Mi-24 REQUIRES TRANSMITION MONITORING SYSTEM. Mi-24 WYMAGANIA SYSTEMU MONITOROWANIA TRANSMISJI

Podobne dokumenty
WYBRANE PROBLEMY ZUŻYCIA TRANSMISJI ŚMIGŁOWCA Mi-24

MOŻLIWOŚCI DIAGNOZOWANIA SKRZYŃ NAPĘDÓW I ZESPOŁÓW TRANSMISJI ŚMIGŁOWCA Mi-24 METODĄ FAM-C

MOŻLIWOŚCI DIAGNOZOWANIA SKRZYŃ NAPĘDÓW I ZESPOŁÓW TRANSMISJI ŚMIGŁOWCA Mi-24 METODĄ FAM-C

Podstawy Konstrukcji Maszyn. Wykład nr. 13 Przekładnie zębate

Rys Samolot TS-11 Iskra z przyłączonym testerem diagnostycznym DIA-SO3

DIAGNOZOWANIE TARCZ STERUJĄCYCH ŚMIGŁOWCÓW Mi-17 i Mi-24 METODĄ FAM-C

Spis treści. Przedmowa 11

Politechnika Poznańska Instytut Technologii Mechanicznej. Laboratorium MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH. Nr 2

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 11/15

MONITOROWANIE WĘZŁÓW ŁOŻYSKOWYCH O NADMIERNYCH LUZACH PODŁUŻNYCH METODAMI FAM-C I FDM-A

OBLICZANIE KÓŁK ZĘBATYCH

DIAGNOZOWANIE TARCZ STERUJĄCYCH ŚMIGŁOWCÓW Mi-17 i Mi-24 METODĄ FAM-C

Cena netto (zł) za osobę. Czas trwania. Kod. Nazwa szkolenia Zakres tematyczny. Terminy

ĆWICZENIE NR.6. Temat : Wyznaczanie drgań mechanicznych przekładni zębatych podczas badań odbiorczych

Koła stożkowe o zębach skośnych i krzywoliniowych oraz odpowiadające im zastępcze koła walcowe wytrzymałościowo równoważne

Budowa i działanie zautomatyzowanych skrzyń biegów

1 Wstęp Słowo wstępne Ogólne wskazówki dot. czynności montażowych Zastosowane symbole...15

DOKUMENTACJA TECHNICZNO - RUCHOWA

PL B1. LISICKI JANUSZ ZAKŁAD PRODUKCYJNO HANDLOWO USŁUGOWY EXPORT IMPORT, Pukinin, PL BUP 17/16. JANUSZ LISICKI, Pukinin, PL

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

Struktura układu pomiarowego drgań mechanicznych

DYNAmiCzNE ObCiążENiA kadłubów SiLNikóW TURbiNOWYCh i ich zamocowań NA PłATOWCACh

Katalog szkoleń technicznych. Schaeffler Polska Sp. z o.o.

PODSTAWOWY ZAKRES NAPRAWY CZĘŚCI AUTOBUSOWYCH

Wyznaczenie równowagi w mechanizmie. Przykład 6

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

POPRAWA EFEKTYWNOŚCI EKSPLOATACJI MASZYN

WERYFIKACJA MODELU DYNAMICZNEGO PRZEKŁADNI ZĘBATEJ W RÓŻNYCH WARUNKACH EKSPLOATACYJNYCH

Podstawy Konstrukcji Maszyn

Napięcia wałowe i prądy łożyskowe w silnikach indukcyjnych

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Ćwiczenie Nr 5. Wibrometryczna diagnostyka przekładni. Analiza widma. 1. Miary sygnału wibrometrycznego stosowane w diagnostyce przekładni

DIAGNOZOWANIE POKŁADOWYCH PRĄDNIC LOTNICZYCH

Trójfazowe silniki indukcyjne. serii dskgw do napędu organów urabiających kombajnów górniczych Wkładka katalogowa nr 11a

DIAGNOSTYKA. 1. Diagnozowanie podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych. Uczeń:

Moment obrotowy i moc silnika a jego obciążenie (3)

Karta (sylabus) przedmiotu

PL B1. fig 1 B62M 1/04 (13) B1. (51) IntCl6: B62K 5/04. ( 5 4 ) Trójkołowy pojazd napędzany siłą mięśni

Analiza drgań skrętnych wału śmigłowego silnika lotniczego PZL-200 podczas pracy z zapłonem awaryjnym

PODSTAWOWY ZAKRES NAPRAWY CZĘŚCI AUTOBUSOWYCH

SYMULACJA OBLICZENIOWA OPŁYWU I OBCIĄŻEŃ BEZPRZEGUBOWEGO WIRNIKA OGONOWEGO WRAZ Z OCENĄ ICH ODDZIAŁYWANIA NA PRACĘ WIRNIKA

