ГОСТ 23718-2014 Самолеты и вертолеты пассажирские и транспортные. Допустимые уровни вибрации в салонах и кабинах экипажа и методы измерения вибрации

ГОСТ 23718-2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

САМОЛЕТЫ И ВЕРТОЛЕТЫ ПАССАЖИРСКИЕ И ТРАНСПОРТНЫЕ

Допустимые уровни вибрации в салонах и кабинах экипажа и методы измерения вибрации

Passenger and transport airplanes and helicopters. Admissible levels of vibration in saloons and crew cabins and methods of vibration measuring

МКС 49.100

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт стандартизации и унификации" (ФГУП "НИИСУ")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (ТК 323)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол от 30 мая 2014 г. 67-П)

За принятие проголосовали

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 июля 2014 г. N 822-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 23718-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 23718-93

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на пассажирские и транспортные вновь разрабатываемые самолеты и вертолеты гражданской авиации.

Настоящий стандарт устанавливает допустимые уровни вибрации, действующие на пассажиров и членов экипажа в условиях установившегося горизонтального полета, и метод ее измерения на полу (ковре) и сиденьях кресел в салонах и кабинах экипажа, а также параметры вибрации, которые следует определять при государственных, эксплуатационных и контрольных испытаниях и могут быть пригодны для целей сертификации.

Измеряемыми параметрами вибрации являются амплитуды виброускорения в диапазоне частот 1,4-180 Гц. Нормируемыми параметрами вибрации являются среднеквадратические значения амплитуд виброускорения или логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот.

Устанавливаемые стандартом допустимые уровни вибрации являются технической характеристикой самолета и вертолета.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий межгосударственный стандарт:

ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Допустимые уровни вибрации

3.1 Настоящий стандарт устанавливает семь групп норм допустимых уровней вибрации:

I - в салонах дальних магистральных самолетов;

II - в салонах средних магистральных самолетов;

III - в салонах ближних магистральных самолетов;

IV - в салонах самолетов местных воздушных линий;

V - в кабинах экипажа самолетов;

VI - в салонах вертолетов;

VII - в кабинах экипажа вертолетов.

Принадлежность самолета к дальним, средним, ближним магистральным или к самолетам местных воздушных линий определяют техническим заданием на разработку самолета.

3.2 Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот должны соответствовать указанным в таблицах 1-8, а также приведенному в приложении А порядку пересчета уровней виброускорения.

Таблица 1 - Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот в салонах дальних магистральных самолетов (I группа норм)

Таблица 2 - Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот в салонах средних магистральных самолетов (II группа норм)

Таблица 3 - Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот в салонах ближних магистральных самолетов (III группа норм)

Таблица 4 - Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот в салонах самолетов местных воздушных линий (IV группа норм)

Таблица 5 - Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот в кабинах экипажа самолетов (V группа норм)

Таблица 6 - Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот в салонах вертолетов (VI группа норм)

Таблица 7 - Допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в третьоктавных полосах частот в кабинах экипажа вертолетов (VII группа норм)

Примечание - Для группы норм VI и VII в диапазоне третьоктавных полос со среднегеометрической частотой 8,0-31,5 Гц разрешается устанавливать допустимые среднеквадратические значения виброускорения и их логарифмические уровни в октавных полосах частот, которые должны соответствовать указанным в таблице 8.

Таблица 8

В группах норм I-IV допускается превышение указанных в таблицах средних квадратических значений виброускорения в 1,41 раза и их уровней на 3 дБ для 10% точек измерений, предусмотренных 6.4.

Допускается превышение указанных в таблицах 6 и 7 среднеквадратических значений амплитуд виброускорений в 1,18 раза для отдельных скоростей полета. Указанное превышение допускается, если среднеарифметические значения результатов измерения, представленные в третьоктавных полосах частот для всех указанных в таблице 9 скоростях полета, не превышают допустимых значений. Указанное превышение должно быть компенсировано соответствующим снижением уровней виброускорения на других скоростях полета в пределах установленного в 6.3 диапазона скоростей таким образом, чтобы среднеарифметическое значение результатов измерений виброускорения в абсолютных единицах (м·с) по всем указанным в 6.3 скоростям полета не превышало допустимого значения.

Логарифмический уровень среднеквадратического значения виброускорения взят относительно исходного значения виброускорения 10 м·с.

4 Требования к отбору объекта

Измерения параметров вибрации выполняют на одном самолете или вертолете при государственных, эксплуатационных, сертификационных и контрольных испытаниях и распространяют на все самолеты и вертолеты, имеющие неизменную конструкцию планера, тип двигателей и их подвески, для вертолетов - дополнительно на несущий и рулевой винты, трансмиссию.

