直升機傳動系統(tǒng)發(fā)展概述

■ 丁文強/中國航發(fā)動研所

傳動系統(tǒng)的功用是將發(fā)動機的功率按一定的比例傳送至主旋翼、尾槳和各附件，同時承受發(fā)動機、主旋翼和尾槳的復雜載荷。它是直升機的三大關(guān)鍵動部件(發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、旋翼系統(tǒng))之一，直接影響直升機的性能、可靠性、維修性、保障性和全生命周期成本等，直升機性能在很大程度上取決于傳動系統(tǒng)的性能。據(jù)統(tǒng)計，傳動系統(tǒng)在直升機的占比分別為：質(zhì)量占10%～15%；采購成本占12%～20%；維修費用約占30%；機械故障約占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，直升機技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了一些新的變化和趨勢，呈現(xiàn)出以單旋翼帶尾槳直升機為主，各類旋翼機并存的局面。近年來，傾轉(zhuǎn)旋翼機、復合旋翼高速直升機等新構(gòu)型直升機正日益受到人們的高度關(guān)注，其傳動系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展方向主要包括以下幾點：

第一，傳動系統(tǒng)性能不斷提升。傳動系統(tǒng)質(zhì)量減輕約25%；主減速器總傳動比約達100；減速器的平均更換間隔時間（MTBR）增至5000h以上，翻修間隔期(TBO)將達5000～6000h；主減速器干運轉(zhuǎn)能力達45～60min，中尾減速器的干運轉(zhuǎn)能力將達1～3h。

第二，新構(gòu)型、新部件、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。分扭傳動、面齒輪傳動、圓弧齒輪傳動、動靜軸傳動等新傳動構(gòu)型將得到廣泛應用；高速彈簧離合器、高速陶瓷軸承、耐高溫軸承等先進部件設(shè)計進一步拓展；潤滑技術(shù)及無油潤滑技術(shù)進一步發(fā)展。對傳動系統(tǒng)實現(xiàn)實時監(jiān)控、定量監(jiān)控。新一代高溫軸承、三代齒輪鋼、新一代機匣合金材料及復合材料傳動軸、復合材料機匣的研發(fā)與應用，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)的應用，可提高壽命，降低維修費用；減振降噪設(shè)計技術(shù)不斷發(fā)展；3D打印技術(shù)也將在直升機傳動系統(tǒng)研制中得到推廣應用。

第三，各種直升機傳動系統(tǒng)的多樣化發(fā)展。隨著高飛行速度的傾轉(zhuǎn)旋翼直升機、具有良好機動性的共軸式多旋翼直升機的發(fā)展，傳動系統(tǒng)的構(gòu)型、技術(shù)層出不窮。

傳動系統(tǒng)今后將研究和發(fā)展的新概念技術(shù)包括：采用無冷卻系統(tǒng)的傳動系統(tǒng)；采用三代或四代耐高溫的傳動元件材料；采用實時監(jiān)控技術(shù)，視情維護的傳動系統(tǒng)；傳動系統(tǒng)與直升機、發(fā)動機一體化技術(shù)；變速傳動技術(shù)及超高速傳動技術(shù)。