详细剖析直升机环控系统中的新型全封闭压缩机

随着实际需求的变化及技术进步，直升机环控系统中制冷压缩机将以一体化、轻量化、全封闭式设计，取代电动机通过皮带传动带动制冷压缩机及半封闭压缩机技术的应用。

为保证空勤人员正常生理需求以及舱内电子设备的正常工作，直升机需要配置制冷循环系统。特别是现代军民用直升机上安装了大量电子设备，通常会产生巨大的热量，同时，人员对直升机座舱乘坐舒适性的期望也越来越高。因此现代高性能直升机对制冷循环系统的要求越来越高。

蒸发循环制冷（热泵）方式以其高性能系数、小代偿损失、无发动机引起等优点，已在直升机环控系统中大量应用。目前国外直升机蒸发循环制冷产品主要由美国RSG公司研制生产，其心脏部件—压缩机，是以中频交流电动机通过皮带传动带动制冷压缩机实施制冷，其占用空间尺寸大、重量重，同时存在皮带寿命短需要经常更换，安装及维护复杂，电动机需增加额外的散热系统等缺陷。

为此，在中国直升机设计研究所的指导下，陕西长岭特种设备有限公司与西安交通大学历时5年时间，合作开发了系列具有启动卸载功能的中频全封闭压缩机，制冷量涵盖4000W、5000W、7500W（供电电源三相交流115V/400Hz），获得了国家发明专利（专利号：ZL2014 1 0198899.2），国际PCT已受理，其中QWX-75（制冷量7500W）压缩机2017年8月取得了中国民航局PMA认证，计划取得美国联邦航空局(FAA)认证，并向国际市场销售。

该中频全封闭压缩机具有启动卸载功能，解决了传统交流压缩机启动时瞬间电流冲击的问题，实现了无载降压启动，启动完成后压缩机工作部件的加载，因此压缩机电机的启动电压最大可降至45V，瞬时启动电流便得到了有效的控制，避免了传统交流压缩机瞬间启动电流达到工作电流5～7倍的电流冲击。

传统的半封闭式压缩机的壳体均是通过螺栓连接，橡胶密封圈密封，而作为承压容器的压缩机，随着密封圈的老化，必然会带来压缩机的自身泄漏问题。全封闭压缩机继承了家用空调压缩机的优点，将电机与制冷剂压缩机构共轴连接为一个整体，安装在焊接密封的机壳内，无需橡胶密封圈，结构更为紧凑，全寿命期内无泄漏，密封性更好，也无异物进入的可能。如果出现故障，在外场维修时只需将压缩机整体拆下更换，非常便于维护。

另外，压缩机的电动机密封在铝制壳体内，具有良好的电磁兼容性能，同时电机通过制冷剂进行冷却，保持有良好的工作温度，电机性能达到最优的同时拥有更长的使用寿命，现已通过4500h的寿命试验考核。

目前，该压缩机已小批量应用于国内直8、AC313等直升机环控系统中。陕西长岭特种设备有限公司与西安交通大学正在共同研发无级调速变频机载全封闭压缩机，转速为0～12000r/min可调，将为直升机环控系统的再次提升积聚力量。