本文约个字预计阅读需30分钟
针对V发动机风扇叶片配平，AAMM中给出了三种配平计算方法：OneShotMethod、TrialWeightMethod、EVMUOneShotMethod，但无论哪种方法都需要采集N1振动相位角数据来进行风扇配平计算。
相位角是由N1转速传感器对固定在低压转子轴上的音轮位置进行探测得来的，用于计算转子不平衡点（轻点）相对于基准位置（即FrontBladeRetainingRingFlange的*号位置）的相对角度，从而确定配重的安装位置。
一旦音轮固定失效导致音轮相对低压转子轴发生转动错位，系统探测的相位角会存在偏差，从而无法按照AMM中的方法得到正确的配重安装位置，也就无法得到预期的配平效果，音轮错位严重的还会导致越配振动越大。
近几年，我航司在V发动机风扇配平过程中，累计发现了至少6起N1音轮错位的问题，笔者很不幸的亲历了其中的两起。而在发动机大修过程中发现定位销断裂的频次远远高于航线中发现的频次。
音轮一旦错位，一方面在N1振动大时按照AMM无法完成风扇配平，另一方面音轮定位销脱落后威胁滑油回油泵，两者都对发动机有很大影响。在此我将处理这一问题的一些经验分享一下。
V发动机音轮错位是由于音轮的定位销强度不足，发动机在长时间使用后定位销可能会发生断裂。在发动机转动过程中，失去定位的音轮会相对低压轴发生自由转动，进而导致EVMU采集到的相位角错误。
这个问题基本上都是在N1振动大时，采用正常的配平方法无法有效配平发动机后，才开始怀疑相位角错误，进而通过孔探检查音轮位置得以确认。
V发动机音轮错位问题主要涉及以下三个方面：
1）音轮错位的确认。
2）音轮错位后的检查。
3）发动机风扇叶片配平。
下面针对这三个方面逐一介绍一下我们的经验。
音轮错位的确认
一般情况下，在N1振动偏大时（1.8UNIT或以上），完成一次风扇配平后，如果计算和配重安装没有问题，但配平后的振动值没有明显减小，甚至可能增大时，就应该怀疑音轮错位了。
音轮错位是通过孔探来确认的。音轮装在低压轴上，上面共有60个槽用于测量转速，4个N1转速传感器正对着音轮上的开槽并围绕着音轮，
这60个开槽中有一个比其余的槽长约一倍，用于测量相位角在低压轴上音轮附近刻着“TOP”字样，如果音轮没有错位，“TOP”标记应该正对着音轮上的长槽。
注意由于这个标记是手工刻在低压轴表面的，位置可能不精确。在轴向上，有些标记在长槽内，有些标记在长槽前方在周向上，可能标记的中线和长槽的中线也不完全重合，偏差几毫米是有可能的，
这并不是错位，而是正常现象，而且这种偏差也不会造成配平不成功。另外有些标记刻的不清晰，所以使用的孔探设备要图像清晰才行，笔者第一次孔探音轮时看了一圈也没找到这个标记，换了一套新设备才找到。
孔探时首先从风扇机匣后部2:30点钟位置脱开前轴承腔通气管（EIPC：79-22-49，10-），将孔探探头从脱开的管路伸入，
在轴承腔内找到能够清晰看到音轮开槽的合适位置，慢慢转动低压转子，查找音轮上的长槽是否正对轴上的“TOP”标记。
孔探视角以及正常位置的音轮音轮错位实例
音轮错位后的检查
发现音轮错位后，IAE一般建议在前轴承腔滑油回油系统中寻找断裂脱落的定位销，找到以后发动机还可以继续正常使用。
根据前轴承腔回油路线结构，定位销断裂脱落的部分（直径约3mm，长度约3~4mm，颜色银白）可能在以下位置：
1.还在音轮上。由于孔探设备无法接近音轮上的定位销孔，这种情况无法通过孔探进行确认，也没有其他途径可以在翼确认。
2.在轴承腔内。这种情况只能用孔探设备在轴承腔内仔细查找，撞一撞运气。
3.6点钟支板内。这个支板内有一个腔体，上通前轴承腔底部，下连回油管，存在截留定位销的可能，可以从底部脱开滑油回油管（EIPC：79-22-49，07-），从脱开处伸入孔探探头进行查找（从此口可以一直向上伸入到轴承腔内查找）。