5 Требования к средствам измерений

5.1 В комплект измерительной аппаратуры должны входить следующие элементы:

- трехкомпонентный вибропреобразователь;

- усилитель измерительного сигнала;

- преобразователь аналогового измерительного сигнала в цифровой код;

- цифровой регистратор для записи измерительного сигнала.

Допускается применение приборов с однокомпонентным вибропреобразователем, обеспечивающим непосредственное определение уровней вибрации в третьоктавных полосах частот в процессе эксперимента.

5.2 Средства измерений должны обеспечивать измерения текущих значений амплитуд виброускорения в диапазоне 1,4-180 Гц по ГОСТ 17168.

Таблица перевода результатов пересчета в логарифмические уровни представлена в приложении Б.

5.3 Приборы для непосредственного определения уровней вибрации в третьоктавных полосах частот должны соответствовать РМГ 29 [1] в части требований к измерению среднеквадратических значений амплитуд виброускорения в третьоктавных полосах частот.

5.4 Температурные условия эксплуатации средств измерения - от минус 40°С до плюс 50°С, рабочая температура при измерении - от минус 10°С до плюс 40°С.

5.5 Суммарная погрешность всех средств измерений, входящих в тракт, не должна превышать:

- 20% - основная;

-10% - дополнительная.

5.6 Средства измерений должны иметь действующее свидетельство о поверке, выданное компетентным органом.

6 Требования к проведению измерений

6.1 Измерения проводят в кабинах экипажа и салонах самолетов и вертолетов, оборудованных для эксплуатации на авиационных линиях гражданской авиации.

6.2 Измерения вибрации проводят в диапазоне частот 1,4-180 Гц по трем взаимноперпендикулярным направлениям. Система координатных осей приведена в приложении В.

6.3 На самолетах вибрацию измеряют поочередно в выбранных точках в полете от выхода на крейсерский режим и до начала снижения при заходе на посадку. Одновременно регистрируют следующие параметры режимов полета: высоту, приборную скорость полета и в числах Маха, линейную перегрузку в вертикальном и горизонтальном направлениях, угол атаки, углы скольжения, положения элементов механизации крыла. Синхронность записей параметров вибрации и параметров режимов полета должна быть не менее 0,1 с. В каждой выбранной точке измерения продолжаются не менее 5 мин.

Режимы полета, при которых выполняют измерения вибрации вертолета, приведены в таблице 9.

Таблица 9

Примечания

1 Значения максимальной, крейсерской скоростей полета, взлетной массы и центровки, параметры крейсерского режима устанавливают в соответствии с нормативным документом.

2 Допускается в кабине экипажа вертолета уменьшать объем измерений выявлением одной или нескольких скоростей полета с максимальной вибрацией и в дальнейшем проводить измерения только на этих скоростях.

6.4 Параметры вибрации в салонах измеряют на сиденьях кресел и на полу, вблизи ног сидящего в кресле экспериментатора. Измерения следует выполнять в рядах кресел, ближайших к сечениям, проведенным перпендикулярно к продольной оси самолета или вертолета в следующих местах:

а) для самолетов местных воздушных линий:

1) передний ряд кресел,

2) пересечение заднего лонжерона с корневой нервюрой,

3) задний ряд кресел.

б) для самолетов дальних, средних и ближних магистральных с турбовинтовыми, турбовинтовентиляторными, поршневыми двигателями:

1) плоскость вращения винтов,

2) пересечение заднего лонжерона крыла с корневой нервюрой,

3) середина расстояния между пересечением заднего лонжерона крыла с корневой нервюрой и задней стенкой пассажирской кабины,

4) задний ряд кресел.

в) для самолетов дальних, средних и ближних магистральных с реактивными двигателями:

1) передний ряд кресел,

2) пересечение передней кромки крыла с корневой нервюрой,

3) середина расстояния между пересечением заднего лонжерона крыла с корневой нервюрой и задней стенкой пассажирской кабины,

4) задний ряд кресел.

г) для вертолетов (при числе рядов кресел до пяти):

1) передний ряд кресел,

2) задний ряд кресел.

д) для вертолетов (при числе рядов кресел свыше пяти):

1) передний ряд кресел,

2) средний ряд кресел (если число рядов в салоне четное, то за средний принимают ряд, ближний к хвостовой части вертолета),

3) задний ряд кресел.

