飞机机载机电系统CZ

飞机机载机电系统学习总结01.机载机电系统定义与组成02.机载机电系统子系统介绍03.机载机电系统设计与仿真目录01机载机电系统定义与组成机载机电系统定义与组成定义：飞机上执行飞行保障各项功能的系统的总称。典型组成：电源、燃油、液压、第二动力、机轮刹车、环境控制和生命保障系统。•民用飞机机电系统包括电源、第二动力、液压、燃油、环境控制、防护救生、机轮刹车和生活设施等系统•典型战斗机的机电系统包括电源、第二动力、液压、燃油、环境控制、机轮刹车、弹射救生和生命保障等系统•大型运输机的机电系统包括电源、第二动力、液压、燃油、环境控制、机轮刹车、防护救生、空降空投、货物运输和生活设施等系统02机载机电系统子系统介绍1，电源系统电力系统分为供电系统和用电设备，供电系统分为电源系统和配电系统。现代飞机主电源系统有四种类型:28V低压直流电源，270V高压直流电源，400Hz恒频交流电源和360-800Hz115/200V变频交流电源电源系统中有主电源、辅助电源、应急电源和二次电源1.1.1，主电源飞机主电源由发电机及其传动、调节、控制、保护装置等组成，向正常飞行的飞机用电设备供电。主电源不工作时由辅助电源或地面电源供电。功用：各自由所在发动机驱动，向飞机用电网络供电，保证飞机机载用电设备正常工作。性能参数：功率90KVA，电压115/200V，频率400HZ1.1.2，辅助电源常用的辅助电源是航空蓄电池或辅助动力装置驱动的发电机。功用：在飞机上可替代任何一台故障发电机，在地面未接入电源车时向飞机电网供电。性能参数：功率90KVA，电压115/200V，频率400HZ1.1.3，应急电源在飞行中主电源一旦发生故障不能正常供电时，由应急电源供电。常用的应急电源有航空蓄电池和风动涡轮发电机。功用：在主电源（IDG）和辅助电源（APU.G）失效时给AC/DC重要汇流条供电。性能参数：功率5KVA，电压115/200V，频率400HZ1.1.4，二次电源二次能源（以下简称次电源）是将主电源一种型式的电能转变为不同电压、不同电流和不同质量电能的设备，以满足不同用电设备对不同形式电能的要求。功用：将115/200V三相交流电转换为28V直流电，向飞机直流电网供电。性能参数：输出电压28V,输出电流200A。1.1.5，混合电源与地面电源插座混合电源就是同时采用两种主电源。地面电源插座功用：飞机在地面时，连接地面电源向飞机电网供电。1.2.1，配电系统A320配电系统是单独供电，当有两个交流电源向飞机电网供电时，这两个电源分别向各自的交流/直流汇流条供电，并不并联。1.2.2，供电优先级1，同侧IDG2，外接电源3，APU发电机4，异侧IDG1.2.3，发电机控制组件GCU1，控制发电机输出电压，频率2，控制发电机接触器GLC，保护电网3，电瓶充电限制器BCL，控制电瓶充电保护电瓶，防止过热或短路。•1.容易实现多台发电机与蓄电池的并联供电，保证不中断供电，供电安全可靠。•2.直流电动机的启动，调整性能好。因此，直流供电系统实现电力控制和操纵比较方便。•3.直流发电机可以作为电力起动电动机使用，一机两用可以减轻设备总重量。•4.由于电压低，各种有触头转换的电路设备制造容易，体积小，比较安全可靠。•5.低压直流供电系统理论和技术不太复杂。整体维护性好。全周期维护费用也不高。1.3，低压直流供电系统的优点•在多电飞机方兴未艾的大环境下，变频交流电源或交、直流混合供电系统在大型民用飞机领域将得到更广泛的应用和更大的发展;而270V高压直流电源系统在军用轻型飞机领域备受青睐，是目前研发的一个热点和重点。飞机起动/发电系统的高速化、集成化、高可靠性和高功率密度也必然是现代飞机电源系统的发展趋势。1.4，未来机载电源系统发展趋势2，第二动力在飞机上加装一套或几套独立于主发动机的不依赖机外任何能源自成体系的小型燃气涡轮（装置）动力系统，提供气、电、液及轴功率，以满足发动机起动、应急能源或其他辅助能源的不同需要。