Układy napędowe maszyn - opis przedmiotu

1. Zasady konstruowania elementów maszyn

Przekładnie zębate. Klasyfikacja przekładni zębatych. 1. Ze względu na miejsce zazębienia. 2. Ze względu na ruchomość osi

PL B1. Przedsiębiorstwo Produkcyjno-Remontowe Energetyki ENERGOSERWIS S.A.,Lubliniec,PL BUP 02/06

Katalog szkoleń technicznych

SZKOŁA POLICEALNA dla dorosłych

12 > OPIS OCHRONNY PL WZORU UŻYTKOWEGO

WIRTUALNY PROJEKT PRZEKŁADNI GŁÓWNEJ ŚMIGŁOWCA Z WYKORZYSTANIEM MODELI AUTOGENERUJACYCH

STANOWISKOWE BADANIE ZESPOŁU PRZENIESIENIA NAPĘDU NA PRZYKŁADZIE WIELOSTOPNIOWEJ PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

PL B1. OSTROWSKI LESZEK, Gdańsk-Wrzeszcz, PL OSTROWSKI STANISŁAW, Gdańsk-Wrzeszcz, PL BUP 26/10

ANALIZA KINEMATYCZNA ZŁOŻONYCH KONSTRUKCYJNIE PRZEKŁADNI OBIEGOWYCH DO ELEKTROMECHANICZNYCH ZESPOŁÓW NAPĘDOWYCH Z ZASTOSOWANIEM WZORÓW WILLISA

ZASTOSOWANIA METODY FDM-A DO OCENY POŚLIZGU ŁOŻYSK TOCZNYCH I NIEWSPÓŁOSIOWOŚCI PODPÓR ŁOŻYSKOWYCH

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

Katalog szkoleń technicznych. Schaeffler Polska Sp. z o.o.

Konstrukcje Maszyn Elektrycznych

Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników

TEORIA MASZYN I MECHANIZMÓW ĆWICZENIA LABORATORYJNE

Zwolnice przekładnie boczne

ANALizA drgań i badania TRibOLOgiCzNE W diagnostyce TURbiNOWEgO SiLNikA śmigłowego

PL B1. POLITECHNIKA RZESZOWSKA IM. IGNACEGO ŁUKASIEWICZA, Rzeszów, PL BUP 11/16

SPRZĘGŁA MIMOŚRODOWE INKOMA TYP LFK Lineflex

LABORATORIUM PKM. Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn. Badanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia dla wybranych skojarzeń ciernych

Stanowisko do diagnostyki wielofunkcyjnego zestawu napędowego operującego w zróżnicowanych warunkach pracy

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie D-3

1. Obliczenia wytrzymałościowe elementów maszyn przy obciążeniu zmiennym PRZEDMOWA 11

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

ności od kinematyki zazębie

Ćw. 4. BADANIE I OCENA WPŁYWU ODDZIAŁYWANIA WYBRANYCH CZYNNIKÓW NA ROZKŁAD CIŚNIEŃ W ŁOśYSKU HYDRODYNAMICZNYMM

Komputerowe projektowanie konstrukcji mechanicznych

SZKOŁA POLICEALNA dla dorosłych

ĆWICZENIE NR OBRÓBKA UZĘBIENIA W WALCOWYM KOLE ZĘBATYM O UZĘBIENIU ZEWNĘTRZNYM, EWOLWENTOWYM, O ZĘBACH PROSTYCH, NA FREZARCE OBWIEDNIOWEJ

PL B1. POLITECHNIKA POZNAŃSKA, Poznań, PL BUP 14/14. BARTOSZ WIECZOREK, Poznań, PL MAREK ZABŁOCKI, Poznań, PL

ELEKTRYCZNE NISKIEGO NAPIĘCIA

(12) OPIS PATENTOWY. (54)Uniwersalny moduł obrotowo-podziałowy

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1. Fig. 1 F16H 1/22 B63H 3/02 F01D 7/02. (73) Uprawniony z patentu:

PL B1. PRZEDSIĘBIORSTWO HAK SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Wrocław, PL BUP 20/14. JACEK RADOMSKI, Wrocław, PL

PROBLEMY NIEKONWENCJONALNYCH UKŁADÓW ŁOŻYSKOWYCH Łódź, maja 1997 r.

DOZOROWANIE STANU TECHNICZNEGO WĘZŁÓW ŁOŻYSKOWYCH I WYBRANYCH ELEMENTÓW TRANSMISJI ZESPOŁU NAPĘDOWEGO

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 2. Analiza kinematyczna napędu z przekładniami

DOKUMENTACJA TECHNICZNO - RUCHOWA INSTRUKCJA. Sprzęgło jednokierunkowe

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Diagnoza uszkodzeń sprzęgła [TEMAT MIESIĄCA]

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 19/10

SERIA AT. Precyzyjne Przekładnie Kątowe

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13)B1 PL B1. Instytut Sadownictwa i Kwiaciarstwa, Skierniewice, PL

Dobór silnika serwonapędu. (silnik krokowy)

