■ 丁文強(qiáng)/中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所
傳動(dòng)系統(tǒng)的功用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的功率按一定的比例傳送至主旋翼、尾槳和各附件,同時(shí)承受發(fā)動(dòng)機(jī)、主旋翼和尾槳的復(fù)雜載荷。它是直升機(jī)的三大關(guān)鍵動(dòng)部件(發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、旋翼系統(tǒng))之一,直接影響直升機(jī)的性能、可靠性、維修性、保障性和全生命周期成本等,直升機(jī)性能在很大程度上取決于傳動(dòng)系統(tǒng)的性能。據(jù)統(tǒng)計(jì),傳動(dòng)系統(tǒng)在直升機(jī)的占比分別為:質(zhì)量占10%~15%;采購(gòu)成本占12%~20%;維修費(fèi)用約占30%;機(jī)械故障約占16%;失效率約占7.2%。
隨著信息技術(shù)、新型材料技術(shù)等的快速發(fā)展,直升機(jī)技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了一些新的變化和趨勢(shì),呈現(xiàn)出以單旋翼帶尾槳直升機(jī)為主,各類旋翼機(jī)并存的局面。近年來(lái),傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)、復(fù)合旋翼高速直升機(jī)等新構(gòu)型直升機(jī)正日益受到人們的高度關(guān)注,其傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向主要包括以下幾點(diǎn):
第一,傳動(dòng)系統(tǒng)性能不斷提升。傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量減輕約25%;主減速器總傳動(dòng)比約達(dá)100;減速器的平均更換間隔時(shí)間(MTBR)增至5000h以上,翻修間隔期(TBO)將達(dá)5000~6000h;主減速器干運(yùn)轉(zhuǎn)能力達(dá)45~60min,中尾減速器的干運(yùn)轉(zhuǎn)能力將達(dá)1~3h。
第二,新構(gòu)型、新部件、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。分扭傳動(dòng)、面齒輪傳動(dòng)、圓弧齒輪傳動(dòng)、動(dòng)靜軸傳動(dòng)等新傳動(dòng)構(gòu)型將得到廣泛應(yīng)用;高速?gòu)椈呻x合器、高速陶瓷軸承、耐高溫軸承等先進(jìn)部件設(shè)計(jì)進(jìn)一步拓展;潤(rùn)滑技術(shù)及無(wú)油潤(rùn)滑技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、定量監(jiān)控。新一代高溫軸承、三代齒輪鋼、新一代機(jī)匣合金材料及復(fù)合材料傳動(dòng)軸、復(fù)合材料機(jī)匣的研發(fā)與應(yīng)用,減輕了質(zhì)量,提高了生存力。隨著深氮化技術(shù)、納米技術(shù)(表面改性技術(shù))等新技術(shù)的應(yīng)用,可提高壽命,降低維修費(fèi)用;減振降噪設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展;3D打印技術(shù)也將在直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)研制中得到推廣應(yīng)用。
第三,各種直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的多樣化發(fā)展。隨著高飛行速度的傾轉(zhuǎn)旋翼直升機(jī)、具有良好機(jī)動(dòng)性的共軸式多旋翼直升機(jī)的發(fā)展,傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)型、技術(shù)層出不窮。
傳動(dòng)系統(tǒng)今后將研究和發(fā)展的新概念技術(shù)包括:采用無(wú)冷卻系統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng);采用三代或四代耐高溫的傳動(dòng)元件材料;采用實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù),視情維護(hù)的傳動(dòng)系統(tǒng);傳動(dòng)系統(tǒng)與直升機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)一體化技術(shù);變速傳動(dòng)技術(shù)及超高速傳動(dòng)技術(shù)。