这类动力系统统称为第二动力系统。辅助动力装置(APU)、应急动力装置(EPU)、综合动力装置(IPU/AEPU)和超级组合动力装置(SIPU)等均属于第二动力系统的范畴。2.1，第二动力功用在现代很多军民飞机上，为了减少对地面（机场）供电设备的依赖，都装有辅助动力设备。它的功用主要是为带动主发动机起动的空气涡轮起动机和飞机环控系统提供压缩空气，同时带动发电机向飞机提供电源。2.2，不同状态下第二动力作用2.3，辅助动力装置APU严格来说APU单独并不能称为“第二动力系统”，APU在飞机上需要与其他附件和系统配合工作，才能构成完善的第二动力系统，比如说在大型运输机或客机上，APU主要的配套系统包括空气涡轮起动机、发电机和传动压缩空气的管路与阀门。战斗机上则相对复杂一点，APU会与应急动力装置、液压泵、空气涡轮起动机和相关系统共同工作，构成第二动力系统。2.4，APU与一般发动机的区别辅助动力装置APU，目前实际上按照其功率和推力大小，是主要划在中小型航空发动机中的。APU一般是专门设计的小型燃气涡轮发动机，它具有功率输出轴、压缩空气引气装置和自动控制装置等，也有少数是用小型涡轮螺旋桨发动机改装而成的，它们都具有独立的燃油、滑油、起动、冷却等系统和相应的安全装置。一般航空发动机有的它都有，只是要小一些结构简单一些。•1，满足发动机起动快、功率增大的需要；•2，满足飞机电源系统、空调系统等对能源的更多需要；•3，提高先进作战飞机的自足能力(不依赖地面支援设备完成地面维护、主发动机起动以及在较长时间内提供辅助功率的能力)；•4，在地面发动机不工作时向飞机供电、向空调等系统提供能源，完成飞机地面维护检测等任务；•5，先进作战飞机的电传操纵和主动控制技术，要求在所有飞行条件下不间断地向飞行控制系统提供电能和液压能源，第二动力系统能够使飞机在主液压系统和(或)主供电系统失效后几秒钟内立即提供应急液压动力和(或)应急电力；•6，先进第二动力系统改善了发动机空中再起动性能(扩大空中起动包线、缩短起动时间)，保证作战飞机的飞行安全，提高生存能力；•7，优化发电机、液压泵等机载设备的布局。满足飞机的系统综合化要求。2.5，第二动力系统作用总结3，液压系统•定义：飞机液压系统是指飞机上以油液为工作介质，靠油压驱动执行机构完成特定操纵动作的整套装置。•优点：:单位功率重量小、系统传输效率高、安装简便灵活、惯性小、动态响应快、控制速度范围宽、油液本身有润滑作用、运动机件不易磨损。•特点：液压系统广泛使用各系统中为它们提供动力源，分部范围广包括起落架和起落架舱、液压\勤务舱、货舱、机尾、发动机短舱及吊架、大翼后梁、电子舱等各个区域。3.1，液压系统定义及优点和特点3.2，液压系统组成部分及用途1，供压部分：包括主油泵、应急油泵和蓄能器等，主油泵装在飞机发动机的传动机匣上，由发动机带动。蓄能器用于保持整个系统工作平稳。2，执行部分：包括作动筒、液压马达和助力器等。通过它们将油液的压力能转换为机械能。3，控制部分：用于控制系统中的油液流量、压力和执行元件的运动方向，包括压力阀、流量阀、方向阀和伺服阀等。4，辅助部分:保证系统正常工作的环境条件，指示工作状态所需的元件，包括油箱、导管、油滤、压力表和散热器等。3.3，飞机液压系统原理（1）•飞机液压系统以油液为工作介质，靠油压驱动执行机构完成特定操纵动作。•为保证液压系统工作可靠，特别是提高飞行操纵系统的液压动力源的可靠性，现代飞机上大多装有两套(或多套)相互独立的液压系统。•公用液压系统用于起落架、襟翼和减速板的收放，前轮转弯操纵，驱动风挡雨刷和燃油泵的液压马达等;同时还用于驱动部分副翼、升降舵(或全动平尾)和方向舵的助力器。•助力液压系统仅用于驱动上述飞行操纵系统的助力器和阻尼舵机等，助力液压系统本身也可包含两套独立的液压系统。•为进一步提高液压系统的可靠性，系统中还并联有应急电动油泵和风动泵，当飞机发动机发生故障使液压系统失去能源时，可由应急电动油泵或伸出应急风动泵使液压系统继续工作。