航空小常识

飞机上的电从哪儿来

时光 :2018年08月08日 11:23   来源 :大年夜 大年夜 飞机报
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  跟着 经济全球化的成长 ,国人的脚步迈得越来越远也越来越广。长途 不雅 光 过程 中,飞机是今朝 大年夜 大年夜 多半 人的首选。飞机在飞翔 过程 中,巡航高度常日 在8000到10000米之间。在万米高空中,当你乘坐在机舱中,开着浏览 灯,用着机载娱乐体系 ,享受机上的餐饮,看着窗外翼尖一闪一闪的灯光,有没有想过,所有这些设备 是若何 运转的呢?谜底 就是电。一架飞机的正常运转,就像现代社会生活 一样,是切切 弗成 能分开 电能的。在飞机上,除了各类 照明设备 用电以外,还有很多 看不见的设备 也在用着电,其数量 甚至可达上万件。比如 为你的美食进行加热的厨房烤箱、驾驶舱中的仪表、机身罩住的飞机的眼睛——雷达等等。这些设备 对电的稳定 性请求 极高。万米高空中,飞机上的电是谁来供给 ?不合 用电设备 的纷纷 复杂 的用电需求又是若何 知足 的呢?

 

  飞机上的四大年夜 大年夜 供电体系

  飞机上的电到底是怎么来的?谜底 是显而易见的,飞机上自身就装有发电设备 ,它不仅重量轻、功率大年夜 大年夜 并且 对发出的电的品德 请求 还异常 高。更重要 的是,飞机飞翔 过程 中是不克不及 停电的。为了避免飞机飞翔 过程 中溘然 停电,飞机的供电体系 是多余 度的。今朝 ,平易近 航客机的供电体系 常日 有四个余度来知足 飞机供电需求。

  第一个余度为主发电机。飞机机翼下方常日 可以看到两个圆筒型的装配 ,大年夜 大年夜 家都知道那是飞机的发念头 。飞机可以或许 在天空中飞翔 就是依附 发念头 。拆开辟 念头 外边的防护罩后,会看到发念头 机身遍布密密麻麻的管线,在这些管线中就有我们最为存眷 的主发电机。平易近 航客机中,一台发念头 常日 带着一台发电机,比如 B737和A320等,而一些超大年夜 大年夜 型平易近 航客机的用电需求是异常 巨大年夜 大年夜 的,这就须要 更大年夜 大年夜 功率的发电机发出更多的电能,是以 常日 采取 一台发念头 带两台发电机的办法 。多台发电机之间互为冗余,当检测到一台发电机出现 故障时,会主动 将该发电机关停,由其余 可以正常工作的发电机持续 为飞机供给 电能。

  第二个余度为赞助 动力发电机(ASG)。除了主发电机外,在飞机的尾部常日 还装有一个小型的发电机,它是由飞机的赞助 动力装配 (APU)带动的。当飞机的主发电机出现 故障时,赞助 动力发电机就要接替主发电机,负责为飞机供给 电能。

  第三个余度为冲压空气涡轮(RAT)发电机。当主发电机和APU发电机均出现 故障时,这时飞机就处于异常 危险的状况 。此时,飞翔 员须要 根据 飞机的飞翔 速度和高度及时 按下RAT释放按钮,RAT释放出往后 就像风筝一样在气流的驱动下扭转 ,带动内部的发电机及其它设备 为飞机供给 备用电能及液压能等,担保 飞机的安然 飞翔 。

  第四个余度为蓄电池。乘客乘坐飞机时,都要进行严格 的安检,特别 是针对乘客随身携带的电池(充电宝)更要进行安检,确认其容量大年夜 大年夜 小相符 平易近 航治理 规定 。乘客携带的电池是为了在手机没电时给手机充电用的,那飞机上蓄电池也是同样的事理 。在主发电机及赞助 动力发电机都出现 故障,而RAT尚未释放,无法供给 电能时,飞机就面对 停电的风险。这是就须要 靠蓄电池临危受命,为飞机重要 的设备 ,特别 是驾驶舱中的关键 仪表设备 供电,避免飞机掉 落 去控制 。跟着 技能 的成长 ,飞机蓄电池的技能 也在赓续 进步 。今朝 ,大年夜 大年夜 部分 平易近 航客机应用 的蓄电池为传统的镍镉蓄电池。经由 多年的应用 ,其安然 性也获得 了验证。但是跟着 多电飞机的成长 ,镍镉蓄电池无论从重量还是容量上,都存在必定 的不足,是以 B787飞机中应用 了新型的锂离子蓄电池。在供给 同样的电能时,锂离子蓄电池比较 镍镉蓄电池的重量更轻,体积更小,是将来 飞机蓄电池的应用 偏向 。

 

  若何 知足 不合 用电设备 的用电需求?