(19) PL (11) (13) B3 (12) OPIS PATENTOWY PL B3. (54) Trochoidalna dwumimośrodowa przekładnia kulkowa F16H 1/32

PL B1. Zespół napędowy pojazdu mechanicznego, zwłaszcza dla pojazdu przeznaczonego do użytkowania w ruchu miejskim

Struktura manipulatorów

Dutchi Motors. Moc jest naszym towarem Świat jest naszym rynkiem INFORMACJE OGÓLNE

WYWAŻANIE WIRNIKÓW SILNIKÓW TURBINOWYCH

STUDIA I STOPNIA NIESTACJONARNE ELEKTROTECHNIKA

BADANIA PROCESÓW TRIBOLOGICZNYCH WĘZŁÓW ŁOŻYSKOWYCH METODAMI FAM-C I FDM-A MODEL ZWIĘKSZONYCH OPORÓW BIERNYCH

TECHNIKA I EKSPLOATACJA

Specyfikacja techniczna

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Naprawa samochodów Fiat 126P / Zbigniew Klimecki, Józef Zembowicz. Wyd. 28 (dodr.). Warszawa, Spis treści

PARAMETRY MODULACJI PRĄDNIC POKŁADOWYCH A DIAGNOZOWANIE WĘZŁÓW ŁOŻYSKOWYCH LOTNICZEGO SILNIKA TURBINOWEGO

Transkrypt:

Journal of KONBiN 4(20)2011 ISSN 1895-8281 Mi-24 REQUIRES TRANSMITION MONITORING SYSTEM Mi-24 WYMAGANIA SYSTEMU MONITOROWANIA TRANSMISJI Andrzej Gębura, Karol Karczmarek Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych e-mail: andrzej.gebura@itwl.pl Abstract: Measure-research information providing to design a monitoring system for a power unit is presented in the paper. The monitoring system is similar HUMS used onboard CH-47 Chinook helicopter. The Polish system would be enrich data provided by means of FAM-C method. This method is based on a measurement of output frequency modulation of aircraft s alternators. A hypothesis of manual destructive influence of a worn out upper bearing of Mi-24 helicopter s WR-24 gearbox is presented. Keywords: technical diagnostics, FAM-C diagnostic method, transmission, main rotor, tail rotor, dynamic unbalance, power unit s, monitoring system HUMS. Streszczenie: W artykule przedstawiono materiały pomiarowo-badawcze umożliwiające zbudowanie układu monitorowania stanu technicznego zespołu napędowego na wzór układu HUMS stosowanego w śmigłowcu transportowym CH-47 Chinook. Polski system byłby wzbogacony danymi uzyskanymi przy pomocy metody FAM-C. Metoda ta bazuje na pomiarze modulacji częstotliwości napięcia wyjściowego prądnic pokładowych. Przedstawiono hipotezę wzajemnego, destrukcyjnego oddziaływania zużytego łożyska górnego przekładni WR-24 na skrzynkę napędów śmigłowca Mi-24. Słowa kluczowe: diagnostyka techniczna, metoda diagnostyczna FAM-C, system monitorowania zespołu napędowego HUMS. 235

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji 1. Wstęp Zarówno zespoły napędowe samolotów jak i śmigłowców wymagają dobrych układów monitoringu i skutecznych metod diagnostycznych. W zespołach napędowych samolotów, zmienia się znacznie (ponad 2-krotnie) prędkość wału głównego w zależności od prędkości przelotowej, newralgiczną sprawą jest diagnozowanie stanu technicznego podpór łożyskowych oraz geometrii wału sprężarki względem wału turbiny. W śmigłowcach natomiast newralgicznym problemem są silne dynamiczne oddziaływania łopat (drgania własne, oddziaływanie sił aerodynamicznych w wyniku nakładania się prędkości postępowej na prędkość w ruchu obrotowym) na system transmisji mocy. Dodać należy, że o ile w samolocie zjawisko tworzenia się siły nośnej oraz zmiany wartości tej siły (przynajmniej przy niewielkiej zmianie wysokości) prawie nie oddziaływuje na zespół napędowy, to w śmigłowcu oba te problemy są ze sobą ściśle powiązane. Tak więc, kiedy śmigłowiec zaczyna się np. wznosić, lub zmieniać kierunek lotu, to wzrasta dynamika oddziaływania na liczne węzły zespołu napędowego na zespół wałów transmisji, na liczne podzespoły skrzyń napędu i na łożysko tarczy sterującej. Obserwuje się także zależność w drugą stronę jeżeli elementy mechaniczne zespołu napędowego ulegną pozanormatywnemu zużyciu, to może dochodzić do nietypowych wibracji płatowca o pozanormatywnie wysokiej amplitudzie zaburzających aerodynamikę lotu albo też może dochodzić do pogorszenia precyzji sterowania. Tak więc, kiedy dochodzi do zużycia elementów transmisji przekazujących napęd na śmigło ogonowe, to towarzyszą temu trudności z utrzymaniem kierunku lotu. Dotychczas do pomiarów diagnostycznych lotniczych zespołów napędowych, w tym przekładni śmigłowców, stosowano pomiary: a) wibroakustyczne, b) wtrąceń w oleju smarnym, c) pól temperatur, d) prędkości obrotowej i przemieszczeń elementów wirujących (np. łopatek sprężarki) przy pomocy czujników elektromagnetycznych. Na ich bazie w lotnictwie sił zbrojnych samolotów i śmigłowców budowane są różne systemy monitorowania stanu technicznego przekładni lotniczych. 2. Wiadomości ogólne o systemach monitorowania typu HUMS HUMS (health and usage monitoring systems) zbiera istotne informacje diagnostyczne, które wykorzystywane są do obsługi technicznej wykonywanej przez załogę w czasie działań. Pierwsze praktyczne zastosowania od 1991 roku głównie celem zwiększenia niezawodności układu napędowego transmisji 236

