飞机配电系统(aircraft electrical power distribution system)
简介
飞机发电机与地面或应急电源的电能进行转换、传输、分配与控制保护的系统(见飞机电气系统)。
它由馈电电缆、汇流条、配电板以及配电器件等组成。
配电系统保证对飞机各部分可靠地输配电能,管理各类电气负载并保护用电设备。
20世纪40年代以来随着飞机电气系统的完善,飞机配电器件也实现了系列化。
50年代中开始制订标准和规范。
大型飞机的发展使配电系统的重量在飞机供电系统总重中占居主要地位。
在某些飞机中有上千个断路器,电缆重量达供电系统总重的7 0%。
60年代末,飞机配电向着多路传输总线控制的固态配电方向发展。
70年代开始将电气系统与电子、武器和操纵等系统通过多路传输总线交联在一起并由计算机控制。
配电方式
按机载供电的性质可分为低压直流、高压直流和交流配电三种方式。
直流电网常采用负线与机身搭接的单线制,交流电网常采用三相四线制。
按结构配置可分为集中配电和分散配电。
集中配电,不论一台或多台发电机只配置一个电源汇流条,因而操作和维护都比较简单。
但汇流条一旦出现故障便会影响飞机的全部供电。
分散式配电有多组可以相互隔离或联接的汇流条,局部故障不致关系全局,而且功率线长度减少,重量减轻。
配电系统按控制方式分为常规式、遥控式和固态式3种。
常规式配电的功率线全部引入座舱内的配电中心。
遥控式配电的配电中心接近用电设备,由遥控信号通过功率控制器操纵,座舱内只引入控制线。
固态式配电由一条多路传输总线传递全部控制信号。
这种方式取消了众多的控制线,减轻了重量,提高了自动化程度。
用电设备的重要性及其在飞行中各个阶段的作用不尽相同,在巡航、战斗、起飞、着陆等各阶段可实行不同的负载管理方案。
出现故障时,管理方式更应改变。
在飞行中,需要综合考虑各种因素决定怎样切换负载,或转换为应急供电等,以确保对重要设备可靠供电。
负载管理方式分为人工管理和自动管理两种。
前者由空勤人员判断操作,后者由计算机按预先设计好的管理方案自动进行。
负载自动管理可以使电网经常处于最佳状态。
配电器件
包括电缆、开关电器(或控制电器)、保护电器、汇流条和接插件等。
①飞机电缆:由多股细铜丝绞制而成的线芯和绝缘护套组成。
线芯截面积的选择需要兼顾机械强度和导电性。
铬铜、镉铬铜等新型线芯材料正在研制中。
②开关电器:分手动开关与继电器接触器两大类。
用半导体器件构成的无触点继电器是一种新型的飞机用开关电器。
③保护电器:包括熔断器、断路器和保护继电器等。
工作原理与工业用器件相似,但为了满足体积、重量以及各种恶劣条件下工作的要求,两者在结构上却大不相同。
飞行过程中不可能更换器件,因而飞机电网中大量采用可重复工作的热断路器或磁断路器等。
在飞行中有时需要强制某些设备通电而不惜其本身的损坏,因而断路器的结构也具有非自由脱扣与自由脱扣两种形式。
④固态功率控制器:为适应固态配电方式而研制的兼有控制、保护、指示等多种功能的电器,分为混合式(由电子器件和电磁接触器组成)和全固态(全部由电子器件构成)两种形式。
不同飞机配电系统的复杂程度和安装结构差异很大。
小型飞机的配电板多装在驾驶舱内,由驾驶员直接操作。
而大型飞机的各种配电板多装在飞行工程师的操作台附近。
用在各种飞机和其他飞行器上的电器。
航空电器通常分为5类:①手动控制或自动控制电量和某些非电量用的电器装置或器件,如各种机械式开关、继电器、接触器、电磁阀门和电磁离合器、制动器等;②调节或放大某些电气物理量用的装置或设备,如电压调整器、稳压器等;③分配电能、通断和保护各种电气设备和电气网络用的装置或元件,如熔断器、断路器等;④进行能量变换用的特殊装置,如喷气式发动机用的点火器;⑤进行电气连接用的装置,如插销等。
航空电器通常在极为严酷的气象环境和力学环境中工作,同时又要求航空电器体积小、重量轻、具有高的机械强度、抗电强度和耐热性能,电器的工作不受飞行器在空间的位置和飞行状态的影响。
因此,航空电器在制造过程中和出厂前,都须进行严格的试验。
除了进行电器本身工作性能的各种试验外,根据不同电器的实际需要,还要进行一系列特殊试验,如高温、低温、耐潮、防腐、气压、冲击、振动、长霉、淋雨、运输、寿命和可靠性试验等,以保证在使用中安全可靠。
首架在中国完成总装的空客A320飞机日前成功完成首次测试飞行,而来自杭州的鸿雁电器也参与其中,中德合资的鸿雁GEYER(鸿雁盖伊尔)品牌低压电器产品成功中标空客A320系列飞机中国总装线项目。
“这次中标,证明了中国制造、杭州制造的产品并不比外资品牌差,在某些方面甚至更强于外资品牌。
”鸿雁电器总裁王米成说。
空客A320系列飞机中国总装线项目位于天津市滨海新区临空产业区,是空中客车在欧洲之外的首个总装生产线,总投资预计在70亿元,到2011年将形成年产48架飞机的规模。
天津也成为继美国西雅图、法国图卢兹、汉堡之后,世界上第4个拥有大飞机总装线的城市。
而天津航空城主任董维忠日前透露,空客天津总装线目前已收到中国国内市场284架空客A320飞机的订单,订单已签至2016年。
这显然是笔大买卖。
而用在空客A320系列飞机天津总装线总装厂的低压电器产品即为鸿雁盖伊尔EW1、EGS1系列元器件产品。
空客A320系列飞机中国总装线项目引进的是生产线,设计和监理由外方负责,施工则由中方负责。
“德方在建筑材料选材方面要求极高,都要求采用国际品牌,首次入围名单里根本没有我们。
”鸿雁北方大区总监郭卫东说,鸿雁的工作人员一次又一次地与设计方、甲方、总承包方进行沟通,向外方代表中国总装线基础设施和设备项目的经理介绍杭州鸿雁盖伊尔电器有限公司的基本情况,合资公司生产的相关断器的优点,以及在过载、短等方面的优越性能。
“我们还想了办法,在现场演示了断器过载、短负载对比这些相关实验。
”郭卫东说,“结果,在不到1分钟的时间内,其他品牌断器发生跳闸,还在跳闸时产生了火星和刺激性气体,而我们的产品根本没有这些现象。
”他解释说,这是由于其他品牌断器通常采用“9片灭弧片”,在机构结合处采用铜制等材料,而鸿雁盖伊尔断器主要原材料由进口,过载机构是原装双金属片,在结合部成分则是复合银。
“外方代表马上体验到了我们产品卓越的过载、短安全性,以及真正的无害环保性能。
”鸿雁盖伊尔低压电器最终凭借优良的产品质量、及时快速的服务以及系统的解决方案,得到了A320中国总装线项目中外双方的一致认可,成功进驻该项目。
“这只是一次小小的成功,但增强了鸿雁盖伊尔牌产品在外资企业工程项目中的品牌知名度及品牌影响力。
”王米成说,“这为我们目前‘走出去’的战略,积累了更多的底气。
”。