11 СЭС новых самолетов (Иванов)
.docМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСТИТЕТ»
Электротехнический факультет
Кафедра Электрических машин и аппаратов
РЕФЕРАТ
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НОВЫХ САМОЛЕТОВ
Выполнил студент гр. ЭМ-52 Иванов Т.А.
Проверила: Волокитина Е.В.
Киров 2011
План
Введение 2
Иркутск МС-21 3
Airbus A380 3
Boeing 787 4
Ан-70 5
Заключение 8
Библиографический список 9
Введение
Источники и преобразователи электрической энергии с регулирующей, защитной и контрольно-управляющей аппаратурой совместно с системой передачи и распределения электроэнергии образуют систему электроснабжения. Многообразие типов летательных аппаратов и выполняемых ими функций, неоднозначность условий эксплуатации и другие факторы исключают возможность создания единой и оптимальной для всех типов ЛА системы электроснабжения. В настоящее время известно много типов СЭС при этом их выбор при проектировании новых ЛА зависит от назначения ЛА, установленной мощности и циклограммы его бортовых нагрузок, количества, мощности и коэффициента одновременности работы приемников постоянного и переменного тока и т.п.
На основе статьи [1] и найденной информации рассмотрим СЭС новых гражданских самолетов Airbus A380, Boeing 787, МС-21 и грузового самолета Ан-70. Данные самолеты эксплуатируются на данный момент времени, кроме МС-21, который находится на стадии испытаний.
Ирку́т МС-21 (аббревиатура расшифровывается как «Магистральный Самолёт XXI века») — проект ближне-среднемагистрального пассажирского самолёта, который должен к 2016 году прийти на смену Ту-154 и семейству Ту-204 на российском рынке пассажирских самолётов и выйти на «тесный» международный рынок, где доминируют гиганты Airbus и Boeing с самолётами-бестселлерами Airbus A320 и Boeing 737. Программа семейства ближне-среднемагистральных самолётов МС-21 разрабатывается совместно с ОКБ Яковлева и корпорацией «Иркут». МС-21 будут снабжаться маршевыми двигателями американской фирмы Pratt&Whitney модель PW1400G из серии редукторных турбовентиляторных двигателей. Также в будущем предполагается установка на самолёт перспективных российских двигателей ПД-14, создаваемых пермским ОАО «Авиадвигатель».
Рисунок 1 – Принципиальная структура СЭС самолета МС-21
Airbus A380 - широкофюзеляжный двухпалубный четырехдвигательный турбореактивный пассажирский самолёт, созданный концерном «Airbus S.A.S.». В данном самолете в качестве СЭС постоянного тока используется низковольтная система электроснабжения 27 В постоянного тока, а в СЭС переменного тока - система однофазного переменного тока постоянной частоты 115В, 400 Гц. В СЭС постоянного тока первичными источниками электроэнергии являются коллекторные стартер-генераторы, а в СЭС переменного тока — бесконтактные синхронные генераторы с вращающимися выпрямителями, подвозбудителем и возбудителем, объединенные с гидроприводом в единый агрегат с автономной масляной системой охлаждения и смазки и с отводом тепла в топливо. Аварийный генератор вращается от ветра, мощностью 70 кВА. Принципиальная схема СЭС самолета представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Принципиальная структура СЭС самолета Airbus A380
Boeing 787 (англ. Boeing 787 Dreamliner ) широкофюзеляжный двухмоторный реактивный пассажирский самолёт, разработанный американской компанией Boeing совместно с рядом зарубежных компаний, в том числе и с российскими.
Основным новшеством 787 является то, что воздух в самолете больше не будет "жареным". Свежий забортный воздух больше не будет подвергаться прогреву до 500 градусов C. Он будет поступать напрямую в салон, подогреваясь до нормальной температуры электрически.
На самолете установлено 6 генераторов: по два на двигателях мощностью 250кВА, и два на ВСУ мощностью 225кВА. Двигатели запускаются электрически (а не сжатым воздухом как на современных больших лайнерах). Генераторы по своей конструкции гораздо проще (дешевле, и требуют меньше обслуживания), чем Integrated Driven Generator на современных самолетах. Они связаны с двигателем механически напрямую, без приводов постоянных оборотов. Это означает, что частота тока может колебаться от 360 до 800 Гц. Эти же генераторы используются для запуска двигателей.
На современных самолетах частота вращения вала генератора должна быть постоянной (чтобы генератор постоянно давал 400Гц ток), что обеспечивается Integrated Driven Generator. ВСУ настраивается и управляется так, чтобы всегда поддерживать постоянные обороты независимо от нагрузки.
На 787 огромную роль играет электрическая система. В разы большую, чем на других самолетах.
Все электрические блоки на современных самолетах расположены под кабиной пилотов, в носу самолета. Именно поэтому в кабине очень много места занято предохранителями. На 787 используется распределенная система, и электронные блоки (Remote Power Distribution Units) расположены в местах по всему самолету, откуда будет проще всего тянуть кабели к потребителям. Такой подход позволил очень и очень сильно сократить количество тяжелых кабелей, проложенных под полом.
