ВИБРАЦИЯ ВЕРТОЛЕТА
На вертолете насчитывают несколько сот различных колебаний отдельных частей и всего вертолета, та к как имеется ряд источников возбуждающих сил, к которым относятся несущая система, рулевой винт, силовая установка, редукторы и трансмиссий*, системы охлаждения двигателей и т. д. Колебания, вызванные вышеуказанными
причинами, называются вынужденными. Они происходят с частотой, равной частоте возбуждающих сил. Частота возбуждающих сил ‘Несущего винта находится в пределах 8—16 Гц, рулевого впита 10— 60 Гц, трансмиссий—50—60 Гц, силовой установки 600—1000 Гц. Вибрации от лопастей несущего н рулевого винтов передаются через втулки н поток воздуха, отбрасываемый лопастями. Этот поток попадает на хвостовую и концевую балки в виде периодических импульсов и вызывает знакопеременные напряжения в элементах конструкции.
Наиболее часто подвергаются вынужденным вибрациям тяги проводки управлення вертолетом. Особенно важно не допустить резонанса тяг, для чего необходимо знать собственную частоту колебания тяги, которая пропорциональна диаметру тяги и обратно пропорциональна квадрату длины. Поэтому для увеличения частоты собственных колебаний необходимо либо увеличить диаметр тягн, либо уменьшить ее длину. Для устранения резонанса тяг применяются инерционные демпферы, представляющие собой груз, смонтированный внутри тяги на резиновых амортизаторах.
Вынужденные вибрации элементов конструкции в обычных условиях не представляют собой опасности в связи с незначительностью их амплитуд, однако в некоторых случаях при нарушении условий эксплуатации они могул стать опасными. Предел допустимых вибраций определяется по действию их на конструкцию в на организм человека. Вибрации считаются допустимыми, если они не ведут к разрушению конструкции и не вызывают неприятных ощущений у человека. Чем больше частота колебаний, тем меньше амплитуды вибраций, безболезненно переносимых человеком.
Кроме вынужденных колебаний, при эксплуатации вертолетов встречаются самовозбуждающнеся колебания, возникновение которых считается аварийной ситуацией. Различают три вида вертолетных самовозбуждающихся колебаний: земной резонанс, автоколебания вертолета в полете и вибрации типа «флатер».
Земным резонансом принято называть самопроизвольно возникающие колебания (раскачивание) вертолета на земле с нарастающей амплитудой.
При собственных колебаниях лопастей несущего винта в плоскости вращения (относительно вертикальных шарниров), которые могут возникать от какого-либо толчка (порьш ветра, грубая посадка и т. п.), появляются инерционные силы, в плоскости вращения — винта. Передаваясь на фюзеляж вертолета, они вызывают его. колебания на упругом шасси. Силы, раскачивающие вертолет, меняются с определенной частотой, зависящей от частоты собственных колебаний лопасти в плоскости вращения и угловой скорости вращении винта. Нанбогее легко. вертолет раскачивается тогда, когда частота изменения возбуждающих сил близка к частоте собственных — колебаний вертолета на упругом шасси. Одновременно при. колебаниях корпуса вертолета возникают силы, раскачивающие лопасти в плоскости вращения Наличие такой двусторонней связи между колебаниями вертолета и лопастей приводит к тому, что яри некоторой угловой
скорости вращения винта вертолет может стать неустойчивым, т. е раз начавшиеся (вследствие какого-либо толчка) колебания верто лета могут оказаться не затухающими, а нарастающими
Основными конструктивными средствами борьбы с этим явле нием являются:
установка специальных демпферов на вертикальных шарнирах лопастей несущего винта, демпфирующих колебания лопастей в плоскости вращения;
введение специальных демпфирующих элементов в конструкцию амортизаторов шасси или правильный выбор характеристик гидро сопротивления амортизаторов шасси на прямом п обратном ходе
К нарушениям правил технической эксплуатации, способствую щнм возникновению земного резонанса, можно отнести — неправильную регулировку демпферов вертикальных шарниров; неправильную зарядку амортизаторов шасси вертолета; нарушение правит зарядки демпферов шасси; .неправильную зарядку пневматиков колес шасси; нарушение соконусности несущего вита вертолета и ряд других факторов
Автоколебания вертолета в полете по своей природе подобны явлению земного резонанса. Эти вибрации сочетают колебания лопастей несущего винта относительно вертикальных шарии ров и упругих элементов фюзеляжа вертолета. При колебаниях лопастей возникает центробежная сила несущего винта, которая приводит к биениям вала и деформации стержней подредукторной рамы и силовых элементов фюзеляжа.
Данное деление присуще в основном двухвинтовым вертотетам продольной схемы.
