Лекция №21,22,23

ЭЛЕКТРОПРИВОД

На ВС используются различные типы приводов. Основные из них — электрический, электрогидравлический и электропневматический. Электрический привод используется для управления стабилизатором, механизацией крыла, в системах запуска авиадвигателей, в системах приборного и навигационного оборудования, в топливных системах, насосных станциях, бытовом оборудовании, различных устройствах автоматики и т. п.

Электрогидравлический привод, состоящий из управляющей электрической части и силовой гидравлической части, используется преимущественно в системах, где требуется развивать большие усилия, например, в системах уборки и выпуска шасси, торможения колес, управления механизацией крыла, в системах управления ВС и т.п. Основа управляющей части электрогидравлического привода — электромагнитные краны, а силовой части — гидроцилиндры, гидромоторы.

Электропневматический привод в настоящее время используется преимущественно в системах запуска авиадвигателей, где исполнительным устройством является воздушный стартер. Система запуска двигателей, как правило, состоит из электрической (управляющей) и механической (силовой)

частей.

В любой системе запуска имеются система зажигания, устройство, регламентирующее запуск, программный механизм, электрические топливные краны, коммутационные устройства, устройства управления и сигнализации и т.д.

Электропривод состоит из электродвигателя (или электромагнита), преобразующего электрическую энергию в механическую, системы передачи движения и управляющего устройства. В зависимости от назначения в электроприводе используются электродвигатели различных типов (постоянного тока; переменного тока: синхронные, асинхронные, гистерезисные; трехфазные, двухфазные, однофазные). Мощность электродвигателей колеблется от долей ватта до 20 кВт с частотами вращения 2000...24000 об./мин.

В систему передачи движения от электродвигателя к исполнительному механизму входят редукторы, червячные, винтовые и тросовые передачи, муфты различных типов — фрикционные, электромагнитные, обгонные и др. Устройство управления также характеризуется большим разнообразием — от простых выключателей до логических и цифровых устройств.

Характерные неисправности электроприводных устройств связаны со спецификой их исполнения. Электродвигатели могут отказывать из-за разрушений подшипников, перегорания обмоток, обрывов и коротких замыканий в штепсельных разъемах и т.д. У двигателей постоянного тока, кроме того, могут происходить отказы из-за различных нарушений в щеточно-коллекторных узлах — сколы, зависание щеток, обрывы канатиков щеток и т.д.

Неисправности в редукторах и системах передачи движения связаны, как правило, с выработкой шестерен, черничных пар, что может быть связано с ухудшением смазки соответствующих устройств. Неисправности могут возникать в электромагнитных муфтах, электрической проводке, и системах управления, в коммутационной аппаратуре и т.д. Могут происходить разрегулировки ограничительных устройств — концевых выключателей.

Электроприводные устройства, как правило, проверяют при подготовке систем к полету или непосредственно в работе — на различных этапах полета, а также после их завершения. Так, топливные краны, насосы, электромеханизмы некоторых заслонок проверяют при их использовании во время подготовки соответствующих систем к запуску маршевых двигателей и после выключения двигателей. Приводные устройства закрылков контролируют перед полетом при их выпуске и после взлета при их уборке, а также перед и после посадки ВС. Электроприводные устройства систем запуска авиадвигателей проверяют при запуске.

Исправность приводных устройств контролируют по сигнальным табло, потребляемому току, по изменению напряжения в момент включения, по другим косвенным признакам — реакции системы на включение приводного устройства (звук, изменение давления топлива, воздуха и т.п.), по времени цикла работы электромеханизмов, например, заслонок, в том числе определяемых на слух.

Следует иметь в виду, что в электродвигателях постоянного тока рабочая поверхность коллектора должна быть чистой, без следов подгара коллекторных пластин. При этом следует отличать подгар от налета темно-синего цвета («политуры»), который появляется на поверхности коллектора через некоторое время наработки машины. Этот слой обеспечивает высокое качество работы щеточно-коллекторного узла и удалять его не следует.

