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电涡流技术领域的军民融合发展与探索

浏览次数: 日期:2018年6月1日 08:23

【摘要】电涡流技术的集成应用极为广泛。中国航发湖南动力机械研究所(以下简称研究所)在国内率先开展电涡流技术的应用研究,经过四十多年的发展,在满足军品科研急需的同时,以民用市场为牵引,开展军转民的技术成果转化应用,创新研发了多型民用高端装备急需的电涡流传感器产品,取得了较好的经济效益和社会效益。

 

1. 研究所电涡流传感器技术发展历程

1.1 率先涉足,艰难起步

研究所电涡流技术研究始于20世纪70年代,是国内最早从事电涡流技术研究的单位。

1977年,ZZF-5310型电涡流式位移振幅测量仪通过鉴定,技术指标达到了国外同类仪器的水平,填补了我国非接触式仪器仪表领域的一项空白。1978年3月,该测量仪获得全国科技大会奖,并在全国科研成果展示会上展出。

研究所在电涡流技术领域的研究和发展,不仅解决了航空发动机转速、振动等多项测试手段的短板,也为其他工业部门提供了非接触测试的解决方案,取得了良好的社会效益。获得部级鉴定并获得省部级奖励的成果包括:微小型电涡流传感器系列、DZ-8305数字位移振幅测控仪、DZ-8208轴承打滑度测量仪、DZ-8301快速精密周期电压转换器。作为起草人,研究所还参与了国家首份电涡流行业标准(JJG644-90)的制定。

1.2 保军转民,反哺军品

从1984年起,面对经济、科技体制改革的大潮和挑战,研究所坚持“航空为本、军民结合、以民养军”的指导思想,面向国民经济建设主战场,加速军工技术向民用领域的转移。1985年,研究所发展了轻型地面燃气轮机、铁路车辆轮对轴承自动检测系统、电涡流仪器仪表系列产品等民品。

为适应市场开拓和经营的需要,研究所于1986年成立“中国航空工业总公司第608研究所天瑞仪表电器厂”;1992年更名为“珠海高新区天瑞仪表电器有限公司”;1999年更名为“湖南航空天瑞仪表电器有限责任公司”,即后来的株洲六零八所科技有限公司仪器仪表项目部。

作为国产电涡流传感器系列产品的主要生产厂商,公司是航空工业领域率先起步创办的军转民科技型企业之一,注册了“航空天瑞”、“中航天瑞”商标,相继开发了TR81系列电涡流位移传感器、TRIN系列一体化电涡流位移传感器、CA-GT系列振动加速度传感器、TR系列振动速度传感器;TR系列振动变送器、WB系列振动轴位移监控模块、校准器、旋转机械在线监测系统等系列电涡流传感器产品及其集成系统。电涡流技术的军转民用开发,产生了良好的经济效益,形成了民品反哺军品的良好态势。

1.3 瞄准高端,融合发展

凭借多年市场打拼积累的技术研发和市场经营经验,依托研究所先进的军工技术、人才、科研设施优势,公司瞄准航空发动机主业和其他高端装备领域,联合优势高校进行持续的应用研究和产品开发。

在军用传感器开发方面,2008年,公司瞄准某型航空发动机研制所需,研制成功某高温高压电涡流传感器产品,保障了发动机研制的顺利进行。2011年,公司依托研究所技术优势,针对传动轴材料、结构的特点,采用多点测试,开发出了传动轴动平衡电涡流检测系统,保障了某型军用传动轴的动平衡测试和生产。2012年,公司依据自身技术优势,联合海军工程大学进行项目合作,开发了满足海军要求的某高性能数字信息化电涡流传感器。2015年,公司以航空发动机电涡流转速测量技术为基础,研制成功了一种适用于高海拔地区地面燃气轮机使用的超温超转保护器产品,获得了国家发明专利。通过持续的技术攻关,公司产品技术水平不断提升,技术队伍不断壮大,军转民用发展动能更加充沛。

