超高速滑环引电器-航空发动机测试技术被攻克

在航空发动机测试领域，长期被美国垄断的高速滑环引电器技术被九江汉唐光电传输技术有限公司（以下简称九江汉唐）团队通过八年时间攻克了，该团队通过外置油冷却循环系统方式，实现了72000rpm高速旋转状态下信号可靠传输，目前九江汉唐利用自身实验室优势，还研发了60环道15000rpm免冷却高速滑环引电器已投入市场使用，进一步彰显了九江汉唐在坚持技术研发和成果转换方面突出实力。
            
高速滑环引电器作为国内航空航天发动机和燃气轮机研发转子试验需要的关键技术，由于涉及高速旋转机械、电接触材料、电噪声、摩擦与磨损、热交换及热平衡等相关学科，且受技术难度大、市场需求量小等因素影响，在市场经济的引导下，没有更多的企业愿意投入更多人力物力进行深入技术研究，导致国内高速滑环技术仍停留在国外五、六十年代水平。在党和国家号召全国力量解决卡脖子技术，鼓励科技人员把个人事业与国家需求结合起来大背景下，自2013年九江汉唐光电团队凭借20多年的滑环技术研发基础，自筹资金开始投入研究高速滑环引电器技术，目标解决我国60000rpm高速滑环引电器技术被卡脖子问题，通过自建电化学精细增材实验室、90000rpm高速滑环引电器旋转实验室、摩擦副配比实验室，开展了小尺寸高速运动的电接触摩擦表面几何特性规律、高速联轴技术及电接触摩擦发热等技术研究，通过系统性基础研究，摸索到最佳接触表面粗糙度几何量化精度，并掌握不同转速下摩擦产生的高频噪声产生的规律和抑制方法；分析了高速旋转下振动传导和毫米级轴向窜动对滑环传输性能影响，掌握了高速运动下隔离振动和释放轴向窜动的解决方法；找到了高转速影响滑环引电器工作触点部位温升要素。通过大量实验，掌握了滑环引电器温度平衡快速热交换技术和方法；通过导电滑环细长轴体精密集成和精密加工工艺研究，超过2000次金属和非金属多层混合成型技术工艺验证，掌握了油冷循环超高速滑环的核心技术和制备方法，形成了自主可控的发明专利技术。
 
九江汉唐光电研究团队通过不断研发和试验，一步步突破高速滑环制造技术和试验瓶颈，在2015年掌握18000rpm、2017掌握30000rpm设计技术和方法、2019年完成45000rpm高速引电器测试、2021年4月完成60000rpm测试并交付使用，12月完成72000rpm性能测试试验，预计在2022年完成90000rpm高速滑环引电器内部性能试验。目前已将高速滑环引电器所有的部件全部实现国产化，并形成36环、50环、72环、100环、150环、200环标准0-60000rpm高速滑环引电器产品，彻底打破国外在航空发动机和燃气轮机测试中高速滑环引电器的独家垄断状态。
 
目前高速滑环引电器采用外置冷却循环装置，通过冷却介质带走滑环由于高速摩擦产生的热量，2015年汉唐光电研究团队通过实验发现，可利用电接触摩擦材料自润滑和热传递特性，只要将摩擦热量控制在一定的范围内，就能够实现滑环无需外接冷却达到滑环的工作温度平衡目的，九江汉唐光电研究团队利用该发现在2017年研发首款18环免冷却高速滑环引电器（转速10000rpm），2019年研发28环免冷却滑环引电器转速15000rpm，2021年12月通过了15000rpm免冷却高速滑环引电器第二次全寿命2亿次的测试，
 
九江汉唐光电自主研发免冷却产品以免冷却、小尺寸、多通道、高转速、长寿命等综合性能获得两机行业用户的首选及替换原来遥测系统，进一步拓展了高速滑环引电器应用空间，免冷却高速滑环技术也是下一代高速滑环引电器发展方向。