В перечисленных сечениях точки измерения располагают на пассажирских местах по левому и правому бортам, а также на местах, ближних к продольной оси самолета и вертолета. При симметричном размещении кресел в салонах измерения выполняют на ближайших к продольной оси кресел с правой стороны (по направлению полета). Расположение точек измерения приведено в приложении Г.

6.5 В кабине экипажа параметры вибрации определяют на сиденьях и на полу, вблизи ног сидящего в кресле экспериментатора. На рабочих местах бортпроводников (середина буфета) вибрацию измеряют на полу в одной точке.

6.6 Для измерения вибрации используют резиновый диск диаметром 200-300 мм с встроенным трехкомпонентным вибропреобразователем. Допускается вместо резинового диска применять стальной диск диаметром 200-300 мм и толщиной 4 мм, на который крепят трехкомпонентный вибропреобразователь или три однокомпонентных вибропреобразователя.

6.7 При измерении вибрации на полу салонов и кабины экипажа диск устанавливают на полу, а ноги сидящего в кресле экспериментатора располагают на диске.

В случае невозможности расположить диск вблизи кресла допускается крепить его к полу. Требования к креплению - согласно МИ 1873 [2].

6.8 При измерении вибрации на сиденье экспериментатор сидит в кресле на диске.

6.9 При измерении вибрации на рабочем месте бортпроводников диск устанавливают на полу, при этом экспериментатор стоит на диске.

6.10 Во время измерений в пассажирском салоне число пассажиров не должно превышать 15% максимального числа пассажирских мест в салоне.

6.11 Рекомендуемая масса экспериментатора при измерении вибрации - 70-80 кг.

6.12 Длительность регистрации измерительной информации в каждой точке измерений должна быть не менее 5 мин. В случае применения приборов, указанных в 5.3, значение времени усреднения должно быть:

- не менее 20 с для диапазона 1,6-10 Гц;

- 10 с для диапазона 12,5-40 Гц;

- 5 с для диапазона 50-160 Гц.

6.13 Измерения параметров вибрации, выполненные во всех точках (см. 6.4, 6.5), повторяют не менее четырех раз.

6.14 В начале и конце измерений по бортовым штатным приборам следует регистрировать:

- для самолета: приборную скорость в километрах в час, высоту полета в метрах, число Маха, режим работы двигателя (в единицах измерения, принятых на бортовом штатном приборе);

- для вертолета: приборную скорость в километрах в час, высоту полета в метрах, режим работы двигателя (в единицах измерения, принятых на бортовом штатном приборе).

6.15 До начала проведения измерений вибрации должен быть разработан план обеспечения безопасных условий труда при летных испытаниях и при необходимости согласован с ответственным за проведение летных испытаний руководителем или командиром самолета (вертолета). Необходимые рекомендации по обеспечению безопасных условий регламентируются действующими "Наставлением по технической эксплуатации авиационной техники в гражданской авиации" [3], "Руководством по проведению испытательных полетов в гражданской авиации" [4] и руководствами по летной эксплуатации самолета (вертолета).

7 Требования к методике обработки материалов измерения

7.1 По записанной на регистраторе информации для каждой точки измерения вычисляют среднеквадратические значения суммарного виброускорения в диапазоне частот 1,4-180 Гц и представляют в виде графика изменения этой величины по времени.

7.2 На графике изменения этой величины по времени выделяют участки установившегося горизонтального полета на крейсерском режиме, при котором изменение линейной перегрузки не превышает ±0,1. Длительность таких участков, по которым вычисляют среднеквадратические значения амплитуд виброускорения в третьоктавных полосах частот, должна быть не менее 50 с.

7.3 Вычисления среднеквадратических значений амплитуд виброускорения выполняют по каждому выделенному участку записи с шагом по времени, равным 1 с, с дальнейшим усреднением по длительности этого участка.

7.4 Полученные после усреднения значения являются параметрами вибрации в конкретной точке измерения в конкретном режиме полета. Для получения значений параметров вибрации, которые сравниваются с допустимыми значениями, измерения выполняют на тех же режимах не менее чем в четырех полетах. По результатам измерения в каждом из этих полетов вычисляют средние значения из среднеквадратических значений амплитуд виброускорения и среднеквадратические отклонения результатов измерения в конкретном полете. Вычисления выполняют в соответствии с приложением Д.

8 Требования к оформлению результатов измерений

8.1 В каждой точке измерений по каждой из координатных осей (Y, Z, X) результатом измерения является верхний предел среднего значения из среднеквадратических значений виброускорения с доверительной вероятностью 0,95 по всем измерениям, который вычисляют по приложению Д. Соответствующий этому результату измерения уровень виброускорения округляют до целых значений.

