近日，瓦倫尼安（蘇州）教學(xué)設(shè)備有限公司研發(fā)的VALENIAN共軸雙旋翼齒輪分路故障實(shí)驗(yàn)臺成功交付北京航空航天大學(xué)杭州校區(qū)。這套實(shí)驗(yàn)臺能夠高度仿真直升機(jī)主傳動系統(tǒng)在復(fù)雜工況下的運(yùn)行狀態(tài)，為我國航空航天領(lǐng)域故障預(yù)測與健康管理（PHM）技術(shù)的人才培養(yǎng)與科研攻關(guān)提供了重要平臺。

01 攻克共軸雙旋翼傳動系統(tǒng)的故障模擬難題

共軸雙旋翼直升機(jī)傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其核心挑戰(zhàn)在于如何實(shí)現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)的精確傳動與動力分配。傳統(tǒng)單旋翼直升機(jī)需要尾槳抵消反扭矩，而共軸雙旋翼設(shè)計則通過兩副反向旋轉(zhuǎn)的主旋翼來實(shí)現(xiàn)自身平衡。

實(shí)驗(yàn)臺通過封閉差動人字齒輪傳動系統(tǒng)精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)了這一核心結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)采用人字齒輪分路設(shè)計，運(yùn)用精密加工的齒輪副構(gòu)建封閉差動輪系，實(shí)現(xiàn)單輸入雙輸出功能，準(zhǔn)確模擬上下兩副旋翼的反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

針對齒輪箱這一核心部件，實(shí)驗(yàn)臺具備強(qiáng)大的故障模擬能力。通過更換預(yù)設(shè)缺陷的齒輪，可精確模擬斷齒、缺齒、磨損、點(diǎn)蝕、裂痕等常見故障類型。

02 一體化平臺集成多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)

實(shí)驗(yàn)臺集成了的驅(qū)動系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)、加載與控制系統(tǒng)，以及全面的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

驅(qū)動系統(tǒng)采用高效節(jié)能的ABB三相交流電動機(jī)，配合矢量變頻器實(shí)現(xiàn)0-5900轉(zhuǎn)/分鐘的無級調(diào)速，精準(zhǔn)模擬直升機(jī)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速變化。

實(shí)驗(yàn)臺還配備了可編程磁粉制動器作為負(fù)載模擬裝置，能夠施加高達(dá)200N·m的轉(zhuǎn)矩負(fù)載。通過PLC智能控制系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)臺可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩、變轉(zhuǎn)矩、脈沖轉(zhuǎn)矩等多種加載模式。

在傳感與數(shù)據(jù)采集方面，實(shí)驗(yàn)臺配備了振動加速度傳感器、電渦流位移傳感器和應(yīng)變片等多種傳感設(shè)備，可全面監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

03 為航空航天人才培養(yǎng)與科研創(chuàng)新賦能

這一實(shí)驗(yàn)平臺將主要用于機(jī)械故障診斷、轉(zhuǎn)子動力學(xué)、狀態(tài)監(jiān)測等課程的教學(xué)實(shí)踐與科研創(chuàng)新。

學(xué)生可通過實(shí)際操作，觀察不同故障條件下的振動特征，學(xué)習(xí)信號分析與故障診斷技術(shù)。平臺支持學(xué)生進(jìn)行從故障植入、信號采集到數(shù)據(jù)分析的全流程實(shí)踐。

實(shí)驗(yàn)臺配備的行星齒輪箱和平行軸齒輪箱均采用模塊化設(shè)計，齒輪箱在輸入軸、中間軸和輸出軸上裝配有不同齒數(shù)的齒輪，可快速更換故障齒輪。

04 校企合作推動產(chǎn)學(xué)研深度融合

瓦倫尼安教學(xué)設(shè)備有限公司與北航的合作，是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的又一成果。此前，該公司的PT580水泵故障仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺已成功交付西安理工大學(xué)，PT500mini轉(zhuǎn)子故障振動仿真實(shí)驗(yàn)平臺也已助力中核研究院科研發(fā)展。

北航杭州校區(qū)作為學(xué)校在長三角地區(qū)的重要布局，聚焦航空航天、人工智能等前沿領(lǐng)域。此次實(shí)驗(yàn)臺的入駐，將助力其在高性能裝備可靠性運(yùn)維領(lǐng)域的研究發(fā)展。

隨著實(shí)驗(yàn)臺在北航杭州校區(qū)投入使用，航空航天領(lǐng)域的專家學(xué)者將能夠更深入地探究共軸雙旋翼傳動系統(tǒng)的故障機(jī)理。這將為我國裝備可靠性運(yùn)維領(lǐng)域培養(yǎng)更多專業(yè)人才，為復(fù)雜裝備的故障預(yù)測與健康管理研究提供重要支撐。