如何提高航空发动机配平平衡的效率

AZoM采访了MTI仪器公司PBS产品部门的全球总监Ken Ameika，讨论了如何使用PBS-4100+提高航空发动机配销平衡的效率。Ken在航空航天和能源发电行业的冲击/振动测量方面有20年的经验。

振动分析和发动机配平平衡在航空中有多重要?

如果引擎失去平衡，它会以一种类似于坏轮胎或不平衡轮胎安装在汽车上时的反应的方式振动。轮胎不平会导致振动和磨损。在不平衡的飞机引擎中，乘客会感到不适，在更极端的情况下，发动机性能差，燃油经济性低，可能还会损坏引擎。在飞机引擎领域，一个平衡良好的引擎对于安全和效率都是至关重要的。减振和发动机平衡是通过调整平衡的过程。

如何进行发动机平衡操作?

当你观察飞机引擎时，你会注意到在前部有一个风扇。在扇子的中心，在一个可爱的小艺术“漩涡”后面，有一个锥形的旋转器。在纺纱器的结构中，人们会发现一个包含精确定位的孔或带有夹子特征的环的特征。在这些孔或夹子位置，精确指定的重量可以安装到战略位置。

重量，当放置最佳将抵消或补偿内在的不平衡引擎。安装砝码以克服不平衡的过程称为“平衡”。

将平衡砝码精确地放置在合适的位置是成功的关键。仪器必须测量发动机运转时的振动，并将振动与风扇转动时的位置联系起来。仪器将分析振动水平并给出“平衡解决方案”。平衡解决方案类似于医生的处方:“将一个或多个砝码放在转轮的以下位置。”

多久进行一次振动检查和平衡?

有一系列的实例将需要振动检查和可能的再平衡。例如，当发动机的风扇或低压涡轮发生维修事件时。如果风机叶片损坏，在更换或混合风机叶片时，一般必须进行平衡操作。另一个例子是随着引擎的老化;振动增加;因此需要重新平衡。

你能给我们的读者一个概述，一种常见的平衡方法，三镜头情节，是如何用于平衡引擎?

在涡轮发动机出现时，发动机的平衡是一项粗糙的工作。“三枪图”法是平衡发动机的原始方案。建立于20世纪60年代的三枪制是一种粗糙的方法;与名称相反，它需要5次发动机检验或“运行”。“运行”的定义是将飞机带到一个地方，在那里它可以被带到它的全部运行功率设置，然后再回到空闲功率设置，测量整个运行范围内的振动水平。

三段式绘图过程需要进行一次基线运行，以建立发动机的初始状态，然后再进行三次额外的发动机运行，每次将已知重量放置在120度的位置上。每次重量放置;进行发动机运行，振动水平被标绘在一张方格纸上。

在这个过程的最后，利用三个重量放置-每台发动机运行，将建立一个粗略的近似，以确定在哪里放置重量来平衡发动机。

在三次击球近似之后，需要进行第五次击球，即“检查击球”，以验证平衡近似是否有效。

我想强调的是，三枪程序产生了一个近似值。通常，需要额外的振动测量来改进使用该方法的解决方案。

使用三镜头情节的方法有哪些挑战?

考虑一下:每一个引擎的运行都需要多个人员组成一个团队工作数小时。每次发动机运行都需要一名机械师(AMT)安装重量。两个人在飞行甲板上。两三个人作为地面支援人员。

为了启动和操作飞机的动力需要飞机被移动到一个指定的位置为这样的操作。

我们估计每个“镜头”的三镜头平衡需要三个小时。因此，执行三杆平衡;需要5次运行，至少需要两班倒，需要多个人员。

另一个不利之处是，受影响的飞机在地面上停留了近一整天，因为停飞而损失了收入。

您能概述一下PBS-4100+和使用三联图法有什么不同吗?

使用PBS-4100+设备，平衡过程减app亚博体育少到两次发动机运行。机组人员将进行一次基线运行(运行1)，然后PBS-4100+将立即给出平衡重量解决方案，允许立即进行一次检查运行(运行2)。

利用PBS-4100+消除了三个使用三镜头绘图方法所需的运行。因此，我们从我们的客户那里得知，我们实现了人员时间和飞机地面时间的大幅减少。PBS-4100+规定的解决方案是高分辨率的，通过比较:安装的重量解决方案是精确计算的。因此，发动机的振动水平可以大大降低，利用最小的平衡重量，相比于三炮近似。

图片来源:MTI Instruments

使用三杆图法进行发动机平衡和使用PBS-4100+在成本上有什么不同?

成本节约必须用三个不同的指标来衡量:飞机可用性、人力和燃料消耗。

需要考虑的首要问题是飞机的可用性。使用三联图的方法，飞机在24小时内不提供收入服务，也就是24小时内飞机没有收入。使用PBS-4100+，从开始到结束，同样的任务可以在6个小时内完成，甚至更少。

现在考虑人员。从建模和其他来源，这可以完成两名工作人员和一个AMT机械师。为了支援飞机，我们估计至少需要两名地面支援人员来管理机场上的行动。考虑到每台引擎运行3小时，我们得出结论，这一系列操作是在每台引擎75人小时的范围内，加上燃料成本的三次射击近似。使用PBS-4100+，只有两个引擎运行，劳动负担减少到30人小时。

最后，考虑燃料:取消三次发动机运行至少可以减少燃料燃烧和过程中的碳足迹60%。需要注意的是，要让一台发动机全速运转，就需要同时操作多台发动机，以免其中一台发动机有损坏起落架的风险。

加上所有节省的成本;核算飞机的利用率、人员、燃料和失去的机会;使用PBS-4100+代替三针近似可以节省75% - 80%的效果更好。

MTI已经计算出了一些ROI估计这就意味着即使是适度使用PBS-4100+也会在内部为自己买单个月．

PBS-4100+适用于航空业的哪些部门?

航空工业任何子集团的利益;军队、商业航空公司、货运航空公司，甚至公务机都将从中受益。值得注意的是，PBS-4100+系列已经是所有这些领域的市场领导者。

关于肯Ameika

Ken Ameika是MTI仪器的PBS产品部门的全球总监。他有20年的冲击/振动测量经验，服务于航空航天和能源发电行业。