Рисунок 3 – Принципиальная структура СЭС самолета Boeing 787
Ан-70 - среднемагистральный грузовой (оперативно-тактический, военно-транспортный) самолёт нового поколения, разработанный АНТК «Антонов». Самолёт предназначается для замены морально и физически устаревшего Ан-12. Среди последних разработок, содержащих максимальное количество новых решений, который могут стать базовыми для будущих систем электроснабжения, является СЭС этого самолета, отличающегося повышенной энерговооруженностью, насыщенностью электромеханизмами и разнообразной электронной аппаратурой. Энергосистема этого четырехмоторного самолета с винтовентиляционной силовой установкой состоит из первичной СЭС трехфазного переменного тока нестабильной частоты 270-480 Гц напряжением 200/115 В и двух вторичных СЭС: трехфазного переменного тока постоянной частоты 400 Гц напряжением 200/115 В и постоянного тока 27 В. Первичная система электроснабжения объединяет четыре работающих раздельно и независимо друг от друга канала генерирования, имеет перекрестное резервирование, высокую степень защиты и автоматизации управления. Структурная схема одного канала СЭС соответствует схеме, показанной рисунке 4.
200/115 В, 400 Гц
200/115 В, f=var
27В
Рисунок 4 – Принципиальная структура первичноц СЭС Ан-70
Особенность системы электроснабжения Ан-70 заключается в отсутствии сложной и дорогостоящей интегральной привод-генераторной установки. Первичными источниками питания являются четыре генератора ГТ90НЖЧ12Н, установленных непосредственно на коробке приводов авиадвигателя имеющих масляное охлаждение. Маслосистемы генератора и двигателя объединены. Генератор обеспечивает номинальные параметры электроэнергии нестабильной частоты в диапазоне частоты вращения от 8100 до 14 400 об/мин при работе с блоком БРЗУ115ВОН. Каждый генератор подключается к шинам ЦРУ своего борта. Шины ЦРУ переменного тока переменной частоты двух генераторов одного борта объединены в одну коробку, размещенную в средней части фюзеляжа. В СЭС предусмотрено взаимное резервирование шин ЦРУ между каналами одного борта. При отказе основных источников одного борта происходит переключение шин ЦРУ на другой борт.
В качестве резервного источника электроэнергии на объекте используется ВСУ с генератором ГТ60ПЧ6, установленная в левом обтекателе шасси.
Вторичными источниками электроэнергии трехфазного переменного тока постоянной частоты 400 Гц напряжением 200/115 В являются шесть размещенных в хвостовом отсеке статических преобразователей частоты ПТС-15 мощностью 15 кВА каждый. Схема резервирования этих преобразователей осуществляется таким образом, что два резервных источника могут заменить вышедшие из строя преобразователи на любом борту. Две шины преобразователя частоты одного борта конструктивно объединены в одну коробку ЦРУ 200/115 В, 400 Гц, размещенную в средней части фюзеляжа. Система распределения переменного тока стабильной частоты выполнена по радиальной схеме.
Аварийными источниками питания этой СЭС являются два статических преобразователя ПТС-1600, установленных в подпольном пространстве.
Вторичная СЭС постоянного тока напряжением 27 В выполнена из четырех выпрямительных установок типа ВУ-6КН, размещенных в подпольном пространстве. Система распределения электроэнергии постоянного тока также построена по радиальной схеме. В системе имеются: два ЦРУ 27 В (по одному на каждом борту), РУ 27 В левое и правое, а также РУ 27 В левого и правого обтекателя шасси. Две секции основной шины и аварийная шина одного борта конструктивно объединены в одну коробку ЦРУ 27 В, установленную в средней части фюзеляжа. Каждое ВУ подключается к своей секции основной шины ЦРУ. В коробках РУ 27 В, размещенных в передней части фюзеляжа, также имеются две секции основных шин и аварийная шина.
В качестве аварийных источников СЭС постоянного тока используются аккумуляторные батареи 20НКБН-25, которые подключаются к аварийным шинам РУ 27 В обтекателей соответствующего борта.
Заключение
Таким образом тенденция повышения уровня автоматизации управления бортового оборудования привела к использованию систем мультикомплексного управления, выполненного на базе специализированных Цифровая вычислительная машина и общих информационных шин. Аппараты управления каналов генерирования и мультиплексных систем имеют глубокий встроенный самоконтроль с представлением результатов в цифровом виде на специальный интерфейс системы. В СЭС отечественных самолетах большое разнообразие ППЧВ, которые могут выполняться в качестве отдельной конструктивной единицы или объединенного с генератором агрегата.
На большинстве самолетов используется СЭС трехфазного переменного тока напряжением 115 В постоянной частоты 400 Гц и постоянного тока 27 В.
Библиографический список
1. Журнал «Авиация и космонавтика: вчера, сегодня, завтра». Сентябрь 2011г. с.1.
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/Ан-70.
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Airbus_A380.
4. http://ru.wikipedia.org/wiki/Boeing_787_Dreamliner.
5. http://ru.wikipedia.org/wiki/МС-21.
6. Электрооборудование летательных аппаратов : учебник для вузов. В двух томах / под ред. С.А.Грузкова. – М. : Издательство МЭИ, 2005.