При периодическом обслуживании электроприводные устройства проверяют без съема их с борта ВС одновременно с обслуживанием тех систем, в которых они установлены. Отдельные электромеханизмы, имеющие двигатели постоянного тока (например, светосигнальный маяк ОСС-61), для обслуживания снимают с борта. Снимают также любые электромеханизмы при появлении в них неисправностей. В лаборатории электромеханизмы ремонтируют, проверяют и по результатам проверки принимается решение о дальнейшем их использовании.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ПРИВОДОВ В ПОЛЕТЕ

Из всего комплекса электрооборудования ВС наибольшее влияние на безопасность полетов оказывает качество работы системы электроснабжения (СЭС). На всех режимах работы авиадвигателя и на всех этапах полета она должна обеспечивать заданные показатели качества электроэнергии согласно существующим требованиям.

Существенное влияние на безопасность полетов оказывают также электрические и электрогидравлические приводы рулевого управления, шасси и средств механизации крыла ВС.

Требования к качеству электроэнергии систем электроснабжения ВС изложены в ГОСТ 19705—89. Так, в установившемся режиме СЭС переменного трехфазного тока напряжением 115/200 В (фазное/линейное) с номинальной частотой 400 Гц на входах потребителей должна обеспечивать характеристики качества электроэнергии, приведенные в табл. 12.8 (здесь и далее приведены значения только для фазных напряжений).

СЭС постоянного тока с номинальным напряжением 27 В на входах потребителей должна обеспечить напряжение: при нормальной работе — 24...29,4 В; при ненормальной работе — 21...33 В; при аварийной работе — 18...31 В; в точке регулирования — 27...29 В.

В полете экипаж контролирует исправность работы системы электроснабжения, а также потребителей электроэнергии. Периодичность контроля СЭС, контролируемые параметры и их значения для каждого типа ВС, как правило, указаны в Руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ). На ряде ВС, например на Ил-86, работа систем электроснабжения переменного и постоянного тока в горизонтальном полете должна контролироваться не реже, чем через каждые 30 минут.

Для контроля используются амперметры, вольтметры, частотомеры, мнемосигнализаторы и т.п. На самолетах Ил-96-300, Ту-204 и других современных и перспективных самолетах состояние СЭС может контролироваться с помощью мнемокадров, вызываемых на экран индикатора ИМ системы КИСС.

В качестве примеров на рис. 12.1—12.3 показаны три из возможных видов кадра № 1 «Состояние СЭС», на рис. 12.3 — кадр № 2 СЭС «Напряжения СЭС» (Ил-96-3000).

На схемах выходные мощности генераторов и выпрямительных блоков отображаются в относительных единицах (от номинальных значений). Для аккумуляторных батарей цифры определяют токи их нагрузки.

Символы отказавших элементов имеют желтый цвет. Нормально работающие элементы имеют зеленый цвет.

На рис. 12.3 показан примерный вид мнемокадра № 2 СЭС при питании бортсети от наземного источника переменного тока или от генератора ВСУ при включенных преобразователях ПОС.

Место и время появления отказов записываются в ЭЗУ ССЛО.

При отказе генератор автоматически отключается от сети. При этом следует отключить его привод, а затем нажать на кнопку-табло генератора.

Однако при отключении генератора из-за останова двигателя можно после запуска двигателя повторно включить генератор. Поэтому отключать привод в этом случае нельзя.

Рис. 12.1. Кадр СЭС при ее нормальной работе

При отказе канала генератора ЦСО работает в режиме проблеска (мигает), звучит гонг, светится желтым цветом слово «ОТКАЗ» на кнопке-табло САС соответствующего генератора, на экране КИСС появляется текст вида «Генераторный канал левого (или правого) борта отказал».

При отказе двух и трех генераторов на индикаторе КИСС дополнительно дается текст инструкции по действиям экипажа. Подобным же образом работает КИСС при появлении коротких замыканий в ЦРУ каналов генераторов.