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek pomiędzy silnikiem napędowym a śmigłem. System składa się z różnych czujników (w tym akceleratorów dla danych drgań) i systemów aktywizacji danych. Monitorowane są wirniki główne, stan techniczny silnika, główny wirnik transmisji, przekładnie redukcyjne oraz płatowiec. Obecnie system HUMS stosowany jest i intensywnie rozwijany m. in. w śmigłowcach Chinook CH-47 (rys. 1). Układ transmisji składa się z dwóch przekładni tylna odbierająca moc bezpośrednio od silników z tej przekładni moc przekazywana do przekładni przedniej za pomocą długiego wału transmisji. Obie przekładnie, napędów po jednym ( w przeciwbieżnych kierunkach) śmigle nośnym. Jakiekolwiek nadmierne wylewania mogą przynieść katastrofalne skutki. Dzięki HUMS śmigłowiec CH-47 stał się bezpieczniejszy, bardziej niezawodny a jego sprawność eksploatacyjna wzrosła o ponad 20 %. Rys. 1 Schemat transmisji napędowej w śmigłowcu Chinook CH-47 Rysunek 2 przedstawia schemat amerykańskiego systemu monitorowania stanu technicznego, który za pomocą czujników takich jak czujniki wibracji, czujniki temperatur zabudowanych na śmigłowcu zbiera dane i przesyła do systemu. System dokonuje weryfikacji i analizy otrzymanych danych i przesyła informacje do załogi śmigłowca. 237

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji Strategia bezpiecznej eksploatacji Strategia tolerancji uszkodzeń Procedura obsług profilaktycznych oparta na nalocie i obsługach kalendarzowych Analiza przyczyn i skutków awarii Procedury obsług oparte na informacjach z eksploatacyjnych baz danych projektowych Procedura obsług korekcyjnych Standardowy czas zużycia eksploatacyjnego elementu Informacje praktyczne: - nalot godz. - obsługi kalendarzowe Elementy wymieniane w czasie obsług okresowych Naprawa Wymiana Analiza danych z MSPU System monitorowania obsług profilaktycznych MSPU HUMS Lotniczy układ diagnostyczny Analiza danych z HUMS Czujnik wibracji Czujnik temperatur Rys. 2 Schemat amerykańskiego systemu monitorowania stanu technicznego na tle systemu eksploatacji 3. Mi-24 opis ogólny zespołu napędowego W śmigłowcu Mi-24 przekładnia główna WR-24 połączona jest ze skrzynią napędu prądnic za pomocą wału transmisji - rys. 3, rys. 4. Posiadanie dwóch oddzielnych, silnie obciążonych przekładni połączonych wałem transmisji, zdaniem autorów przypomina nieco układ kinematyczny systemu napędowego śmigłowcach Chinook CH-47. Natomiast w większości innych typach śmigłowców z jednym śmigłem nośnym prądnice montowane są bezpośrednio na głównej skrzyni napędowej. 238

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek Rys. 3 Schemat kinematyczny układu transmisji śmigłowca Mi-24 Rys. 4 Rozmieszczenie transmisji napędowej śmigłowca Mi-24 W skrzynce napędu rys. 4 szczegół 6 - zamontowane są dwie prądnice prądu przemiennego. Ze skrzynki napędu prądnic moc jest dalej przenoszona na przekładnię kątową i przekładnię śmigła ogonowego. Skrzynka napędu prądnic podlega oddziaływaniu dynamicznemu zarówno ze strony śmigła nośnego i elementów przekładni głównej jak i oddziaływaniu śmigła ogonowego z przekładnią kątową. Oddziaływanie to intensyfikują własności sprężyste wału transmisji. 239