  大年夜 大年夜 家都知道家里用的电是从发电站发出来,经由 国度 电网的输送,最终将电从很远的水力发电站或者火力发电站输送到千家万户。飞机的电也是如斯 。常日 而言,飞机发电机发出来的电是恒频交换 电(115VAC/400Hz),但是飞机上的各个设备 用电时,须要 的则不一 定是直接从发电机发出来的电。就如同小区四周 常日 会有一个变压器,将电转换成家用电器可以应用 的电一样。飞机上也是存在各类 各样的电能转换设备 的。这些电能转换设备 都是以配电盘箱的办法 安装在飞机机身内部的。

  以波音787为例,电能转换装配 常日 分为三种:第一种是自耦变压整流器,将发电机发出的交换 电转换为直流电,同时对电压进行变换,知足 高压直流用电设备 的用电需求,这种设备 的功率常日 是比较 大年夜 大年夜 的。第二种是自耦变压器,对发电机发出的电进行调压,知足 不合 电压体系 编制 交换 用电设备 的用电需求。第三种是变压整流器,将发电机发出的交换 电转换为直流电,同时对电压进行变换,知足 低压直流用电设备 的用电需求,这种设备 的功率一般不大年夜 大年夜 ,但数量 是最多的,驾驶舱中各类 仪外面 板所用的电绝大年夜 大年夜 多半 是从该设备 获取的。

  国外技能 上较为前辈 的两款飞机分别 为空客公司的A380和波音公司的B787,这两款飞机作为“多电飞机”概念的摸索 和践行,代表了将来 飞机的成长 偏向 ,扼要 介绍这两款飞机的供电机制,从而对国外前辈 机型的供电有个大年夜 大年夜 概的懂得 。

  A380作为第一代多电飞机,率先在大年夜 大年夜 型客机上组合液压作动器、电液作动器(EHA)和电备份液压作动器(EBHA)与分散 式电液能源体系 等新型电液技能 。A380也是多年来第一款应用 变频电源的大年夜 大年夜 型平易近 用客机,其总发电功率是910kVA。个中 ,4台发念头 分别 驱动4台150kVA的变频交换 发电体系 ,发电容量共600kVA,频率在380-760Hz之间;由APU驱动两台120kVA的恒速发电机,发电容量共240kVA;一个空气充压轮体系 (RAT)驱动一个70kVA的发电体系 。

  此外,空客公司的A350与A380比较 ,根本 上沿用了A380摸索 获得 的技能 。它们采取 了230VAC变频交换 作为主发电体系 。电源体系 的主发电体系 包含 有4个230/400V变频交换 发电机,由 Hamilton Sundstrand供给 ,频率范围 都在360-800Hz之间,每台发电机的发电容量都为100kVA。而APU则应用 了起动发电技能 ,发电容量为150kVA,电源体系 总发电容量为550kVA。

  而波音787电源体系 有4台变频交换 起动/发电机(VFSG)、2台APU赞助 动力起动/发电机(ASG)和1个冲压空气涡轮(RAT)发电机。波音787飞机每台发念头 驱动2台变频交换 起动/发电机(VFSG L1、VFSG L2、VFSG R1、VFSG R2),每台发电机的额定容量为250kVA,输出三相电压为235V、频率为360-800Hz的变频交换 电。4台主发电机构造 、机能 雷同 ,可以交换 。波音787飞机有两台APU发电机(ASG L和ASG R),每台APU发电机的额定容量为225kVA,输出三相电压为235V、频率为360-440Hz的变频交换 电,APU发电机与VFSG发电机不克不及 交换 应用 。波音787飞机的应急电源为RAT驱动的交换 发电机,可以或许 为飞机供给 额定容量为10kW、电压为230V的三相变频交换 电。

 

  中国商飞:向飞机供给 更前辈 靠得住 的电能

  中国商飞北研中心 今朝 针对飞机的供电、配电及用电等范畴 开展了广泛 深刻 的研究 ,建立 了多电航电综合实验 室。该实验 室建筑面积13019平方米,可以模仿 300座级双通道的宽体客机在地面的构造 ,是国际前辈 、国内领先的飞机体系 综合集成实验 室。多电航电综合实验 室以将来 平易近 机多电技能 成长 需求为指引,以控制 、成长 打破 多电技能 为核心 ,以引领、占据 、测试、验证、评估飞机多电体系 相干 技能 为目标 ,具备多电技能 研发、测试、集成和验证才能 。今朝 ,实验 室已经完成根本 培养 ,所有设备 根本 具备交付状况 ,部分 设备 已进入实验 室进行安装调试,估计 2018岁尾 ,大年夜 大年夜 部分 设备 可以完成集成测试,活泼 形象地对外展示 飞机供电是若何 实现的。

  实验 室完全 建成后,北研中心 将在飞机体系 研究 方面具备如下才能 :1-2MW多电体系 架构定义 与评估,覆盖 ,知足 多种机型供电需求;多电/全电体系 集成验证;起动发电、高功率配电、电环控、电除冰、电刹车等多电关键 技能 的研究 测试和验证;多电/全电体系 综合控制 技能 研究 与验证;多电/全电体系 综合热治理 技能 研究 与验证以及多电/全电体系 关键 元部件定义 、实验 与评估。

  所有这些才能 的晋升 ,目的都是为了向飞机供电供给 更前辈 更靠得住 的电能,起首 担保 飞机飞翔 的安然 性,同时赓续 进步 乘客 飞翔 过程 中的舒适性,让中国人本身 的大年夜 大年夜 飞机受到更多乘客的爱好 。(何兆平易近 )

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