О качестве электроэнергии и работе СЭС в целом судят также по исправной работе потребителей электроэнергии.

Рис. 12.2. Кадр 1 СЭС при отказе генератора № 3

Исправность аккумуляторных батарей контролируют по мнемокадрам КИСС, по показаниям амперметров зарядных токов. При необходимости экипаж может проверить напряжение аккумуляторных батарей, предварительно отключив их от бортсети. Во избежание разрушения щелочной аккумуляторной батареи за счет теплового разгона особое внимание следует обращать на значение зарядного тока. При его увеличении, например, у батареи 20НКБН-25 до 25 А и выше ее следует отключить от бортсети.

Исправность обогревательных элементов аккумуляторных батарей проверяют после запуска двигателей. Обогрев батарей оставляют включенным, если полет выполняется в условиях отрицательных температур. В полете аккумуляторные батареи должны быть постоянно включены. Они выключаются только после полного останова авиадвигателей.

Генераторы переменного и постоянного тока должны подключаться к соответствующим шинам после запуска авиадвигателей. На ВС, где предусмотрена параллельная работа генераторов (например, двух подсистем (бортов) на самолете Ил-86), разрешается подключать генератор к шине параллельной работы при установившейся частоте генератора 396...404 Гц не ранее, чем через 6... 10 с после включения в сеть первого генератора данной подсистемы.

Рис. 12.3. Кадр 2 СЭС «Напряжения СЭС»

Включать мощные потребители в момент включения генераторов на параллельную работу не рекомендуется, так как это может привести к недопустимому увеличению тока в цепях параллельной работы. При параллельной работе генераторов на земле и в полете допускается колебание тока в пределах 20±10 А и частоты сети — в пределах ±4 Гц.

При нормальной работе генераторов переменного тока и в целом СЭС особого вмешательства экипажа в их работу не требуется. В полете контролируется напряжение и ток, отдаваемый каждым из генераторов, который не должен превышать заданного значения. Например, ток, отдаваемый длительно генератором ГТ40ПЧ6, не должен превышать ПО А, а в течение двух часов — не более 140 А.

Выключаются генераторы после полета перед выключением авиадвигателя.

На самолетах, у которых основной СЭС является система переменного трехфазного тока, неисправный генератор отключается от соответствующей шины автоматически но сигналам от средств защиты.

В случае автоматического отключения следует выключатель этого генератора поставить в выключенное положение, а затем снова включить. Если при этом генератор не подключится к бортсети (что контролируется по приборам и сигнализаторам), то следует выключатель поставить в выключенное положение до окончания полета. На некоторых самолетах выключение генератора следует продублировать кнопкой аварийного отключения.

На самолетах, у которых каждый из генераторов подключен к определенной шине и обеспечивает питание определенной группы потребителей электроэнергии, при отказе одного из генераторов оставшиеся исправными генераторы СЭС, как правило, обеспечивают бесперебойное питание основной части потребителей. Так, на самолете Ту-154 при отказе одного из трех генераторов и при включенной противообледенительной системе (ПОС) предкрылков автоматически отключается бытовое оборудование, а все остальные потребители полностью обеспечиваются электроэнергией. При отказе двух генераторов отключается ПОС предкрылков и бытовое оборудование. При этом для обеспечения работы ПОС предкрылков следует запустить ВСУ и использовать для этой цели четвертый резервный генератор ГТ40ПЧ6.

На любом ВС при отказе всех основных генераторов в полете и до включения генератора ВСУ питание жизненно важных потребителей электроэнергии осуществляется от аварийного источника — аккумуляторных батарей. От них питаются следующие потребители: аварийный авиагоризонт, УКВ радиостанция, переговорное устройство, бортовой самописец, аварийное и дежурное освещение, система пожаротушения, система выпуска шасси, гидросистема самолета, бортовые огни, посадочные фары и т.д. В зависимости от типа ВС число жизненно важных потребителей электроэнергии различно.

