книги из ГПНТБ / Морозовский В.Т. Системы электроснабжения летательных аппаратов

т т & т т т т т

Взаимная связь механических и электрических процессов в авиационных системах электроснабжения существенно услож­ няет приемы их анализа и синтеза. В книге показано, что осо­ бенность авиационных систем электроснабжения, а именно — однотипность работающих параллельно каналов генерирования электрической энергии, позволяет значительно упростить их исследования.

Значительное место в книге уделено методике анализа и син­ теза устройств управления и защиты систем электроснабжения, которые строятся на базе широкого применения логических эле­ ментов и интегральных схем.

Главы 1 —11 написаны В. Т. Морозовским, гл. 12 и 13 сов­ местно В. Т. Морозовским и К Д. Руновым, гл. 14 и 17 И. М. Синдеевым, гл. 15 и 16 К. Д. Руновым. Введение и гл. 18 написаны совместно В. Т. Морозовским и И. М. Синдеевым.

Авторы выражают благодарность профессору, доктору тех­ нических наук Д. Э. Брускину за ценные замечания, сделанные при рецензировании рукописи.

Все замечания по книге следует направлять по адресу:

Москва, Б-78, 1-й Басманный пер., 3, изд-во «Машиностроение».

Однако, когда это целесообразно, на летательных аппаратах применяют и гидравлическое и пневматическое вспомогательное оборудование. Можно привести примеры, когда разумное соче­ тание электрических и гидравлических агрегатов (например, топливных насосов) дает лучшее решение вопроса, чем примене­ ние только электрических или только гидравлических агрегатов. Тем не менее доля электрооборудования на современных лета­ тельных аппаратах весьма велика, что и заставляет выделить

это оборудование в самостоя­ тельную группу.

Потребители электрической энергии на летательном аппа­ рате получают питание от си­ стемы электроснабжения, вклю­ чающей в себя системы произ­ водства, распределения и уп­ равления электрической энер­

гией . Состав системы электро­ снабжения, род и параметры генерируемого электрического тока ів значительной степени определяют надежность всей электрической системы ЛА, по­ летную массу и эксплуатаци­ онные свойства.

Так как системы электро­ снабжения ЛА должны гене­ рировать как постоянный ток низкого напряжения, так и пе­ ременный ток стабильной ча­ стоты повышенного напряже­ ния, то применяют комбиниро­

ванные системы. При этом следует иметь в виду, что большин­ ство летательных аппаратов должно иметь резервный источник электрической энергии, способный питать ряд потребителей при неработающих основных двигателях. Таким источником являет­ ся аккумуляторная батарея.

До последнего времени основным видом электрической энер­ гии на отечественных самолетах и вертолетах являлся постоян­ ный ток низкого напряжения (28,5 В). Необходимую энергию переменного тока стабильной частоты получали при помощи электромашинных преобразователей постоянного тока в пере­ менный. Пока объем электрооборудования был сравнительно невелик, такая система электроснабжения оправдывала себя, но с увеличением объема электрооборудования ЛА (рис. 1) воз­ росли мощности электрической энергии (кривая 1) и протяжен­ ность электрической сети (кривая 2) больших самолетов. В но­ вых условиях, когда мощность источников электрической энер­

ток низкого напряжения. Наиболее целесообразной оказывается система переменного тока стабильной частоты, напряжением 120—208 В. Она позволяет увеличить напряжение до 250 В без ухудшения процессов коммутации, снизить массу сети и основ­ ного электрооборудования, поднять к. п. д. электрических ма­ шин, отказаться от щеточно-коллекторных узлов и подвижных контактов, осуществлять .трансформацию уровня напряжения. Кроме того, более 85—90% всех потребителей на Л А могут быть переведены на питание переменным током стабильной ча­ стоты. Наличие двух уровней напряжения делает удобным использование трехфазных систем электроснабжения.

Опыт и расчеты показывают, что системы электроснабжения на переменном токе стабильной частоты обладают меньшей по­ летной массой и более высоким уровнем надежности.

Однако получение переменного тока стабильной частоты на борту ЛА связано с рядом трудностей. Поэтому на некоторых летательных аппаратах нашли применение системы переменного тока нестабильной частоты в качестве как вспомогательных, так и основных систем электроснабжения. Так как далеко не все потребители могут питаться от переменного тока нестабильной частоты, то здесь приходится прибегать либо к преобразованию переменного тока нестабильной частоты в переменный ток ста­ бильной частоты, либо использовать комбинированные системы электроснабжения.

2. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Системы электроснабжения летательных аппаратов состоят из следующих элементов (рис. 2).

1. Приводов электрических генераторов, к которым относятся редукторы и муфты для приведения во вращение генераторов постоянного или переменного тока нестабильной частоты при непосредственном их приводе от авиационных двигателей, а так­ же приводов постоянной угловой скорости (ППС), при помощи которых приводят во вращение синхронные генераторы в систе­ мах переменного тока стабильной частоты.

2. Источников и преобразователей электрической энергии. К ним относятся электрические генераторы постоянного и пере­ менного тока, химические, тепловые и прочие статические источ­ ники тока, трансформаторно-выпрямительные блоки, электро­ машинные и статические преобразователи рода тока.

3. Аппаратура управления, в которую входят регуляторы на­ пряжения и частоты, синхронизаторы, дифференциально-мини­ мальные реле, коммутационная и защитная аппаратура для источников и преобразователей электроэнергии. Перечисленные

Под каналом преобразования электрической энергии подра­ зумевается преобразователь электрической энергии, питаю­ щийся от канала генерирования энергии, его аппаратура защиты и управления, соответствующая питательная сеть, а также часть элементов канала генерирования (основного генератора и при­ вода), необходимых для обеспечения функционирования канала преобразования.

На летательных аппаратах имеется несколько однотипных ка­ налов преобразования электрической энергии, которые образуют вторичный энергетический узел. Вторичных энергетических узлов может быть несколько.

На летательном аппарате могут быть и третичные энергети­ ческие узлы, образованные каналами преобразования электриче­ ской энергии, питающимися от вторичных энергетических узлов.

Совокупность всех первичных, вторичных и третичных энер­ гетических узлов образует электроэнергетический узел ЛА в целом.

3. УСЛОВИЯ РАБОТЫ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Системы электроснабжения ЛА эксплуатируются в условиях менее благоприятных, чем для наземных электроэнергетических

химического характера, При низких температурах может снижаться механическая прочность элементов электрических