圖7），每個孔的配重重量不應超過65g。如果實際配重無法精確到測試儀建議的重量，允許在盡可能接近的情況下有所差異，但必須將真實的配重信息輸入圖6所示的“Implemented”欄內。

完成配重的安裝和輸入后，啟動發動機再次進行動平衡測試。一般情況調整3次就能將振動值降低到0.2之內。若多次配平后仍然超標，應考慮槳葉的重量差異可能太大。因為每片槳葉的出廠重量都不同，最大可能相差400-600克，在這種情況下，很難通過調節配重降低振動值，只能更換為重量相似的槳葉。

3.總結

MA600螺旋槳動平衡測試是一項費時費力、程序繁雜的工作，尤其是每次配平都需要拆除槳帽和舊配重，反復的拆裝和試車工作容易使人厭倦，失去耐心。因此需要維修人員具有專業的技術水平、豐富的維護經驗以及強烈的責任心。從準備工作到測試配平都應嚴格按照手冊的要求進行，盡可能根據設備建議的方案調整配重，只有這樣才能快速將振動值調整到最佳狀態，從而提高工作效率，保障飛行任務的順利進行。

參考文獻：

[1] MA600飛機維護手冊[M].中航西飛民用飛機有限公司.2021.3

[2] ACES2020HR振動測試儀使用說明.