坚持自主创新,助力蓝天保卫战——北京首都机场节能技术服务有限公司的研发之路

北京首都机场节能技术服务有限公司作为国家级高新技术企业,始终坚持以引领民航机场节能产业、产品创新为己任。近期,公司自主研发的“地面高效空调及机坪综合地井系统”有望在大兴机场安装使用。该综合地井系统的研发与制造,是节能公司按照以“用”为主带动“产、学、研”的工作思路创造出的新产品,作为节能公司产品线的又一“力作”,综合地井系统可以有效解决飞机等候时APU运行的高能耗问题,同时具有极高的机械可靠性能和优秀防锈防腐蚀性能。
创新思路,善于发现
大兴机场自投运以来,全面贯彻落实民航局打赢蓝天保卫战的重要指示精神,依照民航局《机场使用桥载设备替代飞机APU推广工作》的要求,积极推进APU替代设施的建设,大兴机场作为国内首家全面应用地井的绿色机场,飞行区内共建有地面高效空调及机坪综合地井提升装置126台,覆盖5座指廊,该地井系统结合400Hz静变电源及飞机地面空调设备替代了传统飞机APU,解决了飞机等候时APU运行的高能耗、高排放问题。然而,在大兴机场节能项目实施过程中,节能公司察觉到飞行区检修中心的对讲机中时常传来“XX机位地井故障,请尽快到现场排查!”的指令。
这一现象引起了节能公司的关注,随后便开展了调研。结果表明,大兴机场正式投运半年以来,地井系统万向轴生锈、锁舌未弹出、皮带脱落、挂钩无法固定等一系列需要人工恢复的故障频发,仅更换地井零部件就已达到2000次/种。2019年12月地井故障报修量达到286次,平均每日近10次。不仅对安全运行造成隐患,同时极大增加了工作量。调查结果为节能公司提供了新的研发方向,通过以“用”为主带动“产、学、研”的工作思路,研发更适合民航机场的地井系统。
成功立项,图纸诞生
2020年3月20日,节能公司邀请动力能源公司专家召开了内部评审会,对实施方案的研究内容、技术路线、预期成果、测试方案等情况进行了评审,认为该项目实施方案可行、预期成果明确、任务设计合理,并向首都机场集团研发中心进行了立项申报。在公司大力支持下,节能公司地面高效空调及机坪综合地井系统项目正式立项,并成立了内部研发小组。
研发小组首先对频发故障进行了梳理,包括使用中遇到的振动、井内潮湿、地井卡阻、空调风管卷绕等10大类400余项故障。最终得到元器件的多发故障,与振动有直接关系的结论,并形成了初步设计方案。为进一步确保设计方案切实可行,节能公司与保持长期战略合作关系的哈尔滨理工大学进行了机械设计的技术讨论,专家根据提供的调研样本给出了指导性建议。
研发小组结合专家建议,系统地进行了模态分析计算、ANSYS的模态分析、有限元分析,优化设计方案,将振动对设备的影响降至最低。同时,小组成员对设备模型的可操作性、机械效果、操作耗时等进行了综合比对,力求将地井每一个功能都做到最实用、最好用、最耐用。2020年5月,在研发小组的共同努力下,节能公司地面高效GPU及机坪综合地井系统设计图诞生。
大胆尝试,勇于突破
节能公司地井系统的生产加工借鉴了小米公司的成功创业模式,大胆尝试OEM方式,利用该模式的优势大大提高新产品产出的速度。经过寻求吻合程度较高的合作伙伴及数轮的对比考察,最终确定三家合作伙伴。节能公司自主研发的地井系统正式投入生产,在生产过程中研发小组严控每个加工环节,从拉升手柄凹槽到台面边角斜率都严格测算。通过一次次模拟测试、计算分析,历时125天,节能公司自主研发的地井系统第一台样机在2020年7月25日诞生。
成绩斐然,硕果累累
日前,中国航空学会专家对综合地井系统进行了科技成果鉴定,专家一致认为JNDYDJ型号地井是节能公司自行研制的科技成果,具有完整的自主知识产权,具备可靠性、稳定性、防腐蚀性。此外,节能公司已经完成了一篇有关地面高效空调及机坪综合地井系统的论文发表、三项专利申请以及中国科学院上海科技查新咨询中心的三项创新点查询,综合地井系统一次性通过了国家建筑城建机械质量监督检验中心的专业检测并在民用机场专业设备信息管理系统成功“挂网”,已具备在民航推广的条件。
2020年11月,综合地井系统作为节能公司自主研发的全新产品,随公司领导一同参加了中国民航机场建设暨装备技术应用高峰论坛,论坛上公司总经理李雪刚和公司副总经理涂思东分别对地井系统的性能、特点等进行了全方位的介绍,并与参会的全国各机场、航司、规划设计等单位进行了深入的探讨与交流,通过新设备、新技术、新思维,进一步推动民航机场综合节能。
综合地井系统研发已经取得阶段性的成果,而节能公司的脚步从未停止。下一阶段,公司计划将综合地井系统的管理嵌入公司自主知识产权的机场能源管理系统AEMS框架中,构建属于综合地井系统的大脑,使其更具智慧。在即将到来的新起点上,节能公司将继续坚守作为技术服务公司的功能性定位,在首都机场集团4-1-4科技创新思路的引领下,为建设“四型机场”新标杆继续发力,不断开拓创新,助力打赢蓝天保卫战。
(作者单位系北京首都机场节能技术服务有限公司)