При переходе на питание от аккумуляторных батарей экипаж обязан следить за напряжением, которое может вначале медленно уменьшаться с 24 до 20 В, а затем резко падать

и становиться недостаточным для обеспечения питанием

потребителей электроэнергии.

Время работы аккумуляторных батарей в полете при отказе генераторов ограничено. Так, на самолете Як-42 при обеспечении питанием всех предусмотренных потребителей электроэнергии с учетом одной попытки запуска ВСУ это время составляет около 16 минут, без попытки запуска ВСУ — около 18 минут. Запуск ВСУ на этом самолете разрешается выполнять не позднее, чем через 9 минут после отказа всех генераторов. При большем времени запуск маловероятен. На самолете Ил-86 это время составляет 12 минут.

Для увеличения общего времени питания наиболее важных потребителей электроэнергии часть из них можно переводить в режим кратковременного выключения или отключать вообще. Например, на некоторых ВС при определенных условиях полета отключаются топливные насосы. Тогда топливо к авиадвигателям поступает самотеком. При этом емкости аккумуляторных батарей для оставшихся включенными потребителей может хватить только для полета ВС в течение часа.

Для обеспечения запуска ВСУ экипаж обязан выполнить экстренное снижение: для ряда ВС — до высоты 3000 м, а для Ил-86 — до 4000 м. После запуска ВСУ и подключения ее генераторов к бортсети включают отключенные потребители, контролируя ток генератора. При этом необходимо произвести посадку ВС на ближайший аэродром. Если запуск ВСУ от аккумуляторных батарей не удался, то производить повторный запуск запрещается, так как он менее вероятен, а емкость аккумуляторных батарей ограничена.

Эксплуатация в полете потребителей электрической энергии заключается в использовании их по назначению, контроле параметров и их отключении в случае каких-либо неисправностей. При выявлении неисправностей принимают меры по их локализации, включению резерва, если такой предусмотрен, принятию других мер — изменению режима работы системы, режима полета и т.д.

Как правило, отказавшие потребители, приборы, системы в полете не восстанавливают. Эти работы выполняют после завершения полета. В случае перегорания предохранителей во время полета они могут заменяться на исправные. Для этого на борту имеется запасной комплект некоторых 11 предохранителей.

На ВС, на которых для защиты цепей потребителей электроэнергии установлены автоматы защиты сети (АЗС), запрещается удерживать их вручную во включенном состоянии после срабатывания. Контроль состояния приводов рулевого управления, шасси и механизации крыла осуществляется по мнемокадру «УПР», вызываемого на экран ИМ КИСС с пульта управления. Этот кадр показан на рис. 11.4. Здесь индексы указывают положения внешних и внутренних элеронов, интерцепторов, стабилизатора, ручки (3) управления закрылками и предкрылками, шасси (5), механизма Кшн (2), механизма расцепления проводки руля высоты (7).

В строке «КОРРЕКЦ» дается текстовая информация о работе системы управления предкрылками и закрылками (СПЗ). Словом «КОРРЕКЦ» (зеленого цвета) определяется, что СПЗ работает в режиме коррекции. Вместо этого слова может быть выдано слово «СЛЕДЯЩ» (зеленый цвет), определяющее работу СПЗ в следящем режиме. Высвечивание на этом месте «СПЗ ОТКЛ» (белый цвет) информирует об отключении системы управления.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите типы кислотных и щелочных ААБ. Расшифруйте их коды.

2. Какие неисправности характерны для обоих видов ААБ?

3. Поясните причину сульфатации кислотных ААБ и способ ее устранения.

4. От каких факторов зависит емкость кислотной ААБ?

5. Объясните причины и возможности последствия теплового разгона щелочных аккумуляторов.

6. В чем заключается оперативное ТО ААБ?

7. В чем заключается периодическое ТО ААБ?

8. Как определить степень заряженности ААБ?

9. Каковы правила приготовления электролита для кислотной ААБ?