在民用传感器开发方面,从2006年起,公司开始关注中低速磁浮列车交通领域的传感器产品需求。中低速磁悬浮交通工程的关键核心技术是悬浮控制系统,而悬浮间隙传感器是控制系统三大部件之一,用于为悬浮控制系统提供可靠、实时的间隙信息并高速动态的响应运行中的悬浮间隙动态变化,保证列车稳定悬浮在轨道上。该传感器是保证磁悬浮列车车体能正常悬浮及稳定运行的基础,是中低速磁悬浮列车上最关键的传感器。

2010年,公司与国防科大、北控磁浮联合,参与北控集团的“十一五”国家科技支撑计划“中低速磁浮交通技术及工程化应用”项目,通过了建设部组织的国家验收,具备了工程应用的条件。2011年,北京S1线的样车通过北控唐山试车基地试验确认,经试验、检测和第三方评估,系统各项性能满足安全性和实用性要求。2017年12月,北京S1磁浮线正式开通运营,截止目前,应用该传感器的实用型中低速磁浮列车全线运行稳定。

同时,公司为西南交大磁浮所研制了模拟型悬浮间隙传感器,于2012年装中车集团株洲电力机车有限公司制造的磁浮列车上,实现了中车历史上首次磁浮列车悬浮试运行,磁浮列车悬浮、前进、停车、后退一次试运行成功,此后在株洲磁浮试验基地进行两年多的调试和试车运行,传感器表现良好。首批两列车的模拟型悬浮间隙传感器于2015年装在长沙磁浮快线的磁浮列车上完成调试、试车。目前,数百只改型传感器正每天保障长沙磁浮快线的正常运营。我单位作为核心参与单位之一完成的中低速磁浮列车悬浮控制技术及应用项目获得2016年度湖南省科学技术进步奖一等奖。

2. 对于军工科研院所军转民用技术发展的体会

2.1 军工核心技术是实现军民融合发展的根基

研究所是国内唯一从事中小型航空发动机、直升机传动系统、飞机辅助动力装置(APU)研发、地面燃气轮机等产品开发及其相关技术服务的军工科研院所,为满足中小型航空发动机小尺寸、小流量、高转速下的特殊测试需求,研究所开展了长期的测试技术研究和探索,研制了一系列高精确度、高强度、高环境适应性的特种测试用传感器设备。研究所在技术、人才、设备上的优势,对巩固和促进电涡流技术长期稳定的研发至关重要。

2.2 “被动转”不如“主动融”

客观分析研究所电涡流技术的军民融合发展历程可以发现,早期开展电涡流技术研究和产品研发是被动选择,如果当初把民品开发当作权宜之计,搞“小打小闹”,势必被市场大势所淘汰。随着军民深度融合下的军品定价机制改革、军工科研院所改制等一系列重大变革,将倒逼研究所进一步调整资源配置,推动优势军工技术向民用转化,加大对科技成果转化的投入,加强民品领域的技术开发和市场开拓,真正以市场机制促进主动融合,不断在军转民领域迸发新的亮点,才能使研究所始终立于不败之地。

2.3 闭门造车不如合作共赢

民品的开发和民品市场的开拓不仅应充分考虑研究所自身在技术、资源等方面存在的比较优势,按照工艺相似、技术相近的原则开发民品,而且要将研究所的技术优势、企业的现代化生产及渠道优势有机结合,找准科技与市场的契合点,才能真正培育出高附加值、强竞争力的民品产品。对于某些壁垒较高的装备制造业领域,必须通过与未来大客户联合开发的模式直接进入,以缩短攻关周期、降低成本、有效规避风险。

2.4 逐步摆脱体制机制束缚是保障

作为军工科研院所,军品为本无可厚非,但若不能在军民融合发展中形成可持续的产业发展能力,就不可能做大做强,必然不能创造更大的效益。资金、人才、设备条件等仍是制约军民融合产品突破规模瓶颈,赢得市场竞争的关键因素。打破体制机制束缚,才能真正实现军民两用技术的互动和融合。

 

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