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夯基筑能|TRIZ理论在大扭矩舱门驱动装置设计中的应用实践

来源: 发布时间:2025年11月18日

  舱门驱动装置驱动APU排气舱门打开是启动航空发动机的第一步,其工作原理可以概括为“令行禁止”,但一旦舱门驱动装置出现故障,航空发动机启动就会被迫中止,可能产生飞机停飞等一连串问题。航空机电公司青年攻坚团队开展设计创新,运用TRIZ理论方法工具,专项攻关、解决难题,成功实现了大扭矩舱门驱动装置轻量化设计路线可行性验证的突破。

  萃智把脉:洞悉问题症结

  为实现目标,提升舱门驱动装置的工作稳定性及系统可靠性,团队打破固有思维定式,将具体问题转化为TRIZ标准问题模型进行推导。团队利用九屏幕法开展了资源分析,挖掘潜在资源,明确了超系统、系统以及子系统的各项功能及可调配资源。为使问题更为具象,团队针对系统内部各组件间关系开展作用分析和功能分析,有效识别出部分子系统在运作协调、运行效率等方面的缺陷。团队在利用故障树分析和因果链分析方法进行深层次分析后,将根本矛盾锁定在“蜗轮蜗杆传动系统自锁性好但传动效率低”和“大扭矩输出条件下工作电流和冲击电流对控制电路影响大,电子元器件可靠性低”上。

  工具解题:提出创新方案

  面对两个矛盾,团队利用TRIZ理论,精准施策、逐一破解。针对蜗轮蜗杆传动系统自锁性好但传动效率低这一问题,团队应用技术系统动态性进化法则和机械系统替代原理,舍弃了低效率的蜗轮蜗杆副传动,设计出效率更高且具有代偿自锁功能的双向超越离合器,实现直齿传动路线设计,在保证舱门驱动装置可靠性的同时提高了传动效率。针对大扭矩输出条件下工作电流和冲击电流对控制电路影响大,电子元器件可靠性低的问题,团队利用分割原理和参数变化原理对滤波电路进行优化设计,通过将冲击电流抑制电路与栅极电压泄放电路结合,设计出一种适配大扭矩舱门驱动装置的滤波电路,提高电气系统的可靠性。

  方案落地:实现工程应用

  在完成大扭矩舱门驱动装置的创新设计后,团队快速将设计方案转入了工程应用阶段,经试验验证,新型舱门驱动装置在极端测试中展现卓越性能,大扭矩舱门驱动装置传动效率提升了55%,重量降低40%,电流较蜗轮蜗杆副降低50%,避免了大电流对飞机供电系统的冲击。积极运用TRIZ理论方法工具,团队成功实现了大扭矩舱门驱动装置轻量化设计路线可行性的验证,为舱门驱动装置的技术研究拓展了新方向。