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Equilibragem Dinâmica de Hélices

Princípio da equilibragem dinâmica

No método utilizado a equilibragem é realizada com o hélice instalado e com o motor em funcionamento. O equilíbrio é efectuado a uma velocidade de rotação do hélice preestabelecida. O método apresenta vantagens relativamente ao tradicional que obriga à remoção do hélice. Por outro lado, a equilibragem realizada tem em consideração todos os componentes com velocidade de rotação igual à do hélice nomeadamente a cambota e o spinner caso se encontre instalado no momento das medições.

  

Fig. 2 – Sensores e obtenção de valores para a equilibragem

 O sensor óptico determina a fase do sinal que permite posteriormente calcular o ângulo da posição da massa correctora de equilibragem (Fig. 2).

O acelerómetro determina a amplitude da vibração que está relacionada com a massa desequilibrada do sistema. Pode ser expressa em unidades de deslocamento, velocidade ou aceleração.

De um modo geral, a unidade utilizada é a velocidade sendo habitualmente representada no sistema inglês em inches per second (ips) ou no sistema métrico em milímetros por segundo (mm/s). Este valor é utilizado para o cálculo da massa correctora expressa em gramas. Na Fig. 3 indica-se a localização das massas de equilibragem.

Fig. 3 – Massas correctoras de equilibragem

Sistema VibraPAC

O sistema VibraPAC é constituído por sensores, condicionador de sinais e um computador portátil munido de uma placa de aquisição de dados. Foi desenvolvida a aplicação informática Vibrasoft que, interactuando com a placa de aquisição de dados, permite adquirir e analisar os sinais dos sensores, submetê-los ao algoritmo de equilibragem, calcular as massas correctoras, elaborar relatório e actualizar base de dados para registo histórico.

A cadeia de medição é constituída pelos sensores de vibração e fase, condicionador de sinais, placa de aquisição de dados e computador portátil (Fig. 4)

  

Fig. 4 –Sistema VibraPAC

Para um novo modelo de aeronave é necessário proceder à configuração de parâmetros do hélice, condições de operação e limites admissíveis.

Após identificar um desequilíbrio do hélice recolhem-se os dados para serem utilizados no algoritmo de equilibragem. Na posse dos dados relevantes são calculados os valores das massas correctoras e respectivas localizações.

Fig. 5 – Painel de aquisição de dados e painel de cálculo da massa correctora

Exemplo de aplicação

Apresenta-se uma aplicação prática de equilibragem utilizada na aeronave Cassutt III (Fig. 6).

Fig. 6 – Aeronave Cassut III

A cadeia de medição foi fixada nos pontos indicados na Fig. 7.

  

Fig. 7 – Localização dos sensores para realizar a equilibragem

Tendo existido uma reparação do spinner onde lhe foi adicionada material decidiu-se efectuar a equilibragem em duas fases: hélice sem spinner; hélice com spinner.

Tabela 1 – Tabela dos valores de equilibragem Iniciais e Finais (Fase 1 e Fase 2)

Fig. .8 – Gráfico da evolução da vibração ao longo do processo de equilibragem

Nota: Nos ensaios realizados não foi medido o desequilíbrio inicial do conjunto hélice com spinner instalado sendo de admitir que poderia ser superior ao observado inicialmente.

Como conclusão é referir que se efectuou a equilibragem do hélice e spinner que o valor final observado é de 0.061 ips manifestamente inferior ao observado inicialmente de 0.121 ips. Incluir nas conclusões a sensibilidade do piloto às vibrações.

 

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