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji 4. Główna skrzynia napędowa śmigłowca Mi-24 Na rysunku 6 przedstawiono schemat przekładni głównej WR-24, na którym znajdują się koła zębate przekładni ich rozmieszczenie oraz ilość zębów każdego z tych kół. Na szczególną uwagę zasługuje górne łożysko kulowe rys. 6 szczegół 30. Niezwykle silne oddziaływanie ciężkiego kadłuba śmigłowca, drgań skrętnych od śmigła nośnego i znaczne naciski od głowicy śmigła nośnego (głowica ta ma masę około pół tony) zwłaszcza podczas lądowania czyni, zdaniem autorów, z tego łożyska najbardziej narażony na przedwczesne zużycie podzespół przekładni głównej. Sytuację pogarsza fakt, że górne łożysko wału głównego (szczegół 30) ma z jednej strony śmigło nośne o znacznej bezwładności na ramieniu około 1200 mm rys. 5. Oś ta nie ma praktycznie żadnej przeciwwagi w stosunku do momentu bezwładności śmigła nośnego za wyjątkiem koła zębatego rys. 5 szczegół 5. Koło to jednakże ma wielokrotnie mniejszy moment bezwładności niż śmigło główne. Drugi koniec wału głównego podparty jest od dołu dolnym łożyskiem podporowym rys. 5 szczegół 11. Jeżeli górne łożysko wału głównego będzie miało zwiększone luzy promieniowe, to wokół punktu środkowego tego łożyska będzie odbywał się ruch wahliwy zespołu wału głównego i sprzężonego z nim śmigła nośnego. Będzie to powodowało zmodulowania prędkości obrotowych wału transmisji w kierunku skrzynki napędu prądnic i śmigła ogonowego. Zmodulowania te będą oddziaływały także na układ kinematyczny całej przekładni głównej WR-24 rys. 6. Pierwsze uszkodzenie górnego łożyska wału głównego zostało zdiagnozowane w Iraku w 2007 r. Badaniom poddano dwa śmigłowce Mi-24. Jeden z nich wykazujące w pewnych warunkach lotu wibracje nazwano wzorcem negatywnym, drugi nie sprawiający trudności eksploatacyjnych wzorcem negatywnym. Na rysunku 7 przedstawiono przebieg zmian częstotliwości chwilowych dla śmigłowca Mi-24 wzorca pozytywnego. Przebieg uzyskano przy użyciu metody FAM-C. Dominują tutaj oscylacje średnio zmienne. Na rysunku 8 przedstawiono przebieg zmian częstotliwości chwilowych ze śmigłowca Mi-24. Przebieg ten określono jako wzorzec negatywny, ponieważ świadczy on o złym stanie diagnozowanej przekładni. Na podstawie przeprowadzonego badania przy użyciu metody FAM-C wycofano przekładnię główną WR-24 z dalszej eksploatacji. W tym przebiegu istnieją tylko oscylacje szybko zmienne. 240

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek 2 1 3 4 L g 1200 L SN 995 5 6 7 8 1 30. L gw 365 27. L dw = 400 9 10 29. 31. L p = 200 L k = 2500 Ø k = 325 Rys. 5 Uproszczony schemat kinematyczny przekładni głównej WR-24 rozmieszczenie elementów bezpośrednio związanych z osią obrotu śmigła głównego : 1 - śmigło główne, 2 - górne łożysko wału głównego, 3 - wał wirnika nośnego, 4 - górne łożysko wału głównego, 5 - koło zębate z 106 (z zębami wewnętrznymi) przekładni obiegowo - różnicowej (planetarnej), 6 - koło zębate słoneczne Z31 (z zębami zewnętrznymi) przekładni obiegowo-różnicowej (planetarnej), 7 - drążona oś koła słonecznego Z31 przekładni planetarnej, 8 - Górne łożysko prowadzące drążonej osi koła słonecznego Z31 przekładni planetarnej, 9, 10 - dolne łożyska podporowe drążonej osi koła słonecznego Z31 przekładni planetarnej, 11 - dolne łożysko podporowe wirnika nośnego. 241

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji 28 30 27 29 31 Rys. 6 Schemat kinematyczny przekładni głównej WR-24 rozmieszczenie kół zębatych: 1 - walcowe koło zębate z zębami prostymi, 2.-stożkowe koło zębate z zębami spiralnymi, 3 - walcowe koło zębate z zębami skośnymi, 4 - walcowe koło zębate z zębami skośnymi, 5 - stożkowe koło zębate z zębami spiralnymi, 6 - stożkowe koło zębate z zębami spiralnymi, 7 - stożkowe koło zębate z zębami spiralnymi, 8 - przekładnia obiegowo - różnicowa (planetarna), 9 - przekładnia obiegowo-różnicowa (planetarna), 10 - przekładnia obiegowo - różnicowa (planetarna), 11 - przekładnia obiegowo - różnicowa (planetarna), 12 - przekładnia obiegowo-różnicowa (planetarna), 13.- przekładnia obiegowo-różnicowa (planetarna), 14 - sprzęgło jednokierunkowe, 15 - napęd z silnika (n=15000obr/min), 18 - napęd do pompy hydraulicznej nr 1 (n=2436obr/min), 19 - napęd obrotomierza nr 1 (n=2384obr/min), 20 - napęd obrotomierza nr 2 (n=2384obr/min), 21 - napęd do pompy oleju (n=2960obr/min), 22 - napęd do sprężarki powietrza AK-50T1 (n=2008obr/min), 23 - napęd do pompy hydraulicznej nr 2 (n=2436obr/min), 24 - napęd do pompy hydraulicznej nr 3 (n=2436obr/min), 25 - napęd do skrzynki napędów i wału tylnego (n=3236obr/min), 26 - wał wirnika nośnego (n=240obr/min), 27 - śmigło główne, 28 - wał wirnika nośnego, 29 - dolne łożysko podporowe wału głównego, 30 - górne łożysko wału głównego, 31 - drążona oś przekładni planetarnej. 242

