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[70-80发动机CFM56-3] 更换737NG风扇叶片的配平计算

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发表于 2017-11-11 22:40:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近我们机队出现了一起737CL风扇叶片被打坏,更换叶片的AOG事件。由于小弟没有CL的授权,只有737NG的,所以总结了NG更换叶片后的配平方法,飞机应该都是大同小异的。由于小弟才疏学浅,错漏地方不可避免,还请各位大神不吝指出。

更换737NG风扇叶片的配平计算

在航线运行中,往往会遇到因为外来物损伤超标等原因,需要更换某些风扇叶片,在更换过程中,风扇叶片的配平和配平钉的更换计算较为复杂,本文总结了737NG风扇叶片更换配平的计算过程,希望对快速处理故障有帮助。

在正常情况下,更换风扇叶片时都需要成对的更换,如更换1号叶片,则要将其对面的13号叶片一并更换。每一块叶片都有其重量距,一般标记在叶片的根部。更换叶片前,要查询CFM SB72-0796来确定安装叶片序号与发动机匹配。

成对更换叶片时,装上的一对中重量距大的那个叶片必须安装在拆下一对叶片中重量距大的叶片的安装位置,例如更换1号-13号叶片,如果原来1号比13号重,那么新装的1号也要比13号重。
首先我们要判断是否需要配平。分为以下几种情况

1.更换三对或者三对叶片以下。
需要计算每一对叶片的重量矩差值的差值,如果差值小于或者等于200g.cm,则不需要做配平,否则需要配平。
1.png

举例,如上图所示,我们更换4号与16号叶片,原四号叶片重量矩为No.4=208560g.cm,原16号叶片的重量矩为No.16=208230g.cm,可以看出,原四号叶片重量大于原16号叶片,其差值D=330g.cm。新的一对叶片中较重的重量矩为208500 g.cm,将其安装在4号位置,较轻的叶片重量距为208480 g.cm,将其安装在16号位置,两者重量距差值为D´=20g.cm。新旧差值的差值为F=D- D´=310 g.cm。310 g.cm大于200 g.cm,则需要配平。

更换两对或者三对叶片的计算方法类似,只需要单独计算,差值不大于200 g.cm则无需配平。有任何一对叶片更换后差值大于200 g.cm,则需要配平。

具体的配平方法我们在下一节中一并讲解。

2.更换三对叶片以上的。
更换三对叶片以上的,其计算方法较为复杂。需要计算每一对叶片的差值,然后在计算其矢量和,如果其矢量和小于或等于600 g.cm,则不需要配平,否则需要配平。
我们以更换四对叶片为例,假如我们需要更换24号-12号, 1号-13号, 2号-14号, 3号-15号四对叶片,这四对叶片的重量距如下表所示:
叶片
重量矩
叶片
重量矩
No.  24
207800  cm.g
No.  12
207600  cm.g
No.  1
208120  cm.g
No.  13
207920  cm.g
No.  2
208400  cm.g
No.  14
208230  cm.g
No.  3
208400  cm.g
No.  15
208240  cm.g

我们可以看出,24号叶片比12号叶片重,1号比13号重,2比14号重,3比15号重,则安装新的叶片时,也要保证同样的重量关系。我们可以计算出其叶片重量矩的差值,如下表所示
差值
计算公式
结果
D1
No.  24-12
207800  - 207600 = 200 cm.g
D2
No.  1-13
208120  - 207920 = 200 cm.g
D3
No.  2-14
208400  - 208230 = 170 cm.g
D4
No.  3-15
208400  - 208240 = 160 cm.g

同时,我们也要计算新安装的叶片的重量矩和差值。我们假设新安装的叶片重量矩如下表所示
叶片
重量矩
叶片
重量矩
No.  24'
207700  cm.g
No.  12'
207680  cm.g
No.  1'
207120  cm.g
No.  13'
207110  cm.g
No.  2'
208500  cm.g
No.  14'
208480  cm.g
No.  3'
208650  cm.g
No.  15'
208630  cm.g