10. Какова технология приведения в рабочее состояние новой щелочной ААБ?

11. Назовите типы и характерные неисправности генераторов постоянного тока.

12. Перечислите возможные причины искрения щеток генераторов.

13. Как контролируется работоспособность генераторов на земле и в полете?

14. Назовите типы и характерные неисправности генераторов переменного тока.

15. Назовите возможные неисправности привод-генераторов переменного тока.

16. Каково содержание периодических ТО генераторов и привод-генераторов?

17. Какие работы выполняются при оперативных и периодических ТО первичных СЭС ВС нового поколения?

18. Перечислите типы и характерные неисправности электромашинных и статических преобразователей электроэнергии.

19. Какие работы выполняются при оперативных и периодических ТО электромашинных преобразователей электроэнергии?

20. Какие средства применяются для защиты электрической сети?

21. Каковы характерные неисправности аппаратов защиты сети? Правила их ТО.

22. Какие неисправности характерны для коммутационной аппаратуры?

23. Поясните маркировку коммутационной аппаратуры.

Системы противопожарной защиты

На современных ВС предусмотрен ряд мер, направленных на предотвращение возникновения и распространения пожара, а также мер по ликвидации пожара в случае его возникновения. В частности, в конструкции ВС:

• применены противопожарные перегородки в районе маршевых двигателей;

• произведена металлизация всех элементов конструкции;

• установлены антистатики и статические разрядники для предотвращения скапливания статического электричества и его искрового разряда;

• в топливных магистралях установлены перекрывные (пожарные) краны и т.п.

Кроме того, все ВС оборудованы системами противопожарной защиты (СПЗ), в которую входят системы:

• автоматической сигнализации о возникновении перегрева и системы сигнализации пожара (ССП) в гондолах двигателей и ВСУ;

• сигнализации о появлении дыма в отсеках ВС;

• автоматического и ручного управления средствами тушения пожара.

На многих ВС предусмотрено автоматическое включение системы противопожарной защиты при посадке с невыпущенными шасси. В этом случае огнегасящий состав подается в зону наиболее вероятного возникновения пожара — в мотогондолы двигателей и ВСУ.

СПЗ современных типов ВС ГА принципиально не отличаются друг от друга. Различия касаются конкретных электрических схем, конструкций функциональных блоков систем. Так, на разных типах ВС установлены системы сигнализации пожара (в мотогондолах, отсеках ВСУ и т.п.)

типов ССП-2А, ССП-ФК, АССПП, а также системы сигнализации о пожаре внутри двигателя — ССП-7, ССП-12 и др.

Соответствующая информация из этих систем подается в систему аварийной сигнализации (САС), на табло ЦСО, в систему речевой информации (РИ), в бортовой регистратор МСРП, в систему КИСС (соответствующих типов ВС), а также в систему пожаротушения.

В систему пожаротушения в гондолах двигателей и ВСУ входят:

• баллоны огнетушителей УБС-10-5 с огнегасящим составом;

• трубопроводы подачи состава от УБС к распылительным коллекторам в месте пожара;

• коммутационная и сигнальная аппаратура.

Характерными неисправностями ССП являются:

• разрушения (перегорания) термоэлектрических спаев в датчиках пожара;

• перегорания ламп в датчиках обнаружения (сигнализаторах) дыма;

• отказы чувствительных реле в исполнительных блоках, которые могут приводить к ложным срабатываниям ССП. Последние могут происходить также из-за нарушения герметичности коммуникаций горячего воздуха, отбираемого от двигателя в зонах установки датчиков;

• снижения сопротивления изоляции цепей датчиков (что, например, имело место в системах ССП-ФК с электронными чувствительными реле на вертолете Ми-8, когда сопротивление изоляции становилось равным 320—350 кОм вместо 20 МОм по норме).

Бывают случаи обрывов в цепях датчиков управления и сигнализации.

Информация о неисправностях выдается:

• на табло САС;

• на экраны КИСС;

• на торцевые панели кнопок-табло включения соответствующих систем и в МСРП.