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek Rys. 7 Przebieg zmian częstotliwości chwilowej silnika z Mi-24,,wzorzec pozytywny, otrzymany metodą FAM-C Rys. 8 Przebieg zmian częstotliwości chwilowej silnika z Mi-24,,wzorzec negatywny, otrzymany metodą FAM-C 243

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji Rys. 9 Uszkodzona bieżnia łożyska głównego przekładni WR-24 Rysunek 9 przedstawia zdjęcia dokonane podczas demontażu przekładni WR-24 wzorca negatywnego. W przekładni WR-24 uszkodzone zostało łożysko wirnika głównego. Wskutek uszkodzenia powstały głębokie wyrwania materiałowe w bieżni dolnej łożyska. Uszkodzenie łożyska mogło powstać w wyniku przedostających się zanieczyszczeń do wnętrza przekładni albo rezonansu drgań kulki podczas pracy. Rys. 10 Wykres biegunowy głębokości wyrwań w bieżni łożyska górnego przekładni głównej WR-24 śmigłowca Mi-24 Rysunek 10 przedstawia wykres zwymiarowanej bieżni dolnej łożyska oraz miejsce ubytków materiałowych. Prawdopodobne przyczyny uszkodzenia łożyska: duży stopień zapylenia podczas startu i lądowań; efekt wychyleń wału wirnika głównego pod wpływem wystąpienia obciążeń; efekt twardych lądowań śmigłowca. 244

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek Rysunek 11 przedstawia wykres radarowy jednego koła satelitarnego z przekładni głównej WR-24. Wykres przedstawia wyniki otrzymane podczas dokonywanych pomiarów grubości zębów przy użyciu suwmiarki modułowej w odniesieniu do wierzchołka zęba. Z uzyskanych pomiarów widoczne jest stożkowate zużycie powierzchni zębów. Badanie to miało na celu sprawdzenie czy zęby podczas zazębiania się ulegają zużyciu. Ten wykres świadczy o znacznym zużyciu zębów w kole zębatym przy przekoszonej kątowo osi obrotu koła zębatego. Rys. 11 Zestawienie otrzymanych wyników pomiarów koła Z29 (satelita) 5. Skrzynka napędu prądnic śmigłowca Mi-24 Rysunek 12 przedstawia schemat skrzynki napędu prądnic ze śmigłowca Mi-24. Na tym schemacie widoczny jest układ transmisji w skrzynce napędu prądnic. Na tym schemacie brak jest drugiej podpory koła zębatego Z70. Może to stanowić zagrożenie układu transmisji, ponieważ takie rozmieszczenie może stanowić niewyważenie układu pracy. Rysunek 13 przedstawia koła zębate w skrzynce napędu prądnic. Zdjęcie powyżej przedstawia przesuniecie zazębienia kół Z31 i koło zębate Z70. W wyniku czego rozkład sił podczas zazębienia rozkłada się niesymetrycznie. Zęby w tych kołach powinny pracować w centralnej płaszczyźnie. Zdjęcie poniżej przedstawia miejsce współpracy kół zębatych. Takie przesunięcie zwiększa prawdopodobieństwo wyzębienia i powoduje przyśpieszanie procesu zużycia ściernego, gdyż zęby obu kół nie stykają się pełnymi płaszczyznami przyporu a jedynie tylko jej częścią. 245

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji Rys.12 Schemat skrzynki napędu prądnic śmigłowca Mi-24 Rys. 13 Koła zębate ze skrzynki napędu prądnic Z31 i Z70 widoczne przesunięcia względne płaszczyzn obu kół 6. Wzajemne oddziaływanie skrzyń napędowych na pokładzie Mi-24 Poniżej dokonano zestawienia prędkości obrotowych (tab. 1 i 2) poszczególnych kół zębatych przekładni WR-24 i skrzynki napędu prądnic GT40PCz6. Może 246

