朱逸天，赵徐成，王旭昆，凌 军

（1．空军勤务学院，江苏 徐州 221000；2.沈空装备部航材处，辽宁 沈阳 110000）

电源车动力传输系统是将电源车发动机输出动力传递给发电机实现电源车发电功能的动力衔接与传递系统。世界各主要军事强国、航空大国都针对本国飞机用电需求与航空地面电源保障模式，因地制宜的开发了种类繁多的航空地面电源装备，其动力供给模式及动力传输技术也都有各自的特点。由于以往飞机用电需求、环境适应性需求、作战保障性需求预估较为保守等多方面原因，各国对电源车动力传输系统的研究也一直处于边缘的地位，本文主要对美军、俄军与我军的研究现状做对比分析研究，以期从中得出未来航空电源车动力及其传输模式的发展方向。

1 外军研究现状

1.1 美军研究现状

美国国内并没有高海拔空军基地，近年来的海外军事行动也没有将野战基地建立在高海拔地区的需求，因此目前美军并没有针对高原环境对航空地面电源装备进行系统的研究。美军航空地面电源保障采用定点保障模式[1]，对装备机动性没有特殊要求，其多代GPU地面电源都没有对装备的机动性进行专门设计；电源车大都是没有机动行驶功能的拖车；少量针对特殊作战需求而生产的自行式电源车数量少、功率低、保障功能简单。由阿姆斯特朗后勤研究实验室（AL/HRG）最新推出的MASS系统为目前美军应用较多的地面保障装备。

MASS模块化保障装备的布局体现了动力集成设计思想。多种功能模块的保障功能都是在一台柴油发电机通用电能动力模块（如图1所示）的动力支持下，采用动力分时使用的模式实现的。各功能模块与动力模块之间以电能的方式进行动力传输，其电源保障功能亦是由该模块与航空电力转换模块（如图2所示）联合实现。

图1 MASS系统发电机组通用电能动力模块图

图2 MASS系统航空电力转换模块图

MASS系统的设计主要有以下几个优点：

（1）MASS系统的动力集成设计将多种传统航空地面保障功能模块动力源集成为一体，大大提高了保障装备的可靠性与可维修性[2]；

（2）独立电力转换模块的设计使装备对未来新型战机用电新要求具有较高性能升级与延展的可塑性；

（3）基于动力集成的装备模块化设计大幅降低了保障装备体积与重量，方便运输，提高了装备展开性与灵活性[3]。

MASS系统针对不同军种及其飞机机型研制了不同功能的模块组合拖车作为载体，而拖车自身并不带动力，因此这种设计有以下两个缺陷：

一是，提高装备投送与展开能力的同时，牺牲了装备的越野机动能力；

二是，该系统以交流电进行动力传输，使交流供电品质受污染较重，供电品质提升受动力源限制较大。

1.2 俄军研究现状

俄罗斯飞行保障模式与我军相近。在长期的战备竞争与局部战争背景下，其电源车历来强调高机动性与高战场防护能力以应对突发的机动伴随与转场保障需求[4]。我军在引入俄制三代战机的前期，配套订购了其地面电源保障车辆。主要有АПА-5Ⅱ综合型电源车与АПА-35-2М直流型电源车。

АПА-5Ⅱ型电源车采用了动力集成的设计。该装备以底盘发动机作为发电机动力源；采用直轴齿轮传动作为动力传输方式；在动力输出轴上刚性串联交流与直流两台独立发电机以实现交、直流双流发电。

该装备动力传输系统依靠刚性硬接触构件进行传动，具有较高的传动准确性与传动效率，但是大载荷下的刚性动力传输系统承受了极高的应力作用。该装备的动力传输系统在实际使用过程中暴露出了以下缺陷：

（1）采用配合精度要求高的直轴齿轮传动方式，容错能力较低，曾出现断轴事故；

（2）齿轮润滑油工作温度超过80℃，对润滑油寿命影响较大，易造成齿轮磨损、失效；

（3）动力传输系统重量大，整车重量达到了11吨，在一定程度上影响了装备的机动越野性。

2 我军研究现状

目前我军尚无对电源车动力传输系统进行系统的专门性研究的先例，航空地面电源装备的升级换代也主要针对飞机用电需求对电气系统相关技术进行研究。一般情况下，柴油机带动发电机进行发电的工况，较多采用轴传动、皮带传动、齿轮传动等常规传动技术，简单可靠地实现柴油机与发电机的动力衔接。

