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(tài)要求、設備的安裝方法、儀器的使用說明以及配平調(diào)整的經(jīng)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(guān)鍵詞：MA600飛機;螺旋槳;動平衡測試;配平調(diào)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(tǒng)，最大轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分，旋轉(zhuǎn)直徑3.96m。系統(tǒng)的轉(zhuǎn)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?qū)е滦D(zhuǎn)部分的重量分布不均，就會使螺旋槳在高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生超出限制的振動，從而損傷發(fā)動機，影響飛行安全。對于MA600飛機，通常在槳葉的損傷修理區(qū)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(zhí)行定檢工作時需要進行動平衡測試。如果測試結(jié)果超出限制，需用增減配重片的方式進行重量分配的調(diào)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(chǎn)的航空器螺旋槳振動測試設備。它可以通過光學轉(zhuǎn)速傳感器和振動傳感器的信號檢測出螺旋槳在各個轉(zhuǎn)速下的振動值，并自動給出減小振動值的配平調(diào)整方案，已在我國陸、海、空、武警、公安、民航系統(tǒng)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(huán)境和安裝測試設備。對動平衡測試影響最大的環(huán)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(qū)域。測試時飛機必須迎風停放，不能在側(cè)風中進行。

進行動平衡測試需要安裝振動傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和反光帶，ACES2020HR振動測試儀支持雙發(fā)同時檢測，所以測試時可以根據(jù)需要安裝一套或者兩套測試設備，左、右發(fā)動機的安裝方法相同。將測試儀與振動傳感器和轉(zhuǎn)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(fā)動機短艙布置在發(fā)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(zhuǎn)動部件和發(fā)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(fā)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(chǎn)生的氣流吹移電纜。

振動傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的安裝需要拆下發(fā)動機前緣上部右側(cè)的整流罩。振動傳感器通過螺桿固定在發(fā)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(zhuǎn)速傳感器通過整流罩的內(nèi)六方螺釘安裝在發(fā)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?shù)慕宇^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?shù)慕宇^與振動傳感器和測試儀上標有“CHANNELA”或“CHANNELB”的接口相連。通?！癟ACH 1”和“CHANNEL A”連接左發(fā)的電纜，“TACH 2”和“CHANNEL B”連接右發(fā)的電纜。

光學轉(zhuǎn)速傳感器是通過接收反光帶的反射光束來確定轉(zhuǎn)速的，因此安裝反光膠帶紙可以結(jié)合光學轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速電源（Tach Pwr）”對應的F1鍵，可以接通光學轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速傳感器。觀察光學轉(zhuǎn)速傳感器后面的指示燈，如果光學轉(zhuǎn)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(qū)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(tài)。初次測試時可以不拆除槳盤上原有的配重，但如果測試結(jié)果超標，就需要拆除配重并從新設置測試儀的參數(shù)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(fā)動機選擇頁面，輸入所測試的發(fā)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(guān)記錄。繼續(xù)按照操作頁面的提示進行相應的選擇，直到進入發(fā)動機啟動頁面（圖3）。啟動發(fā)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(zhuǎn)速，通過調(diào)整功率桿和狀態(tài)桿使實際轉(zhuǎn)速盡可能的接近設置轉(zhuǎn)速1050。通常狀態(tài)桿在最大轉(zhuǎn)速，功率桿在87.5°位置，轉(zhuǎn)速大概即為1050。當轉(zhuǎn)速差（Difference項所顯示的數(shù)值）穩(wěn)定且小于5時，按壓【ENTER】鍵接受此時發(fā)動機的工作狀態(tài)，屏幕將顯示圖4所示的轉(zhuǎn)速信息頁面。此頁面包括發(fā)動機振動值的實際（Current）狀態(tài)和平均（Average）狀態(tài)。每種狀態(tài)均包含轉(zhuǎn)速（RMP）、振動值（IPS）和相位角（Phase），同時還顯示實際轉(zhuǎn)速和平均值差額的百分比。

當該差額數(shù)值降到最低點且不再下降時，按壓【ENTER】鍵停止數(shù)據(jù)采集。此時會跳出工作預覽（Review Job）頁面（圖5），發(fā)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(nèi)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(diào)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(diào)整，如果調(diào)整則調(diào)整目標值應低于0.2;當測試值低于0.2時無需調(diào)整。如果需要調(diào)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?？孜痪幪柺悄婧较驈恼迟N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(nèi)。

完成配重的安裝和輸入后，啟動發(fā)動機再次進行動平衡測試。一般情況調(diào)整3次就能將振動值降低到0.2之內(nèi)。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(diào)節(jié)配重降低振動值，只能更換為重量相似的槳葉。

3.總結(jié)

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(yè)的技術(shù)水平、豐富的維護經(jīng)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(jù)設備建議的方案調(diào)整配重，只有這樣才能快速將振動值調(diào)整到最佳狀態(tài)，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.