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek zachodzić prawdopodobieństwo, że częstotliwości obrotowe z dużej przekładni WR-24 mogą być przenoszone na małą skrzynkę napędu prądnic. Koła z przekładni WR-24 (Z62, Z29, Z24, Z32) posiadają zbliżone prędkości obrotowe jak koła ze skrzynki napędu prądnic GT40PCz6 (Z66, Z70). Prędkości obrotowe w połączeniu z zużyciem materiałowym kół zębatych mogą stanowić realne zagrożenie przerwania transmisji napędowej. Tab. 1 Zestawienie prędkości znamionowej generowanej przez podziałki modułowe kół zębatych w przekładni głównej WR-24) Koło zębate Prędkość obrotowa Obr/s obr/min Z95 5220 87 Z44 5220 87 Z49 4636 78 Z38 6026 100 Z31 5220 92 Z66 2451 41 Z41 2451 41 Z62 2963 49 Z29 2932 49 Z24 3579 59 Z32 3579 59 Z47 2436 41 Z48 2385 40 Z27 2385 40 Tab. 2 Zestawienie prędkości znamionowej generowanej przez podziałki modułowe kół zębatych w skrzyni napędowej prądnic Koło zębate Prędkość obrotowa Obr/s obr/min Z66 3237 54 Z35 6104 102 Z70 3237 54 Z31 7204 120 Z28 3237 54 Z59 1536 26 Z8-2 1536 26 Z8-1 1536 26 247

Oznaczenie łożyska Liczba elementów tocznych Wartość znamionowa współczynnika toczenia Prędkość obrotowa łożyskowanego wału Częstotliwość mechaniczna generowana przez zablokowane łożysko Częstotliwość mechaniczna generowana idealne łożysko mechaniczna generowana przez częściowo zablokowane łożysko przy ps=0,844 Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji Tab. 3 Zestawienie prędkości znamionowych generowanych przez górne łożysko przekładni głównej WR-24 śmigłowca Mi-24. lp. - - N p sn obr/min Hz Hz Hz 1 2 3 4 5 6 7 8 16 I-1 16 k 0,355 240 64 23 54 7. Przykład uszkodzenia transmisji napędowej w Afganistanie Rys. 13 przedstawia sposób dokonywania pomiarów wielowypustów prądnicy. Dokonano pomiarów wałka wyjściowego prądnicy w trzech płaszczyznach A-A, B-B, C-C. Na rys. 14 przedstawiono sposób dokonywania pomiarów wielowypustów wałka. Do pomiarów użyto suwmiarki, mierzono cztery zęby wielowypustu wałka. Wykres (rys. 15) przedstawia zużycie wałka wielowypustu prądnicy prawej. Wykres uzyskano z otrzymanych pomiarów. Widoczne jest na tym wykresie zużycie materiałowe zębów wielowypustu. Rys. 13 Pomiary wielowypustów prądnic Rys. 14 Sposób dokonywania pomiarów wielowypustów 248

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek Rys.15 Wykres kołowy zużycia wielowypustów prądnicy prawej W tabeli 4 zestawiono wyniki pomiarów wałka wielowypustowego prądnicy. Obliczono średnią arytmetyczną i porównano z normą dla wałków wielowypustu. Otrzymane wartości odbiegają od ustalonych norm i świadczą o dużych zużyciach materiałowych. Normy ściśle określają dopuszczalne zużycie. Zużycie to powinno wynosić 15,53 15,63 mm. Tab. 4 Pomiary wielowypustów prądnicy GT-40PCz-6 prawej L.p. Przekrój A-A Przekrój B-B Przekrój C-C - mm mm mm 1 15,1 14,8 15,3 2 15,0 14,8 15,3 3 15,0 14,8 15,3 4 14,9 14,8 15,3 5 14,8 15,0 15,3 6 14,8 15,0 15,2 7 14,9 15,2 15,1 8 15,0 15,3 15,2 9 14,9 15,2 15,1 10 15,0 15,2 15,0 11 15,1 15,2 15,1 12 15,1 15,3 15,1 13 15,2 15,4 15,2 14 15,1 15,3 15,2 15 15,2 15,2 15,3 16 15,2 15,2 15,2 17 15,2 15,1 15,3 18 15,1 15,0 15,3 19 15,1 15,0 15,3 20 15,2 15,0 15,3 Śr a 15,05 15,09 15,22 ŚrO 15,12 Wym. WT 15,53 15,63 δ [%] -0,49-0,19 0,67 249

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji Oś obrotu tulei napędowej skrzynki napędów Wałek prądnicy Oś obrotu wałka prądnicy Rys. 16 Prawdopodobny sposób stożkowatego zużywania się wielowypustów wałka prądnicy Rys. 16 przedstawia prawdopodobny sposób stożkowatego zużywania się wielowypustów wałka prądnicy. W taki oto sposób mogło dochodzić do zużyć materiałowych zębów wałka. Taki sposób zużywania się płaszczyzn przyporu świadczy, zdaniem autorów, o znacznym przekoszeniu tulei napędowej prądnicy. Rysunek 17 przedstawia przebieg częstotliwości chwilowej uzyskany z pomiaru, który został wykonany na skrzynce napędu prądnic GT40PCz6 przy wykorzystaniu metody FAM-C. Przebieg świadczy o zużyciach materiałowych kół zębatych w skrzynce napędu prądnic. Występujące okresowo co kilkanaście obrotów koła zębatego Z31 impulsy szpilkowe świadczą, zdaniem autorów, o systematycznym krótkim rozłączaniu się więzi kinematycznej koła Z70 z kołem Z31. Rys. 17 Pomiary skrzynki napędu prądnic przy użyciu metody FAM-C 250