Флаттер лопастей винтов бывает двух видов: изгибио — крутильный и маховой. Изгибно-крутильный флаттер в чистом виде чаще всего встречается у лопастей с жестким креплением к втулке Маховой флаттер, т. е. сочетание маховых движений с колебаниями лопасти относительно осевого шарнира, наблюдается у лопастей с шарнирной подвеской. Флаттер обоих видов исключается рядом конструктивных мероприятий (увеличением жесткости, подбором центровки лопастей и т. д.). Однако флаттер может возникнуть по эксплуатационным причинам — из-за нарушения весовой балансировки и уменьшения жесткости конструкции. Нарушение весовой балансировки особенно характерно для лопастей смешанной каркасной конструкции, из-за гигроскопичности ‘Применяемых материалов. Весовая балансировка нарушается чаще всего вследствие небрежного ремонта лопастей.
Уменьшение жесткости лопастей происходит вследствие скры тых разрушений элементов конструкции.
Флаттер обнаруживается по возникновению сильной тряски и «размыву» конуса вращения лопастей.
Необходимо помнить, что «размыв» свойствен н нарушению соконусности несущего винта в результате неправнтьиой регулировки, одиако в последнем случае ои не зависит от частоты вращения несущего винта.
В процессе эксплуатации несущих винтов происходит изменение их технического состояния в результате. воздействия, с одной стороны, больших знакопеременных нагрузок, которые постоянно испытывает несущий винт в процессе работы, с другой стороны —эксплуатационных факторов
Сложность учета всех факторов, влияющих на работу несущих винтов, н возможные отклонения от технических условии при изготовлении требуют внимательного наблюдения за состоянием силовых элементов винта. в эксплуатации, своевременного выявления возможных усталостных трещин для предотвращения разрушения конструкции
Различные поломки несущих винтов могут произойти в результате нарушения правил эксплуатации Например, резкое включение трансмиссии при опробовании поршневого двигателя может привести к полочке силовых элементов лопастей из-за происходящего при этом удара лопасти об ограничители; резкое включение тормоза трансмиссии. может привести к выпадению лопасти из ограничителей, к удару ее о хвостовую балку; небрежное снятие лопастных чехлов может привести к отгибу и повреждению триммерных пластин, лопастей, что вызовет нарушение сокоиусности, и т д
Техническое обслуживание несущей системы вертолета включает в себя дефектацию элементов конструкции и устранение выявленных неисправностей, регулировочные и монтажные работы.
Систематические осмотры. несущей системы в процессе эксплуатации имеют целью своевременно выявить и устранить повреждения ее деталей Втулка несущего винта осматривается для выявления механических повреждений, коррозии; проверяется состояние контровки деталей и надежности их крепления, отсутствие наклепа на упорах ограничителей шарниров втулки, контролируется количество смазки в ее шарнирах и соединениях, в тягах автомата перекоса. Необходимо убедиться в исправности ограничителей провисания лопастей. отсутствии наклепа на упорах ограничителей
Наиболее распространенной неисправностью является течь масла из уплотнений осевых шарниров. Поэтому необходимо тщательно следить за уровнем смазки в осевых шарнирах, особенно при эксплуатации в условиях резких колебаний температуры Появлению течи в уплотнениях осевых шарниров способствует зарядка их без учета температурного расширения смазки.
При осмотре лопастей необходимо внимательно проверять состояние каждой лопасти, особенно комлевые участки лонжеронов, носовые и хвостовые части отсеков лопастей. Для проверки глубины механических повреждений деталей лопасти необходимо пользоваться специальным индикатором Наиболее ответственным моментом в проведении осмотра лопасти является проверка состояния лонжерона Для осмотра лонжерона на обшивке лопастей в местах наиболее нагруженных участков лонжерона нредхсмотрены специальные лючки Для определения состояния лонжерона лопасти
•несущего ВННТа и предупреждения появлений СКВОЗНЫХ трепв стенках лонжеронов применяется сигнализация повреждения доц жерона лопасти
Принцип работы системы заключается в следующем внутренней полость лонжерона герметична и наполнена воздухом под даьл ш ем 50 кПа С внутренней полостью лонжерона связан сильфон да» чина, который при падении давления ниже допустимого или ззмы кает электрические контакты, или передвигает шток механически’о указателя.
Давление воздуха в полости лонжерона и гелия в полости сильфона зависит от температуры наружного воздуха Вследствие ьтого давление начала срабатывания будет меняться согласно график приведенному в формуляре лопасти Для обеспечения нормальной работы системы (Сигнализации давление воздуха в лонжероне долм но превышать давление начала срабатывания датчика Новточч подкачивание «воздуха в лонжерон необходимо производить до дов лення, превышающего давление начала срабатывания сигнал плат о ра при данной температуре воздуха на 15 кПа
Во всех случаях проведения регламентных работ по системе cur налнзации необходимо произвести соответствующие затки в фор муляре комплекта лопастей с указанием замеренных величин тем пературы — воздуха, рабочего давления в тоижероне до и после про ведения работ н давления начала — срабатывании сигнализатор»