4.前轴承腔回油滤网（EIPC：79-22-49，07-）。（注：在此找到的概率很高，而且笔者所知的在翼找到定位销的案例基本上都是在这个位置找到的）。
5.前轴承腔回油磁堵。
6.滑油系统回油滤（如果在此发现定位销，则表明定位销通过了滑油回油泵，滑油回油泵可能受损，需要更换滑油回油泵）。
7.不在发动机内。即在以前拆卸滑油系统部件过程中（比如拆下检查滑油回油滤），定位销被滑油冲走而工作者没有注意。
按照目前IAE的答复，找到定位销后，如果发动机振动可以接受（发动机振动大与音轮错位无关，但发现音轮错位基本都是发动机振动大之后才发现），
则发动机可以继续使用（错位的音轮不会对N1转速指示或发动机内部件有明显影响）；如果没有找到，可以定期在滑油系统中查找定位销；如果多次找不到，则需要换发。
发动机风扇配平
如前所述，航线上一般是在发动机N1振动大后配平过中发现音轮错位，找到了定位销可以消除定位销的风险，即便一时找不到，IAE一般也会同意先飞一段时间再找。但N1振动大的问题仍然需要解决，仍然需要进行配平计算。
配平计算就是要确定两个参数：一个是配平量，一个是配平角度。有了这两个参数就可以选择配重，并且确定配重的安装位置。
配平量的确定：
按照AMM配平方法可知，相同N1下风扇的配平量只与发动机的振动值相关，且成正比。
因此在失去相位角后我们仍然可以使用安装测试配重前的振动值，利用AMM中0neShotMethod的配平量修正系数来计算出配平量：振动值（UNIT）X修正系数=配平量。
配平角度的确定：
由于相位角不可用，配平角度就不能再用AMM中给出的方法计算（TrialWeightMethod也需要相位角），笔者通过安装测试配重，
在安装测试配重前后各试车一次采集数据，利用尺规作图求解配平角度，从理论上是可行的，实践中使用过一次，配后地面试车最大N1振动0.2Unit。下面详细介绍一下这种方法：
1.获取安装测试配重前的数据。按照AMM中风扇配平提取数据的要求，试车记录安装配重前三个转速下的振动数据：N1、N1VIB。
2.安装测试配重。使用正常配平使用的配重作为测试配重，在FrontBladeRetainingRingFlange任选一个角度按照AMM安装配重的要求安装测试配重，记录测试配重安装角度和配平量。建议测试配重的配平量在5~12oz.in之间。
3.获取安装测试配重后的数据。按照AMM中风扇配平提取数据的要求，试车记录安装配重后三个转速下的振动数据：N1、N1VIB。
4.拆下测试配重。
5.根据配重的配平量和配平角度，以原点为始点在直角坐标系中画出测试配重矢量。
6.在测试配重矢量的起点（即原点），以安装测试配重前的试车数据计算出的低压转子不平衡量（试车振动值（UNIT）X对应转速的修正系数，然后三组取平均值）为半径画圆。
7.在测试配重矢量的终点，以安装测试配重后的试车数据计算出的低压转子不平衡量（试车振动值（UNIT）X对应转速的修正系数，然后三组取平均值）为半径画圆。
8.这两个圆会有两个交点，分别以两个交点为始点，以测试配重不平衡矢量的起点（即坐标轴的原点）为终点，可以得到两个矢量，
这两个矢量就是一真一假两个低压转子不平衡矢量，用量角器量出这两个矢量的角度就得到一真一假两个转子不平衡角度。
注意这里求出的不平衡角度是转子偏重点的角度，配重的安装角度与此角度相距度！
9.从上步求出的两个角度中任选一个角度+度作为配平角度，按照安装测试配重前得到的振动值计算得出的配平量（试车振动值（UNIT）X对应转速的修正系数，然后三组取平均值），
选择配重进行配平，然后试车，运气好选对了可以配平成功，如果不成功则将所有配重拆下装到上步求出的另外一个角度+度即可。
下图是我当时配平求解的实例，最终使用下图中的黑色矢量的方向+度作为配平角度进行配平。
分析与说明：
1.本算法是基于以下公式推导而出：发动机转子不平衡矢量+测试配重矢量=带测试配重的转子不平衡矢量。
