Тема 1.Система электропитания ВС. Классификация электрооборудование

Назначение электроснабжение и задачи решаемые с помощью электрооборудование.

Развитие авиационной техники характеризуется увеличением числа и мощности потребителей электрической энергии на ВС, ростом протяженности электрической сети. Электрооборудование современного ВС можно рассматривать как сложный электротехнический комплекс, состоящий из системы электроснабжения (совокупности устройств, предназначенных для производства, преобразования и распределения электрической энергии с регулирующей, управляющей и защитной аппаратурой) и системы потребителей электрической энергии.

Система электроснабжения (СЭС) в свою очередь состоит из систем генерирования электрической энергии и ее распределения. Система генерирования электрической энергии, как правило, разделена на несколько независимых или параллельно работающих каналов, каждый из которых включает привод генератора, регулирующую защитную и управляющую аппаратуру и участок сети от генератора до центрального распределительного устройства (ЦРУ). Системой распределения электрической энергии называется совокупность устройств, используемых при передаче электрической энергии от ЦРУ к распределительным устройствам (РУ) и от них к потребителям.

Система генерирования электрической энергии в первую очередь характеризуется установленной мощностью, т. е. суммарной мощностью всех генераторов, которые приводятся во вращение маршевыми двигателями ВС или автономной силовой установкой. За сравнительно короткий период, начиная примерно с конца 30-х годов установленная мощность источников электрической энергии возросла в сотни раз и для некоторых ВС составляет 250 — 300 кВ-А.

Рост установленной мощности обусловлен как увеличением мощности и числа потребителей электрической энергии, так и увеличением числа функций, выполнение которых связано с использованием электрической энергии. Потребляемая электрическая энергия на современных ВС при установленной мощности 250—300 кВ-А распределяется следующим образом: привод и системы управления силовой установкой 20 %, обогрев и антиобледенительные устройства 50 %, освещение 5 %, радиоэлектронное оборудование К) %, прочее оборудование 15 %.

Бортовые системы электроснабжения ВС разделяют на первичные, вторичные и резервные (аварийные). Система электроснабжения называется первичной, если генераторы приводятся во вращение маршевыми двигателями, вторичной, если электрическая энер-гия в ней получается за счет преобразования электрической энергии первичной системы. Резервной (аварийной) системой электроснабжения называется такая, в которой электрическую энергию получают от резервных источников: аккумуляторных батарей, генераторов с приводом от вспомогательной силовой установки или от ветряного двигателя.

Системы электроснабжения разделяют на следующие виды: постоянного тока, переменного трехфазного тока постоянной частоты, неременного однофазного тока постоянной частоты, переменного однофазного тока переменной частоты, переменного трехфазного тока переменной частоты. Выбор той или иной системы обусловлен многими факторами: назначением ВС, требованиями к качеству электрической энергии и надежности, удобством эксплуатации, технико-экономическими показателями и т. д. При выборе системы руководствуются нормами летной годности самолетов, специальными нормалями и новейшими достижениями авиационной промышленности.

Наименование системы электроснабжения присваивается по виду первичной системы. В настоящее время в качестве типовых систем электроснабжения принята система трехфазного переменного тока постоянной частоты с номинальным напряжением U _H 200/115 В и номинальной частотой 400 Гц. В качестве вторичной системы при этом используется система постоянного тока с напряжением U _п 27 В, На многих типах ВС используются вторичная система трехфазного переменного тока с напряжением U _H 36 В и частотой 400 Гц и первичная система постоянного тока с напряжением U _u 27 В. Вторичной системой является система трехфазного переменного тока с напряжением U _u 200/115 В, частотой 400 Гц или однофазного тока с U _a 115 В, 400 Гц.

На самолетах гражданской авиации дальних и средних магистральных воздушных линий используются главным образом системы электроснабжения трехфазного переменного тока (U_H 200/115 В и / 400 Гц), так как анализ показывает, что система электроснабжения, в которой в качестве первичной принята система переменного тока постоянной частоты по сравнению с системой электроснабжения постоянного тока низкого напряжения, имеет лучшие технико-экономические и массовые показатели и более высокие показатели надежности. Развитие систем электроснабжения тесно связано с развитием и совершенствованием потребителей электрической энергии значительной степени предопределяет безопасность полетов. Это связано с тем, что практически ни один комплекс авиационного радиотехнического оборудования и оборудования силовой установки не может работать без электрической энергии. Поэтому основное требование, предъявляемое к системам электроснабжения, — это требование высокой надежности, т. е. система должна выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах, при заданных режимах и условиях эксплуатации в течение требуемого промежутка времени.

Из основного требования вытекают требования: к прочности (механическая, электрическая и термическая) элементов систем электроснабжения, допустимым воздействиям окружающей среды обращении; безопасности в отношении пожара и взрыва; независимости работы от положения самолета в пространстве, скорости и ускорений. Количественная характеристика этих требований определена Нормами летной годности самолетов гражданской авиации. Требования к качеству электрической энергии определяются ГОСТ 19705—81. Количественная характеристика их приводится в учебнике при рассмотрении соответствующих разделов курса.

Другим важным требованием, предъявляемым к самолетному оборудованию вообще и к системам электроснабжения в частности, является требование минимальной массы и габаритных размеров. Для элементов систем электроснабжения количественная характеристика массы обычно выражается в виде удельных показателей: удельной массы, т. е. отношения массы элемента к генерируемой им мощности (для источников и преобразователей), отношения массы к коммутируемой мощности (для коммутационной аппаратуры) и т. п. или в виде обратного отношения — удельной мощности.

Для общей оценки системы электроснабжения и характеристики ее технического уровня акад. В. С. Кулебакиным было введено понятие полетной (М_с) массы. Полная масса системы электроснабжения М_п состоит из двух составляющих: конструктивной массы системы М_к и массы функционирования М_ф, т. е. массы топлива, необходимой для функционирования п каналов генерирования.

В ближайшие годы на воздушном транспорте предстоит существенно повысить техническую оснащенность основных аэропортов, обеспечить выполнение мероприятий, способствующих повышению регулярности полетов. Одним из важнейших мероприятий, повышающих регулярность и безопасность полетов, будет дальнейшее широкое внедрение новейших бортовых и наземных систем навигационного и радиотехнического оборудования, обеспечивающих автоматизацию управления воздушным движением, взлетом и посадкой самолета. Автоматизация управления полетами, а также применение перспективных пилотажно-навигационных комплексов на борту самолета позволят обеспечить автоматический полет от взлета до посадки, в том числе в сложных метеоусловиях. Воздушным

транспортом уже сегодня делаются уверенные шаги для повышения эффективности грузовых перевозок, увеличения их объемов.