Andrzej Gębura, Karol Kaczmarek 8. Wstępny projekt systemu monitorowania stanu technicznego dla śmigłowca Mi-24 Rys. 18 przedstawia proponowany schemat systemu monitorowania układu transmisji napędowej dla śmigłowca Mi-24. Za pomocą czujników zabudowanych w przekładniach znajdujących się na śmigłowcu dane sczytywane trafiałyby do systemu, gdzie poddawane byłyby weryfikacji i analizie. System dokonywałby analizy i dostarczałby członkom załogi informacji o stanie technicznym śmigłowca w czasie lotu. System połączony również z jednostką naziemną dostarczałby informacji odpowiednim służbom naziemnym. Dzięki systemowi HUMS wzrósłby stopień bezpieczeństwa, niezawodności oraz poprawiłaby się wydajność tego śmigłowca. Układ bieżącej sygnalizacji zagrożeń Analiza danych dokonana przez eksperta Dane z prądniczek tachometrycznych Układ wstępnej analizy danych Dane z okresowych pomiarów mechanicznych Pamięć zewnętrzna Dane z prądnic GT-40 Dane z czujnika wibracji przekładni i płatowca Dane z czujników ciśnienia oleju smarnego Dane z czujników temperatury Rys. 18 Schemat propozycji systemu monitorowania stanu technicznego dla śmigłowca Mi-24 9. Podsumowanie Omówione metody diagnozowania umożliwiają szczegółowe monitorowanie stanu technicznego przekładni. Dzięki tym metodom możliwe jest szybkie wykrywanie awarii oraz uszkodzeń. Aby dalsza eksploatacja śmigłowca Mi-24 była bezpieczna zalecane są badania diagnostyczne instytutów naukowych. 251

Mi-24 requires transmition monitoring system Mi-24 wymagania systemu monitorowania transmisji 10. Bibliografia [1] Augustyn S., Gębura A.:,,Możliwości diagnozowania skrzyń napędów i zespołów transmisji śmigłowca Mi-24 metodą FAM-C. Zeszyt Prac Naukowych ITWL 2012 w druku [2] Gębura A, Tokarski T.: Poślizg łożysk tocznych i niewspółosiowość podpór łożyskowych a możliwości zastosowania metody FDM-A, Zeszyt Prac Naukowych ITWL. [3] Gębura A., Tokarski T.: Metody FDM-A i FAM-C w wykrywaniu i monitorowaniu silnie zaciśniętych łożysk tocznych, Zeszyt Prac Naukowych ITWL. [4] Gębura A., Tokarski T.: Metody FDM-A i FAM-C w wykrywaniu i monitorowaniu silnie zaciśniętych łożysk tocznych, Zeszyt Prac Naukowych ITWL. [5] Gębura A., Tokarski T.: Monitorowanie węzłów łożyskowych o nadmiernych luzach promieniowych metodami FAM-C i FDM A, Zeszyt Prac Naukowych ITWL. [6] Grobliński J., Kobyłecki P.: Dobór łożysk tocznych - Normalizacja metod obliczeń, Wydawnictwa Normalizacyjne, Warszawa 1964. [7] Lot. 2125/81: Płatowiec i silnik. Technologia obsług okresowych do JZOT śmigłowca Mi-24D. Poznań 1982 [8] Morel J.: - Drgania maszyn i diagnostyka ich stanu technicznego. Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej. 1994r. [9] Moszyński W.: Wykład elementów maszyn, część II Łożyskowanie, Państwowe Wydawnictwa Techniczne Warszawa 1955. [10] Szczepanik R., Tomaszek H.: Zarys metody oceny niezawodności i trwałości urządzeń lotniczych z uwzględnieniem stanów granicznych.,,problemy eksploatacji 2005, nr 3. [11] Szczepanik R.: System diagnostyczny turbinowych silników odrzutowych SO-3, SO-3W. International Conference,,Aircraft and helicopterdiagnostic Airdiag 97, grudzień 11-12.1997. dr inż Andrzej Gębura, absolwent Wojskowej Akademii Technicznej. Adiunkt w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych. Specjalizuje się elektrotechnice lotniczej. Trzykrotnie wykonywał obowiązki służbowe w Iraku (2007-2008) i raz w Afganistanie (2010). inż. Karol Karczmarek, ukończył Studia inżynierskie w Państwowej Wyższej Szkole Zawodowej w Chełmie, kierunek mechanika i budowa maszyn. Obecnie student Wyższej Szkoły Oficerskiej Sił Powietrznych w Dęblinie na studiach magisterskich. 252