提高直升机干运转技术研究精简.doc

直升机减速器应急技术研究0引言传动系统是直升机的三大重要动部件之一,也是最易受损的部件之一,它直接影响到直升机的生存。当油箱受到攻击或润滑油系统出现故障,整个传动系统将处于无润滑油的工作状态,由于急剧温升热膨胀,可能使齿轮失去工作间隙,引起接触表面塑性变形、胶合和过度磨损,使减速器在短时间内破坏,造成灾难性的后果。1993年美国卡门航空公司发表了发动机端部齿轮箱和输入/附件齿轮箱干运转能力的试验结果【2】,研究表明增加齿轮侧向间隙、选用热强度高的材料,采用应急润滑系统保持传动零件有正常润滑时的40%供油量,飞机可以继续30分钟飞行,但上述技术没有进一步的公开。出于国防、经济和技术的考虑,国外对提高直升机传动系统应急能力的技术措施严加保密,但我们查到了一些有价值的零星报道。本文分析了这些方法的优点与缺陷,提出了更为全面、更为先进的解决思路。【10】(1)第一代齿轮钢是以AISI9310钢为代表的低合金表层硬化钢,低温回火后常温使用,具有常规要求的使用性能。目前我国航空齿轮钢,如12CrNi3A、12Cr2Ni4A、16CrNi3MoA、16Cr3NiWMoVNbA等都属于第一代齿轮钢,使用温度只能维持在250℃以下。(2)第二代齿轮钢区别于第一代钢的主要特征是耐温性能高,其代表钢种应推M50NiL, 采用二次硬化机理设计成分、500℃以上高温回火,可在350℃以下稳定使用。(3)第三代齿轮钢的设计目标为:(承受超高载荷,超高速度)、、高韧性、,芯部硬度HRC50以上,KIC值达50MPa以上,具有很高的抗磨损和疲劳性能,应用于包括直升机传动机构在内的齿轮可减重50%。CSS-42L钢室温硬度达到HRC68,430℃下为HRC62,直到535℃仍可保持在HRC58以上。耐高温轴承、齿轮材料是提高传动系统生存力的重要途径[9]。我国的航空齿轮钢多属第一代钢[],为适应直升飞机、发动机等发展需求,急待研究发展新一代齿轮钢。:装配一个二级润滑系统来延长直升机减速器在失油状态下的运行时间(见图1)。在正常条件下二级油箱内保存一定量的润滑油,压力探测器探测到失油状态后将包含高浓度磷酸脂的添加剂间隔地注入二级油箱中与润滑油混合。添加剂改善了润滑油的性能进而提高传动系统在失油状态下的干运转时间。二级润滑系统采用油雾润滑,运用流动的压缩空气将含添加剂的润滑油变成油雾传递到摩擦表面如齿轮、轴承(见图2),在摩擦表面油雾与摩擦表面反应形成固体润滑膜,具有极好的承载能力。我们认为:压缩空气通入磷酸酯溶液后形成油雾与齿轮表面反应形成润滑保护膜,然而继续反应后齿轮、轴承表面的铁元素易丧失,导致齿轮轴承表面出现化学磨损【1】,但在磷酸酯溶液中加入含铁添加剂则在铝表面形成含铁保护膜。如在磷酸酯溶液中加入适量含铁添加剂,就会避免齿轮轴承表面铁元素的丧失。据上述美国专利报导单纯用磷酸酯作添加剂就能使元件运转近1小时无致命损伤,我们推测可能是二级油箱中存油多的原因,这样会额外增加直升机重量。如同时加入含