8.2. Результаты измерений оформляют протоколом, форма которого приведена в приложении Е.

8.3. Для нормируемых полос частот, в которых максимальное значение виброускорения по всем выполненным в данной точке измерениям более чем в 2,5 раза (8 дБ) ниже допустимых значений, регламентируемых настоящим стандартом, допускается не вычислять результат измерений и не сопоставлять с допустимым значением. В этом случае в соответствующей графе протокола ставят прочерк.

8.4. Полученные округленные значения уровней виброускорения в каждой точке измерения сравнивают с допустимыми уровнями для данной группы норм.

Приложение А
(справочное)

Порядок пересчета уровней виброускорения

А.1 Значения виброускорения или их уровни в третьоктавных полосах частот приводят к октавным путем энергетического суммирования по формулам:

- в абсолютных единицах

, (А.1)

- в децибелах

, (А.2)

где и - среднеквадратическое значение виброускорения, м·с и его логарифмический уровень в i-й третьоктавной полосе, входящей в данную октаву, дБ, соответственно.

Приложение Б
(справочное)

Таблица перевода уровней виброускорения

Таблица Б.1 - Таблица перевода уровней виброускорения

Связь между значениями определяют формулой

, (Б.1)

где - среднеквадратическое значение виброускорения, м·с;

L - уровень среднеквадратического значения виброускорения, дБ.

Если уровни виброускорения измерены в децибелах относительно другого исходного значения , то к полученному результату измерений следует прибавить

. (Б.2)

Приложение В
(рекомендуемое)

Система координатных осей для измерения вибрации

В.1 При определении параметров вибрации принимают следующие направления координатных осей:

X - горизонтальная ось, направленная вдоль оси самолета или вертолета;

Y - вертикальная ось;

Z - горизонтальная ось, направленная перпендикулярно к продольной оси самолета или вертолета.

В.2 Пример привязки координатных осей приведен на рисунке В.1.

1, 3 - точки измерения; 2, 4 - лист

Рисунок В.1

Приложение Г
(рекомендуемое)

Схемы измерений вибраций в салонах самолетов и вертолетов

Г.1 Расположение точек измерений в салоне самолета местных воздушных линий показано на рисунке Г.1.

А, Б, В - сечения; 1 - корневая нервюра; 2 - задний лонжерон

Рисунок Г.1

Г.2 Расположение точек измерений в салонах дальних, средних и ближних магистральных самолетов с турбовинтовыми, поршневыми, турбовинтовентиляторными двигателями приведено на рисунке Г.2.

А, Б, В, Г - сечения; 1 - плоскость вращения внутренних винтов; 2 - корневая нервюра; 3 - задний лонжерон; 4 - задняя стенка пассажирской кабины

Рисунок Г.2

Г.3 Расположение точек измерений в салонах дальних, средних и ближних магистральных самолетов с реактивными двигателями представлено на рисунках Г.3 и Г.4.

А, Б, В, Г - сечения; 1 - передняя кромка крыла; 2 - корневая нервюра; 3 - задний лонжерон; 4 - задняя стенка пассажирской кабины

Рисунок Г.3

А, В, В, Г - сечения; 1 - передняя кромка крыла; 2 - корневая нервюра; 3 - задний лонжерон; 4 - задняя стенка пассажирской кабины

Рисунок Г.4

Г.4 Расположение точек измерений в салоне вертолета показано на рисунке Г.5.

А, Б, В - сечения

Рисунок Г.5

Приложение Д
(обязательное)

Метод расчета верхнего предела среднего значения среднеквадратических значений виброускорения с доверительной вероятностью 0,95

Д.1 По результатам выполненных измерений вычисляют среднее значение из среднеквадратических значений виброускорения

, (Д.1)

где - среднеквадратическое значение виброускорения i-го измерения, м·с;

n - число измерений.

Д.2 Определяют среднеквадратическое отклонение результата i-го измерения:

. (Д.2)

Д.3 Доверительный интервал для значения вычисляют по формуле

=mS. (Д.3)

Значения коэффициента m для различного числа измерений n приведены в таблице Д.1.

Таблица Д.1

Д.4 Результаты выполненного расчета верхнего предела среднего значения средних квадратических значений виброускорения с доверительной вероятностью 0,95 представляют в виде

. (Д.4)

Приложение Е
(рекомендуемое)

ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ В САЛОНАХ И КАБИНАХ ЭКИПАЖА САМОЛЕТА_____________

ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ В САЛОНАХ И КАБИНАХ ЭКИПАЖА ВЕРТОЛЕТА__________

Библиография

Электронный текст документа
и сверен по:

, 2019