Uravnoteženje rotorjev

Oceni ta prispevek
(5 glasov)
19 Mar 17
Napisal Prebrano 3636 krat
Objavljeno v Novice

Helikopter je sestavljen iz več rotirajočih elementov, ki omogočajo vertikalno vzletanje in pristajanje, lebdenje ter letenje v vseh smereh, zato je to zelo kompleksen stroj.

Neuravnoteženi vrteči se elementi povzročajo vibracije, ki jih ni mogoče popolnoma odpraviti, pomenijo pa dodatno obremenitev in hitrejšo obrabo materiala ter poškodbe sestavnih delov. Prav zato v letalstvu veliko pozornost namenjajo uravnoteženju rotorjev helikopterjev in vibriranje ohranjajo na najnižji možni ravni.

Priprava kamere
  Priprava kamere

Slovenska vojska ima v svoji floti tri tipe helikopterjev. Uravnoteženje rotorjev je pri vsakem tipu helikopterja drugačno, zato zahteva tudi drugačen pristop. Na splošno lahko zapišemo, da ima najmanjši bell 206 dva glavna in dva repna kraka, ki rotirata v eni ravnini, bell 412 pa štiri glavne krake, ki rotirajo v dveh navpično ločenih ravninah, in repni rotor z dvema krakoma, ki rotirata v eni ravnini. Cougar ima štiri krake glavnega rotorja v eni ravnini in petkraki repni rotor prav tako v eni ravnini. Konstrukcijska izvedba rotorja v dveh ravninah pri bellu 412 ima negativen vpliv na pojav vibracij, ker prihaja do aerodinamične interference med ravninama, kar povzroči vibracije na krakih.

Pregled napeljave in senzorjev
  Pregled napeljave in senzorjev

Na rotorju helikopterja se pojavljajo navpične in prečne vibracije. Navpične vibracije so posledica različnega vzgona na rotorskih krakih in zračnosti v konstrukcijskih elementih ter komandah. Do njih pride zaradi odstopanja profila vzdolž kraka, različnih nastavitev krilc oziroma tabov ali različne nastavitve vpadnega kota kraka. Prečne vibracije so največkrat posledica neenakomerne porazdelitve mase v glavi rotorja, to pa se lahko zgodi zaradi obrabe in zračnosti posameznih konstrukcijskih elementov na glavi rotorja in utrujanja materiala, na primer elastomeričnega ležaja pri bellu 412.

Nameščanje senzorjev
    Nameščanje senzorjev

Statično uravnoteženje

Letalski tehnik višji vodnik Tadej Pavlič, ki opravlja uravnoteženje rotorjev na helikopterju bell 206 jet ranger, je povedal, da je treba rotor po vsakem posegu ali predpisanem številu ur oziroma koledarskem času statično in dinamično uravnotežiti. Prav tako ga je treba pregledati, če pilot opazi povečane vibracije. Višji vodnik Pavlič je ob tem dodal: »Po vsakem vzdrževanju rotorja, torej ko je rotor ponovno sestavljen, najprej statično prečno in vzdolžno uravnotežimo rotor. Statično uravnoteženje poteka v zaprtem in mirnem prostoru, saj vsako gibanje zračne mase povzroči premik rotorja.« Rotor sicer postavijo na specialno orodje, predpisano za uravnoteženje. V središču tega orodja je igla s premerom centimeter in pol. V center rotorja postavijo točkovno vodno tehtnico oziroma libelo, ki pokaže, v kateri smeri je rotor težji. Rotor vzdolžno statično uravnotežijo tako, da v vpenjalni vijak na nasprotni strani dodajajo ustrezno maso, tako da se rotor na specialnem orodju poravna. Pri prečnem uravnoteženju dodajajo 25, 50 ali 100 gramov uteži. Dodajo lahko največ 800 gramov uteži, sicer morajo lopatico fizično zamakniti s premikom vijaka na glavi rotorja, kjer je vpeta lopatica. Letalski tehnik štabni vodnik Tomaž Likar je ob tem dodal, da se uravnoteži tudi repni rotor, na katerega dodajajo podložke, ki so skupno lahko težke največ 17 gramov in ki jih predpisuje proizvajalec helikopterja, ter sklenil: »Bolj kot je statično uravnoteženo, manj dela imamo med dinamičnim uravnoteženjem.« Na koncu statičnega uravnoteženja morata biti kraka rotorja v isti ravnini.

