姬广勋 杨云鹏 范锐

摘 要：传动齿轮箱是飞机动力系统中重要的传动部件之一，传动齿轮箱使用性能和工作的可靠性，直接决定了动力系统甚至整机的性能和工作可靠性，对整机的工作具有极大的影响。本文从传动齿轮箱功能需求角度出发，论述了传动齿轮箱独立润滑系统设计思路，并进一步阐述飞机附件机匣高温条件下润滑设计。

关键词：机匣;高温;润滑

第一章 传动齿轮箱润滑系统分类

传动齿轮箱滑油系统分为独立滑油系统和共用滑油系统两大类型，目前国外先进战机的附件传动机匣都采用独立的滑油系统，也就是传动齿轮箱的滑油系统和发动机滑油系统各自独立工作，两者之间没有关联，传动齿轮箱采用独立滑油系统方便飞机和发动机的装配和维护，反映目前技术发展的趋势

例如，国外战机中，俄制战机SU27系列、MIG29系列传动齿轮箱均为共用滑油的普通润滑系统，而最新的T50传动齿轮箱为独立润滑系统;美制最新型的F18和F22等少数传动齿轮箱采取高温润滑系统技术，其他型号战机研制时间较早，均为共用滑油的普通润滑系统。

从上述情况看，国外对传动齿轮箱高温润滑系统研究和采用早于国内，已经具备了实用性的技术，而国内相关研究刚刚起步。

第二章 传动齿轮箱独立润滑系统的用途

提高主发动机维护性的需要，传动齿轮箱可以采用和发动机共用滑油系统，也可以采用独立润滑系统。共用滑油系统由发动机上的供油泵供油，使用统一的回油泵实现发动机和飞机附件机匣的回油，共用滑油系统结构相对简单。但是近年来战机技术的发展，一个显著的标志就是传动齿轮箱动力组件功能的完善，这个技术进步的前提是集成式辅助动力系统技术的成熟，辅助动力系统已经成为现代军民用飞机不可缺少的关键设备，辅助动力系统技术发展站和传动齿轮箱动力组件功能的完善也产生了巨大的经济效益，主要体现在以下几个方面：

提高了先进战斗机的自足能力（指飞机不依赖地面支持设备完成地面维护、主发动机起动以及在较长时间内提供辅助功率的能力）;

在地面主发动机不工作时就可向飞机电、空调等系统提供能源，完成飞机地面维护检测等任务，因此延长了主发动机的使用寿命和降低了飞机的全寿命维护费用;

现代先进作战飞机普遍采用了电传操纵和主动控制技术，要求在所有飞行条件下不间断地向飞行控制系统提供电能和液压能，特别是在空中当/或主液压系统或主电源系统失效，甚至主发动机失效后几秒内能立即提供应急的液压动力和（或）应急电力。

第三章 独立滑油系统设计

结构设计思路

3.1  循环方式

传动齿轮箱独立的滑油系统可以采取采用反向循环设计。

3.2  供油系统设计

传动齿轮箱独立滑油系统的供油系统采用滑油增压泵压力供油，设置滑油调压活门，调整滑油压力，维持系统正常稳定的滑油压力;根据反向循环系统的要求，在滑油供油路上设置燃滑油散热器，实现滑油的冷却;设置滑油滤，完成滑油过滤，保证传动齿轮箱对滑油的清洁度要求。供油系统附件包括滑油箱、滑油增压泵、调压活门、燃滑油散热器、滑油滤等部件。供油系统的流路是滑油箱→增压泵→散热器→滑油滤→传动齿轮箱各喷嘴。

3.3  回油系统设计

传动齿轮箱需要设置回油泵以完成机匣回油。回油泵与供油泵一起集成设计为滑油供、回油泵组。在回油泵的入口设置滑油滤网，保证滑油泵的安全工作。在传动齿轮箱上回油管路附近设置放油磁塞，方便放油和取样。在回油系统回油路上（滑油箱内）设置滑油的金属屑末信号器。传动齿轮箱回油系统相对简单，不需要设置动压式的油气分离器。

3.4  传动齿轮箱通风系统

传动齿轮箱独立滑油系统补气系统包含压缩空气瓶、单向活门、腔压传感器等，工作原理为：在传动齿轮箱腔压低于某个规定数值时，压缩空气瓶通过单向活门自动向传动齿轮箱中补气，维持滑油泵的最低工作压力。

但是对比发动机的通风系统，传动齿轮箱通风系统则存在显著的不同，由于发动机筚齿密封引气的要求，导致发动机通风系统获得源源不断的引气，而传动齿轮箱独立滑油系统通风系统无法获得引气补充，这将导致如果机匣在高空存在气体泄露情况下，最终的气压将不能维持滑油泵的最低工作压力，滑油泵将最终不能稳定工作，因此针对传动齿轮箱独立滑油系统需设计专门的补气系统。

3.5  滑油的选择

传动齿轮箱更倾向于优先选用和发动机使用的滑油一致的牌号以降低 维护成本。

第四章 传动齿轮箱滑油系统针对高温工作条件下设计

4.1  耐高温类型传动齿轮箱滑油系统的意义

21世纪未来战争将突破传统的作战领域，作战空域将延伸到邻近空间空域，适应临近空间飞行作战的高速武器装备，如高速侦察机、高速轰炸机、空天飞机、高速巡航导弹是未来的主要装备，高速武器装备航程远、速度快、结构简单、性能卓越，威力强大，难以防御。

由于高速飛行器动力附件传动系统工作的特殊性，配装高速飞行器动力附件传动系统的附件传动系统使用状态和使用环境和普通的涡轮喷气发动机相比已经发生了重大的变化，例如，高速飞行带来的气动高温，对传动齿轮箱的性能都存在较大的影响，因此，在传动齿轮箱滑油系统考虑耐高温性能具有现实的意义。

4.2  耐高温技术要求

考虑高马赫速飞行的影响，高速飞行器附件传动系统使用状态和使用环境和目前在役飞机相比已经发生了很大的变化，主要体现在环境温度提高，由于气动加热，高速飞行器的飞机附件传动系统的环境温度可以达到320℃，远远高于目前在役飞机附件机匣环境温度179℃，对机匣壳体材料、齿轮材料都提出新的要求，发动机高速度大过载，加速度大对齿轮润滑存在影响，需要对适应干运转、润滑不良条件的齿轮热处理或加工技术进行研究，同时动力附件传动系统的滑油工作温度可达250℃温度，远高于现役飞机的200℃，对滑油系统的耐高温性能提出新的要求。

第五章 结论

本文从传动齿轮箱功能需求角度出发，论述了传动齿轮箱独立润滑系统设计思路，并进一步阐述飞机附件机匣高温条件下润滑设计，形成了传动齿轮箱独立滑油系统设计思路，对实际的设计工作具有指导的作用。

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