3.3，飞机液压系统原理（2）3.4，从形式和功能上区分机载液压系统•飞机上的液压系统与地面上的一样，都是利用液体在导管中流动和传递压力进行工作：现代飞机上的起落架、襟翼等收放部件、刹车系统和绗棉操纵、发动机的进气锥、放气门等几乎都用液压传动，随着自动控制技术的发展，越来越多地采用具有余度控制的液压伺服控制系统。•液压系统从形式和功能上区分，有液压传动系统和液压伺服控制系统，两者的区别在于液压伺服控制系统具有反馈装置，使执行元件的输出量反馈回去与输出量进行比较，由所得偏差来控制系统。•1，在输出相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。因液压传动无电磁损耗，机械磨损很小，因此效率高；•2，液压传动惯性小，动作迅速、反应快；•3，传动无间隙、运动平稳、不易受外负载影响，便于频繁换向和低速平稳移动；•4，要压力足够，又有很大的功率放大系数，利用液体高压可以克服巨大的负载；•5，操纵、调节、控制简单，易实现自动化。3.5，液压传动较机械、电力、气压传动优势4，燃油系统4.1，燃油系统定义飞机燃油系统是指飞机燃油从包括油箱（储存）到发动机驱动泵之间的整个供油管路系统（整套装置）•1，存储燃油•2，在规定的飞行条件下安全可靠地把燃油输送到发动机和APU•3，调整中心位置，保持飞机平衡•4，作为冷却源冷却其他附件（滑油、液压油热交换器）4.2，燃油系统的四大功能4.3，燃油系统组成（油箱）除了左右机翼油箱和中央油箱（发动机和APU用油），飞机有可能有后部油箱和配平油箱。4.3，燃油系统组成（通气增压系统）基本组成：通气油箱和通气口、通气管、浮子活门（防止油液进入通气管内）、防溢油箱（溢流燃油回流中央油箱）、通气增压管道（使油箱内部始终保持比外界气压略高的气压）。4.3，燃油系统组成（供油/输油系统）供油系统分重力供油和压力供油。压力供油利用供油泵引射泵供油。4.3，燃油系统组成（放油系统）1，地面放油系统，维护油箱或油箱附件时，有时候需要放掉油箱中的燃油。2，空中放油系统，保证飞机在起飞过程中有故障时，能够安全返回机场或迅速爬升到安全高度。4.3，燃油系统组成（加油系统）加油系统分为重力加油和压力加油，压力加油包括加油接头和加油控制面板、加油管和控制活门、满油浮子活门。提高了加油过程的安全性和防止油液污染提高飞机飞行安全性。4.3，燃油系统组成（油量指示系统）油量指示系统有浮子式、电子式、油尺油量指示系统三种。4.3，燃油系统组成（输油控制系统）飞机上有很多油箱，因为飞机平衡的需要，输油控制系统会根据每个油箱的传感器系统判断燃油剩余量，按照规定要求自动分配每个油箱的用油顺序。5，环境控制系统5.1，环境控制系统定义和组成飞机环境控制系统是保证飞机座舱和设备舱内具有乘员和设备正常工作所需的适当环境条件的整套装置。飞机环境控制系统包括座舱供气和空气分配、座舱压力控制、温度控制、湿度控制等。•现代飞机的环境控制系统以控制座舱和设备舱的压力和温度为主，它包括增压座舱、座舱供气和空气分配、座舱压力控制、温度控制和湿度控制等。•增压座舱是使舱内压力高于环境气压并按高度自动调节，保持舱内空气清洁。•增压气源有两种方式:一是以发动机压气机出口引出的增压空气作为供气源，其优点是简单、可靠，已得到广泛应用;另一种是采用从周围大气中吸入空气，经增压后供气。•飞机的空气分配系统是使调温空气流入舱内造成均匀的、令人舒适的空气环境，并要求气流噪声小。旅客机备有个人通风嘴、旅客可随意调节通风量和气流方向。5.2，座舱压力控制实现座舱压力控制的主要装置是座舱压力调节器，它由控制器和排气活门(执行机构)等组成。它的功用是使座舱的绝对压力按预定的规律随飞行高度而变化。这种变化规律也称座舱压力制度。这种制度通常因飞机类型而异。压力调节器的另一功用是使座舱压力变化速度保持在适当的范围内。此外，飞机还有一些应急装置，用于在压力调节器失效或其他必要情况下控制座舱压力，保证飞行安全5.3，