Merjenje vibracij
  Merjenje vibracij

Dinamično uravnoteženje

Ko je rotor statično uravnotežen, ga zmontirajo nazaj na helikopter. Temu sledi montaža kamere, ki meri odstopanja od navidezne ravnine, po kateri kraka potujeta, senzorjev, ki merijo vrtljaje, merilnikov vibracij in računalnika. Pilot stotnik Siniša Možina je povedal, da po namestitvi merilnih instrumentov najprej zaženejo motor in preverijo njegovo delovanje. Temu sledi pregled delovanja vseh sistemov na helikopterju in merjenje vibracij. Motor deluje v načinu idle, torej podobno kot pri avtomobilu v prostem teku. Na podlagi pridobljenih podatkov iz senzorjev in kamere letalski tehniki dobijo podatke o prečnih oziroma lateralnih in navpičnih vibracijah, na podlagi teh podatkov pa jim računalnik izračuna priporočljive popravke, da vibracije spravijo v meje dovoljenega. To pomeni, da dodajo uteži, krajšajo oziroma daljšajo vzvode komand ali nastavljajo krilca na lopaticah glavnega rotorja. Pri helikopterju jet ranger sta na lopatici krilci, ki ju lahko zvijejo, zunanjega za ±7° in notranjega za ±15°, je povedal višji vodnik Pavlič. Na kraku helikopterja cougar je devet krilc, nastavljajo pa lahko le dva. Pri helikopterju bell 412 v krake dodajajo uteži. Po končanem uravnoteženju krakov postopek merjenja vibracij ponovijo in postopka ponavljajo, dokler ne dosežejo vibraciji, ki so v mejah dovoljenega. Dovoljeno nihanje lopatic v navpični smeri pri helikopterju cougar je pet milimetrov. Dinamično uravnoteženje je tako končano.

Priprave na testni let
  Priprave na testni let

Testni let

Ko je rotor tudi dinamično uravnotežen in vibracije v mejah dovoljenih vrednosti, Vojaški letalski organ izda dovoljenje za testni let. Stotnik Možina je povedal, da med prvim testnim letom najprej zalebdijo na dobrem metru višine, kjer ponovno preverijo odzivnost helikopterja na komande, delovanje motorja, olje, temperature in sisteme helikopterja, in dodal: »Če je vse v redu, se prestavimo na helikoptersko ploščad, kjer ponovno preverimo delovanje vseh sistemov in komand. Potem spet preverimo vibracije med lebdenjem na nizki višini, kjer ni več vpliva tal, torej na približno desetih metrih. Če so vibracije v mejah dovoljenega, nadaljujemo letenje, med katerim ponovno testiramo delovanje vseh sistemov v različnih režimih letenja. Preveri se moč motorja in ali motor daje toliko moči, kot jo mora. Vibracije se merijo pri majhnih in velikih hitrostih do 20 vozlov, pri razlikah pa se na novo uravnoteži rotor ter ponovi celoten postopek.« V helikopterju je ves čas testiranj tudi letalski tehnik, ki spremlja stopnjo vibracij in o tem obvešča pilota. Postopek uravnoteženja helikopterja lahko traja tudi več dni.

Krilca za nastavitev dinamične stabilbosti
  Krilca za nastavitev dinamične stabilbosti

Kot smo že omenili, pri različnih tipih helikopterja različno uravnotežijo rotorje Letalski tehnik štabni vodnik Robert Rupar je povedal, da je najtežje uravnotežiti helikopter bell 412, ki ima štiri krake in dve ravnini, po katerih ti kraki potujejo. Cilj uravnoteženja je, da se konice dveh nasprotnih krakov premikajo po isti ravnini in da je nihanje v meji dovoljenega. Po besedah štabnega vodnika Ruparja je najlažje uravnotežiti rotorje cougarja, saj si letalski tehniki lahko zelo pomagajo z računalnikom, ki je vgrajen v helikopter in ki sproti meri vibracije. S pomočjo drugega računalnika potem izračunajo, kam morajo dodati svinčene uteži, da uravnajo maso glave rotorja, in za koliko morajo spremeniti položaj krilc na lopaticah, da so vibracije v dovoljenih okvirih. Če lopatice niso pravilno uravnotežene, bo rotorska glava čezmerno vibrirala. Te vibracije se bodo prenesle na transmisijo in helikopter s sistemi. Čezmerne vibracije lahko zato povzročijo nepotrebno obrabo komponent, utrujanje materialov in v najslabšem primeru fizične poškodbe konstrukcije helikopterja, kar povišuje stroške vzdrževanja ter zmanjšuje razpoložljivost helikopterja. Letalnike Slovenske vojske vzdržuje 153. Letalsko tehnična eskadrilja.

Uteži, ki jih po potrebi dodajajo
  Uteži/podloške , ki jih po potrebi dodajajo

 

Nazadnje urejano na Nedelja, 19 Marec 2017 09:57

Oddajte komentar

Prepričajte se, da vnesete vse obvezne podatke, označene z zvezdico (*). HTML koda ni dovoljena.


Koledar objav

« Oktober 2019 »
Pon Tor Sre Čet Pet Sob Ned
  1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30 31