Главный редуктор является одним из важнейших компонентов системы трансмиссии вертолета, отвечающим за рулевое управление с усилителем и задачи переменной скорости. Он соединен с двигателем, несущим винтом, гидравлической системой и т. д. и влияет на множество ключевых характеристик вертолета. При длительном выполнении миссии компоненты главного редуктора неизбежно будут испытывать усталость и старение, что может легко привести к неисправностям и стать причиной летных происшествий. Чтобы своевременно предупреждать о неисправностях главного редуктора и обеспечивать безопасность полетов вертолетов, Институт радио- и телеметрии, метрологии, надежности и инженерной экологии создал специальную исследовательскую группу для проведения исследований по технологии анализа неисправностей главного редуктора на основе звуковых сигналов, обеспечивающих безопасность полетов вертолетов.
Главный редуктор сейчас изношен, и вертолеты подвержены авариям.
По статистике, более 50% летных происшествий с вертолетами, вызванных механическими отказами, можно отнести к отказам основных подвижных компонентов (винтовой системы, двигателя и трансмиссии). Среди них затраты на техническое обслуживание трансмиссии составляют около 30% от общей стоимости технического обслуживания и являются ключевым объектом мониторинга и обслуживания.
Главный редуктор, как один из важнейших компонентов трансмиссионной системы, в основном состоит из вала, подшипников и шестерен. В процессе работы из-за внутренних факторов, таких как зазоры, трение и силы взаимодействия между компонентами, а также внешних факторов, таких как дефекты материалов, ошибки изготовления и сборки, а также суровые условия работы, главный редуктор неизбежно будет испытывать усталость и старение в течение длительной эксплуатации. Если во время полета вертолета произойдет неисправность, это поставит под угрозу нормальный полет и безопасность персонала, что приведет к большим потерям и непредсказуемым последствиям.
【1】 Юань Чживэнь, Чжао Юнь, Цзинь Сяоцян и др. Анализ испытательной модели системы трансмиссии вертолета на основе TEAMS [J] Китайская научно-техническая информация, 2021 (5): 24-26 DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2021.05.004.
【2】 Дин Вэньцян Обзор развития систем трансмиссии вертолетов [J] Aviation Power, 2018 (3): 65
Режим неисправности "звуковой" акустический сигнал "видимый"
В настоящее время диагностика неисправностей главного редуктора в основном основана на сигналах вибрации, собранных датчиками, прикрепленными к поверхности компонентов, и может диагностировать неисправности компонентов в коробке передач только путем тестирования сигналов вибрации на гнезде подшипника. При этом методе высокоинтенсивная работа может легко повредить датчики вибрации, что приведет к плохому отношению сигнал/шум и искажениям. Чтобы улучшить качество сбора сигналов и своевременно диагностировать неисправности главного редуктора, исследовательская группа провела исследование технологии анализа неисправностей главного редуктора на основе акустического сигнала и разработала набор технологий анализа неисправностей главного редуктора на основе акустического сигнала.
Эта технология позволяет добиться четкого извлечения и распознавания характеристик акустического сигнала типичных неисправностей в главном редукторе при 5 типичных режимах неисправностей (включая эрозию зубьев шестерен, поломку зубьев шестерен, трещины шестерен, разрушение сепаратора подшипника, ослабление вала и т. д.) и построить облачный атлас визуализации звукового поля для визуального распознавания акустических неисправностей. Она обладает преимуществами бесконтактного, неразрушающего измерения, отсутствия необходимости в модификации оборудования и высокой эффективности мониторинга. Она опубликовала 3 журнальные статьи, подала заявку на 2 патента на изобретения в Китайское национальное управление интеллектуальной собственности и получила 4 авторских права на программное обеспечение. Она обладает развитыми техническими возможностями и подходит для сценариев применения, где неудобно модифицировать или добавлять датчики к установленным вертолетам, а обслуживающему персоналу необходимо осуществлять мониторинг на месте в любое время.
Содействие быстрому развитию транспортной отрасли
Эта технология может быть напрямую применена для выявления неисправностей и раннего оповещения ключевых компонентов, таких как редукторы, подшипники и валы вертолетов, что имеет большое значение для безопасного использования и эффективности вертолетов. В то же время она может также гарантировать качество ключевых компонентов, которые выполняют задачи рулевого управления с усилителем и переменной скоростью в других продуктах, таких как транспортные продукты, такие как автомобили, железнодорожные поезда и авиация, которые используют компоненты редукторов и подшипников, и способствовать быстрому развитию транспортной отрасли.
| Сценарии обслуживания приложений новых технологий | ||
| Число | Сфера услуг | Сценарии обслуживания |
| 1 | автомобиль | Тестирование NVH силовой установки, тестирование BSR компонентов и т. д. |
| 2 | железнодорожный транзит | Выявление аномальных шумов и источников шума в системах колесного рельса и кондиционирования воздуха |
| 3 | Специальное оборудование | Шумоизоляция и диагностика неисправностей силового оборудования и системы торможения |
| 4 | Система питания | Локализация источников звука механических неисправностей и разрядных шумов в подстанциях, высоковольтных КРУЭ и другом оборудовании |
| 5 | Настраиваемые услуги в соответствии с потребностями клиентов | |