我军现役电源车，都是采用独立柴油机带动发电机发电，传动空间及工作环境对动力传输没有特殊要求，加上计算机信息技术在四站装备设计研制过程中，特别是有成熟标准可以依据的机械设计中应用较少，我军对电源车动力传输系统的研究与设计并没有形成系统的技术思路。

在我军航空电源车发展的历史上已有动力集成设计的先例，如上世纪60-70年代研制的某型电源车。受早期国家工业技术不发达等条件的限制，装备制造技术水平难以支撑动力集成设计技术方案，导致早期我军采用动力集成框架结构的电源车可靠性与保障性能都较低。因此该型电源车并未批量生产，主要是由于其采用的底盘功率过低，动力源品质不高，不能兼顾行车与发电，供电品质存在严重问题。随着我军新型战机的陆续装备部队，这种电源车难以适应日益提高的保障需求，因此现役电源车主要改用独立柴油机带动发电机发电的非动力集成模式。

目前我军电源车动力及其传输系统的设计，主要存在以下几个方面的问题：

（1）动力分散导致装备底盘过载、可靠性低、可维修性差；

（2）采用刚性连接传动方式噪音大、容错能力弱、可靠性低；

（3）采用普通柔性皮带传动方式滑移率高、易打滑，影响交流电频率稳定性[5]；

（4）没有针对高原环境特点进行系统研究与设计，难以适应高原保障需求。

3 外军研究对我军的启示

通过对美军、俄军以及我军现役主力航空电源车动力传输系统技术特点的对比分析，可以看出：

（1）美军MASS系统依据其保障模式需求，在追求装备可靠性与可维修性、性能升级与延展的可塑性、装备展开性与灵活性、提高装备投送与展开能力的同时，牺牲了装备的越野机动能力并限制了供电品质的提升。与我军保障模式的兼容性低，更不能解决我军航空地面电源高原保障暴露出的机动越野性差的问题。

（2）俄军АПА-5Д型电源车动力集成发电的框架设计对我军高原电源车的设计具有较高的参考价值，该型装备应用动力集成发电的设计思路降低了装备重量，提高了装备机动性的同时，对装备可靠性、可维修性与经费可承受性都具有积极的意义。

（3）从美军与俄军航空地面电源装备的性能表现与军事效能来看，集成化的动力设计将是未来航空地面电源保障装备动力系统发展的趋势。尤其是针对我军高原环境下的航空地面电源保障需求，进行基于动力集成的动力传输问题研究，拓展动力布局模式新思路、开发新的动力传输系统将具有重大的军事效益。

4 结束语

动力集成技术以其高可靠性、高经济性、低维护量、低成本等诸多优点在现代动力设计中得到了广泛的应用，结合我军飞行保障对航空地面电源保障装备的需求在电源车的动力框架设计中应用该技术前景广阔。通过本文对各主要航空大国航空电源车动力布置模式及其传输系统技术特点的对比研究，可以得出动力集成模式是未来航空电源车动力及其传输系统的发展趋势的结论。

[1]廖汝耕，王红星.21世纪美国空军后勤研究[M].北京：解放军出版社，2006：137-138.

[2]李忠光，吴秀鹏，顾雪峰，等.美军装备保障力量模块化研究及启示[J].军事交通学院学报，2011，13（8）：84-87.

[3]于魁龙，李 军，张 宇，等.基于模糊聚类的保障装备模块化设计[J].装甲兵工程学院学报，2015，29（1）：18-24.

[4]李 畅，李 霖，张保忠.中俄联合演习俄军装备保障特点及启示[J].装备指挥技术学院学报，2012，23（1）：53-56.

[5]吴建宁.皮带传动式柴油发电机组发电频率不稳的原因分析[J].漳州技术学院学报，2009，（1）：8-11.