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飞机轮胎压力监测技术

技术简介

       飞机轮胎压力检测技术在某工程上已成功应用,将该技术推广应用,拟推向民机和无人机应用领域。本项目最大的技术难点为苛刻约束条件与恶劣工作环境的限制。因此,首先进行系统结构设计与集成安装方法研究,解决苛刻约束与恶劣工作环境条件下系统的总体结构设计与集成安装方法问题,其中总体结构包括系统的机械结构与电气结构,确定系统关键技术问题所采用的基本技术方案。

       胎压监测系统中机轮内旋转组件位于机轮上随机轮一起高速旋转,工作环境恶劣,需要承受高低温、水气腐蚀、盐雾腐蚀、砂尘、强振动、大离心力等苛刻条件,本系统拟采用超小型旋转变压器耦合技术以及基于该型松耦合变压器的谐振耦合无线能量传输技术,同样,系统中旋转组件与静止组件的通信也是一个技术难题,也可采用超小型旋转变压器松耦合无线信号传输技术。该技术已在某型号上使用,有一定的应用基础,需根据应用目标进行优化设计,满足目标型号的安装及性能指标要求。

       压力传感器安装于主机轮轮毂上,随机轮高速旋转,且承受高温因此需进行耐高温小型压力传感器研制,拟采用蓝宝石衬底,微波焊接等技术实现耐高温技术,采用钛合金材料全焊接结构、可大大缩小产品尺寸,实现小型化。

       旋转变压器松耦合高可靠无线信号传输技术又包含无线通信方法、调制解调方法和体积超小型旋转变压器设计计算测试方法等关键技术,旋转变压器松耦合谐振无线供电技术又包含体积超小型旋转变压器设计计算测试方法和松耦合谐振高效无线能量传输等关键技术。

       拟采用体积空间更小的PCB型变压器或压片薄板型变压器。通过ANSYS有限元分析,研究不同条件下的系统电磁场耦合情况,优化设计供电旋转变压器参数,并通过与Simplorer软件进行联合仿真,验证用于无线供电的超小型旋转变压器性能。完成原理样件,进行试验测试验证,然后再根据结果进行完善设计。


技术指标

(1)在安装空间、工作环境等苛刻约束条件下,满足以下系统功能与性能指标要求,并且安装便利;
(2)环境温度:-55℃~125℃;
(3)压力检测范围:0~2.5MPa;
(4)压力综合精度:优于2%;
(5)无线通讯误码率:<0.1%;
(6)无线能量传输功率:>1W;
(7)工作模式:可持续工作或采用休眠、唤醒工作模式;


技术特点

       飞机轮胎压力测试系统的技术指标主要包含系统结构与安装集成方法,压力传感器技术指标,无线通讯模块技术指标与通讯协议,无线能量传输技术指标,无线能量传输与通讯的协调配合。系统工作环境温度最低为-55℃,最高为压力传感器175℃,测量压力范围0~2.5MPa,测试精度优于2%,形成稳定的无线能量传输技术和通讯协议。

       相对于A320飞机的轮胎压力测试系统,该系统采用数字式信号传输,可大大提高抗干扰能力。


技术水平

       国际先进


应用领域和范围

       民用支线飞机、无人机等。


专利状态

       已取得专利4项


技术状态

       小批量生产、工程应用阶段


合作方式

       合作开发、技术服务


投入需求

       500万元


转化周期

       2年


预期效益

       飞机轮胎压力监测技术在某工程上的应用,填补了我国在飞机轮胎压力检测技术领域的空白,为提升我国航空工业技术水平做出了积极贡献。该项技术经过小型化和优化设计后,可在民用飞机和无人机上使用,可实时检测轮胎压力,对于飞机而言,是性能上的进一步提升,是满足用户需求的进一步扩大,也是提升飞机飞行安全的一项重要保证手段。随着该项技术在民用领域的推广,形成批量装备后,可为航空企业形成一定的销售收入;该项技术的推广,可减轻对飞机轮胎的日常维护工作量,可大大提升飞机的着陆安全性和维护性。