В случае перегрева световая индикация имеет желтый цвет, в случае пожара — красный цвет. Кроме того, может выдаваться звуковая сигнализация (гонг, звонок, речевое сообщение).

Оперативное ТО. При подготовках к полету, а также при контрольном запуске хотя бы одного из двигателей, системы ССП обязательно проверяют с помощью системы встроенною контроля (СВК). На разных типах ВС проверки имеют свои особенности.

При проверке соответствующим коммутационным устройством (включатель, переключатель или АЗС), систему переводят в режим проверки, при котором исключается срабатывание пиропатронов. Затем, как правило, пакетными переключателями поочередно проверяют исправность

испей датчиков пожара и пиропатронов огнетушителей. При этом через датчики пропускается слабый электрический ток. Если цепи датчиков исправны, то срабатывают исполнительные блоки и все остальные элементы схемы, кроме пиропатронов.

Малые токи, пропускаемые через нити накала пиропатронов, не вызывают их срабатывания.

Об исправности цепей пиропатронов судят по сигнальным лампочкам в этих цепях. В случае перегорания лампы ной сигнализации ее необходимо заменить на лампу точно того же типа. Установка лампы большей мощности может привести к срабатыванию пиропатрона в процессе его контроля.

Проверяется исправность электромагнитных кранов и других элементов системы. По окончании проверки систему возвращают в рабочее состояние.

Проверяется внешнее состояние датчиков дыма в соответствующих отсеках самолета, с помощью СВК контролируется работоспособность системы сигнализации дыма.

Контроль исправности системы сигнализации о перегреве и пожаре. Перед каждым полетом с помощью системы встроенного контроля выполняется проверка исправности системы сигнализации о перегреве и пожаре в гондолах двигателей и системы сигнализации о пожаре в отсеке ВСУ.

Элементами управления системой встроенного контроля являются:

• кнопки-табло системы, размещенные на панели контроля систем на рабочем месте бортинженера;

• кнопка «БЛОКИ» на правом и левом пультах управления КИСС.

Проверка начинается с включения кнопки «БЛОКИ» на одном из пультов управления КИСС для полного вывода за пределы экрана КИСС всей имеющейся на нем информации. При каждом нажатии кнопки с экрана снимается одна строка информации.

Затем система включается в режим контроля. При этом загорается синим цветом кнопка-табло «ВКЛ» и обесточиваются цепи пиропатронов огнетушителей.

В течение цикла контроля (^30 с) мигает белым цветом кнопка-табло «ИСПРАВН», на время примерно 20 секунд появляется на экране КИСС вся предусмотренная выдачей на экран информация по системе, высвечиваются надписи на всех табло систем сигнализации о перегреве, пожаре и возникновении дыма на табло ЦСО и на табло включения пожаротушения, а также срабатывает речевая информация.

После окончания цикла проверки загорается (прекращает мигать) табло кнопки включения контроля. Если в системе имеются неисправные элементы, табло «ИСПРАВН» гаснет, а на экране КИСС остается информация о неисправных элементах в виде принятого для каждого элемента кода (например, СПЗ:43, СПЗ: 112 и др.).

Для расшифровки кодов всех элементов СПЗ имеется специальная таблица, приведенная в разделе 26 Руководства по технической эксплуатации самолета.

После проверки систем пожаротушения и сигнализации

встроенным контролем, снятие блокировки включения пиропатронов огнетушителей обеспечивается повторным нажатием кнопки «ПОЖАРН ЗАЩИТА ПОДГОТОВКА», при котором табло «ВКЛ» гаснет, а при последующем нажатии кнопки «БЛОКИ» на экране КИСС появляется сообщение: «Нет данных от БКК», что подтверждает перевод СПЗ с режима проверки в режим готовности к работе.

П р е д у п р е ж д е н и я. 1. Для предупреждения несанкционированного срабатывания пиропатронов огнетушителей запрещается прерывать цикл контроля.