2.测试配重的选择。如果使用的测试配重过轻，则安装测试配重前后转子的不平衡变化过小，求解出的转子不平衡角度误差较大如果使用的测试配重过重，则容易在试车过程中振动过大无法采集数据。因此推荐的测试配重配平量在5~12OZ.in。
3.在实际应用过程中，由于发现音轮错位时应该已经安装过一次配重并试过车，因此可以将此次配平安装的配重的配平量和配平角度作为测试配重矢量，
将配平前的数据作为安装测试配重前的试车数据，将配平后的试车数据作为安装测试配重后的试车数据，以这三者数据进行画图求解，这样可以充分利用已有数据，降低工作量，减少试车次数。
4.上述算法中也可以使用空中数据替代地面试车数据。只不过个人认为使用地面试车数据计算的结果误差会更小一点。
5.本算法求解出的不平衡矢量角度是转子的偏重点的角度，因此配重的安装角与此相距度。
6.误差分析：经验显示，按照AMMOneShotMethod配平得到的效果相对较差，个人认为其误差主要来自于下述四个方面：
a）个人认为，起飞、巡航报中采集到的数据误差比较大，任何配平方法如果使用地面试车数据会好很多。
b）配平量修正系数、配平角度修正系数推测应该是多台发动机测试得出的修正系数的平均值，这些系数对单独某一台发动机而言存在偏差。
c）AMM中的方法仅取三组数据并取代数平均值，数据的选择对结果影响很大。
d）实际配重的配平量和配平角度和计算出的结果存在偏差。
e）风扇不平衡的发展变化。
上述五种误差源中：
a）第一项可以使用地面数据替代，但代价是试车的成本和时间。
b）第二项在正常配平过程中无法避免，但本文方法在求解配平角度过程中绕过了配平角度的修正系数，因此可以部分的提高准确度。
c）第三项可以通过多取值再求解矢量平均来降低误差。
d）第四项只能通过选择更合适的配重组合来降低。
e）第五项如果润滑叶片后振动水平增加较快，则适当增加配平量如果增加缓慢，则按照正常配平量配平。
本文配平方法会带来新的误差类型：
画图误差。但个人推测，只要将图放大到一张A4纸内，一般情况下此种误差应该只有几度，是可以接受的。
7.如果想要消除画图误差，可以用代数方法求解配平角度来替代本文中的尺规作图求解。这种代数求解方法理论上行得通，但本人曾几次尝试求解都因过程复杂而放弃，写在这里是给读者一个思路。
通过安装测试配重，并且在安装测试配重前后各试一次车，我们有以下参数可以利用：
a）发动机配平前的低压转子不平衡矢量A（即转子偏重矢量）。此矢量大小A可通过配平前试车根据振动值计算出来，但由于相位角失效所以方向∠A未知。
b）测试配重矢量C。安装的测试配重，此矢量大小C和方向∠C可根据配重安装位置和配重重量通过AMM中0neShotMethod查表得出，这个矢量非常精确
c）安装测试配重后的低压转子不平衡矢量B（即转子偏重+配重的矢量和）。此矢量大小B可通过安装测试配平重后试车根据振动值计算出来，但由于相位角失效所以方向∠B未知。
矢量A、C、B组成矢量三角形，并且存在如下关系：
A+C=B
由此式可以得出如下方程组：
在这个方程组中涉及三个不平衡量A、B、C，以及三个不平衡角度∠A、∠B、∠C，其中两个角度∠A、∠B未知，其余均为已知量，只需求解∠A。
注意∠A并不是配重安装角，而是安装测试配重前转子的偏重点角度，因此最终的配重安装角和∠A相差度。
求解这个方程组中的∠A可能会得到多个值，其中一个为真，其余为假。本人没有解开过这个方程组，不清楚到底有多少个解，如果只有一真一假两个结果，建议逐一尝试，如果有多个假值，
建议先任选一个进行尝试，如果不成功，则采集此次试车的数据再列一个方程组进行求解，并将这两个方程组的解对比，两组解中最接近的数值就是真解（注意由于测量误差的存在，不可能从两个方程组中解出完全相同的∠A）。
8.本文算法应该可以替代AMM中的TrialWeightMethod进行高精度配平，并且应该也可以适用于其他型号采用类似算法的发动机的风扇配平。
更多精彩专业文章请登录北京三联宇航网站阅读：