我们可以看出,新装叶片的重量关系与原来叶片一致,仍然是第一列大于第二列。同时我们计算其差值如下表所示:
差值
计算公式
结果
D1'
No.  24-12
207700  - 207680 = 20 cm.g
D2'
No.  1-13
207120  - 207110 = 10 cm.g
D3'
No.  2-14
208500  - 208480 = 20 cm.g
D4'
No.  3-15
208650  - 208630 = 20 cm.g

我们就可以得到新旧叶片的差值的变化量了,如下表所示:
D1  - D1' = 200 - 20 = 180 cm.g = F1
D2  - D2' = 200 - 10 = 190 cm.g = F2
D3  - D3' = 170 - 20 = 150 cm.g = F3
D4  - D4' = 160 - 20 = 140 cm.g = F4

至此,我们得到了F1 F2 F3 F4,四对叶片的差值变化量。我们还对其进行矢量求和,手册中提供了一个极坐标系图,可以方便的让我们在图上进行作图求和,如下图所示。
2.png

图中,最外圈数字为叶片编码,最内侧数字为配平钉编码。通过画图作业,进行矢量求和,我们可以得出最终的差值FR=660 g.cm,需要配平。

下面我们分析配平方法。通过上面的计算,我们已经知道其重量距差值的变化量为660 g.cm,且重量距的方向在19号和20号配平钉之间。

我们通过附表2 矢量在配平钉之间时的配平方法,得出配平方法如下图所示。
3.png
由于我们刚才计算出矢量指向为19,20之间,其物理意义为,安装新的叶片后,重量距减少的方向,所以我们需要在其对面增加新的配平螺钉,19号,20号相对的配平钉孔为1号,2号,则具体方法为距离配平矢量第2个和第7个的位置分别将原来的P07配平钉更换为p04,实际上就是将36号,3号,31号,8号配平钉更换为P04。

如果需要拆下的配平钉件号不是P07,则要将需要安装的配平钉的重量矩和原来位置的配平钉的重量距相加,得到新的需要增加的重量距,来选择的配平钉。例如我们需要安装的配平钉为P04,原来在36号的配平钉是P01,两者重量距分别为237.5g.cm和65g.cm,那么新的配平钉重量距为两者的和,为302.5,可以用P06钉来代替。配平钉的重量距如下图图所示,P07的重量矩为0。

我们还可以灵活的使用不同的方法来配平,避开不是P07的配平钉,比如使用重量距矢量和为638或者689的方法。
4.png
至此我们完成了更换叶片的配平过程。

另外,手册还提供了只更换单独一个叶片时的配平方法,其实本质上与更换一对时配平方法一致,在此不再赘述。

配平完成后需要进行7号试车,对振动值进行验证。要注意的是,要在配平完成后再试车,否则有可能振动值过大损伤发动机。

总结

配平过程的计算方法其实并不复杂,原理也比较简单。只是在航线突发故障,进行技术支援时,如果不熟练,则需要花较长时间进行计算,有可能造成飞机恶性延误,所以功夫还是花在平时,在应急时才能召之即来。

参考:AMM- 72-21-02-000-802-F00 Fan Blade Replacement (Blade Pair)

更换737NG风扇叶片的配平计算.pdf

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发表于 2017-11-12 09:29:06 | 显示全部楼层
干航线放行用不动
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有种冲动就是,干!
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发表于 2017-11-13 06:47:35 | 显示全部楼层
深度好文,收藏了
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发表于 2017-11-13 22:52:31 | 显示全部楼层
感觉很像高中物理
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发表于 2017-11-14 13:21:50 | 显示全部楼层
写的挺好的
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发表于 7 天前 | 显示全部楼层
这篇很受用啊。。。
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发表于 4 天前 | 显示全部楼层
NG不是在AVM上直接计算吗?
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 楼主| 发表于 4 天前 | 显示全部楼层
安之若素 发表于 2017-11-18 10:04
NG不是在AVM上直接计算吗?

不是的,AVM如果要计算,必须要发动机运转过之后,有了配平的数据之后才能给出配平方案。然后更换完新的叶片后,如果贸然试车,很可能因为震动值过大而损伤发动机。所以还是先按照手册进行初步的配平,然后再试车进行更精细的配平。
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