詳細剖析直升機環(huán)控系統(tǒng)中的新型全封閉壓縮機

隨著實際需求的變化及技術(shù)進步，直升機環(huán)控系統(tǒng)中制冷壓縮機將以一體化、輕量化、全封閉式設(shè)計，取代電動機通過皮帶傳動帶動制冷壓縮機及半封閉壓縮機技術(shù)的應(yīng)用。

為保證空勤人員正常生理需求以及艙內(nèi)電子設(shè)備的正常工作，直升機需要配置制冷循環(huán)系統(tǒng)。特別是現(xiàn)代軍民用直升機上安裝了大量電子設(shè)備，通常會產(chǎn)生巨大的熱量，同時，人員對直升機座艙乘坐舒適性的期望也越來越高。因此現(xiàn)代高性能直升機對制冷循環(huán)系統(tǒng)的要求越來越高。

蒸發(fā)循環(huán)制冷（熱泵）方式以其高性能系數(shù)、小代償損失、無發(fā)動機引起等優(yōu)點，已在直升機環(huán)控系統(tǒng)中大量應(yīng)用。目前國外直升機蒸發(fā)循環(huán)制冷產(chǎn)品主要由美國RSG公司研制生產(chǎn)，其心臟部件—壓縮機，是以中頻交流電動機通過皮帶傳動帶動制冷壓縮機實施制冷，其占用空間尺寸大、重量重，同時存在皮帶壽命短需要經(jīng)常更換，安裝及維護復(fù)雜，電動機需增加額外的散熱系統(tǒng)等缺陷。

為此，在中國直升機設(shè)計研究所的指導(dǎo)下，陜西長嶺特種設(shè)備有限公司與西安交通大學(xué)歷時5年時間，合作開發(fā)了系列具有啟動卸載功能的中頻全封閉壓縮機，制冷量涵蓋4000W、5000W、7500W（供電電源三相交流115V/400Hz），獲得了國家發(fā)明專利（專利號：ZL2014 1 0198899.2），國際PCT已受理，其中QWX-75（制冷量7500W）壓縮機2017年8月取得了中國民航局PMA認證，計劃取得美國聯(lián)邦航空局(FAA)認證，并向國際市場銷售。

該中頻全封閉壓縮機具有啟動卸載功能，解決了傳統(tǒng)交流壓縮機啟動時瞬間電流沖擊的問題，實現(xiàn)了無載降壓啟動，啟動完成后壓縮機工作部件的加載，因此壓縮機電機的啟動電壓最大可降至45V，瞬時啟動電流便得到了有效的控制，避免了傳統(tǒng)交流壓縮機瞬間啟動電流達到工作電流5～7倍的電流沖擊。

傳統(tǒng)的半封閉式壓縮機的殼體均是通過螺栓連接，橡膠密封圈密封，而作為承壓容器的壓縮機，隨著密封圈的老化，必然會帶來壓縮機的自身泄漏問題。全封閉壓縮機繼承了家用空調(diào)壓縮機的優(yōu)點，將電機與制冷劑壓縮機構(gòu)共軸連接為一個整體，安裝在焊接密封的機殼內(nèi)，無需橡膠密封圈，結(jié)構(gòu)更為緊湊，全壽命期內(nèi)無泄漏，密封性更好，也無異物進入的可能。如果出現(xiàn)故障，在外場維修時只需將壓縮機整體拆下更換，非常便于維護。

另外，壓縮機的電動機密封在鋁制殼體內(nèi)，具有良好的電磁兼容性能，同時電機通過制冷劑進行冷卻，保持有良好的工作溫度，電機性能達到最優(yōu)的同時擁有更長的使用壽命，現(xiàn)已通過4500h的壽命試驗考核。

目前，該壓縮機已小批量應(yīng)用于國內(nèi)直8、AC313等直升機環(huán)控系統(tǒng)中。陜西長嶺特種設(shè)備有限公司與西安交通大學(xué)正在共同研發(fā)無級調(diào)速變頻機載全封閉壓縮機，轉(zhuǎn)速為0～12000r/min可調(diào)，將為直升機環(huán)控系統(tǒng)的再次提升積聚力量。