14

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

«УТВЕРЖДАЮ»

Начальник военной кафедры МИРЭА

В. Введенский

«_____»_______________2011 г.

Военно – специальная подготовка

(ВУС 541100)

Дисциплина ВСП.01

«Основы авиационной техники»

(программа издания 2008 года)

Раздел 2. Основы авиационной техники

Тема 6 Авиационное оборудование (ао) ле­та­тель­ных аппаратов. Комплексы авиационного вооружения (ав).

Групповое занятие

Рассмотрено на заседании цикла

Протокол №_____________________

От “______”_______________2011 г.

Москва 2011 г.

Занятие 6.2 «Виды авиационного оборудования»

Цель: изучить назначение, состав электрооборудования, системы обеспечения жизнедеятельности экипажа ЛА и бортовых устройств регистрации полётных данных.

Учебные вопросы:

1. Электрооборудование ЛА.

2. Системы обеспечения жизнедеятельности экипажа ЛА.

3. Бортовые устройства регистрации полётных данных.

1. Электрооборудование ла

1.1. Сис­те­мы элек­тро­снаб­же­ния

Элек­тро­обо­ру­до­ва­ние ЛА вклю­ча­ет раз­лич­ные сис­те­мы элек­тро­снаб­же­ния (СЭС).

СЭС пред­на­зна­че­ны для обес­пе­че­ния бор­то­во­го обо­ру­до­ва­ния ЛА элек­три­че­ской энер­ги­ей тре­буе­мо­го ка­че­ст­ва (уров­ня на­пря­же­ния, час­то­ты, фор­мы и др.) в лю­бых ус­ло­ви­ях по­ле­та.

Для пи­та­ния бор­то­во­го обо­ру­до­ва­ния ЛА ис­поль­зу­ет­ся:

- элек­три­че­ская энер­гия по­сто­ян­но­го то­ка с на­пря­же­ни­ем на клем­мах по­тре­би­те­ля 27 В,

- пе­ре­мен­но­го трех­фаз­но­го тока с напряжением 208 В, а так­же пе­ре­мен­но­го трех­фаз­но­го то­ка с на­пря­же­ни­ем 36 В с час­то­той 400 Гц,

- и од­но­фаз­но­го 115 В то­ка с час­то­той 400 Гц.

В со­от­вет­ст­вии с этим на ЛА ус­та­нав­ли­ва­ет­ся не­сколь­ко СЭС раз­лич­но­го ро­да то­ка и уров­ня на­пря­же­ния.

В об­щем слу­чае СЭС ЛА со­дер­жит (таблица 1):

- ис­точ­ни­ки элек­три­че­ской энер­гии;

- ре­гу­ля­то­ры на­пря­же­ния и час­то­ты;

- ап­па­ра­ту­ру управ­ле­ния и за­щи­ты;

- бор­то­вую элек­три­че­скую сеть;

- уст­рой­ст­ва за­щи­ты це­пей пи­та­ния по­тре­би­те­лей элек­тро­энер­гии от воз­дей­ст­вия ра­дио­по­мех, им­пуль­сов элек­тро­маг­нит­ных из­лу­че­ний и ста­ти­че­ско­го элек­три­че­ст­ва.

Для по­вы­ше­ния на­деж­но­сти функ­цио­ни­ро­ва­ния СЭС в них пре­ду­смат­ри­ва­ют­ся ос­нов­ные, ре­зерв­ные и ава­рий­ные ис­точ­ни­ки элек­тро­энер­гии.

Ос­нов­ные ис­точ­ни­ки ис­поль­зу­ют­ся в нор­маль­ных ус­ло­ви­ях по­ле­та ЛА (авиа­ци­он­ные ге­не­ра­то­ры по­сто­ян­но­го и пе­ре­мен­но­го то­ка и бор­то­вые ак­ку­му­ля­тор­ные ба­та­реи), ре­зерв­ные - при не­дос­тат­ке мощ­но­сти в СЭС, обу­слов­лен­ную от­ка­за­ми или от­клю­че­ни­ем не­ко­то­рых ос­нов­ных ис­точ­ни­ков, ава­рий­ные - для пи­та­ния жиз­нен­но важ­ных сис­тем при от­ка­зах ос­нов­ных и ре­зерв­ных ис­точ­ни­ков.

Раз­ли­ча­ют пер­вич­ные и вто­рич­ные ис­точ­ни­ки элек­три­че­ской энер­гии.

В пер­вич­ных ис­точ­ни­ках для про­из­вод­ст­ва элек­три­че­ской энер­гии ис­поль­зу­ет­ся ме­ха­ни­че­ская энер­гия си­ло­вой ус­та­нов­ки (элек­три­че­ские ге­не­ра­то­ры) или дру­гие ви­ды энер­гии (хи­ми­че­ские ис­точ­ни­ки то­ка - ак­ку­му­ля­то­ры, сол­неч­ные ба­та­реи и др.).

Вторичные источники питания предназначены для снабжения элек­тро­энер­гией по­тре­би­те­лей ЛА, у ко­то­рых род то­ка, ве­ли­чи­ны на­пря­же­ния или час­то­ты ины­е, чем у ге­не­ра­то­ров. Роль вторичных источников выполняют выпрямительные устройства и пре­об­ра­зо­ва­те­ли то­ка.

Ре­гу­ля­то­ры на­пря­же­ния и час­то­ты обес­пе­чи­ва­ют под­дер­жа­ние на­пря­же­ния и час­то­ты то­ка в за­дан­ных пре­де­лах при из­ме­не­нии ре­жи­ма ра­бо­ты си­ло­вой ус­та­нов­ки и на­груз­ки в сис­те­ме. Для по­строе­ния ре­гу­ля­то­ров на­пря­же­ния и час­то­ты ис­поль­зу­ют­ся уголь­ные ре­гу­ля­то­ры, маг­нит­ные уси­ли­те­ли, по­лу­про­вод­ни­ко­вые при­бо­ры и ин­те­граль­ные мик­ро­схе­мы (ИМС).

Ап­па­ра­ту­ра управ­ле­ния и за­щи­ты пред­на­зна­че­на для вклю­че­ния ис­точ­ни­ков элек­три­че­ской энер­гии под на­груз­ку и ав­то­ма­ти­че­ско­го от­клю­че­ния при от­ка­зах. Ос­но­ву этой ап­па­ра­ту­ры со­став­ля­ют элек­тро­маг­нит­ные ре­ле, ло­ги­че­ские эле­мен­ты на ба­зе ИМС и др. В ка­че­ст­ве ис­пол­ни­тель­но­го уст­рой­ст­ва ис­поль­зу­ют­ся кон­так­то­ры.

Бор­то­вая элек­три­че­ская сеть (рис.1) пред­став­ля­ет со­бой сис­те­му ка­на­лов пе­ре­да­чи элек­три­че­ской энер­гии от ис­точ­ни­ков к по­тре­би­те­лям и со­сто­ит из про­во­дов, рас­пре­де­ли­тель­ных уст­ройств, ком­му­та­ци­он­ной и за­щит­ной ап­па­ра­ту­ры.

Элек­три­че­ская энер­гия от ис­точ­ни­ков сна­ча­ла про­во­дит­ся к ши­нам цен­траль­ных рас­пре­де­ли­тель­ных уст­ройств (ЦРУ), а за­тем к пе­ри­фе­рий­ным рас­пре­де­ли­тель­ным уст­рой­ст­вам (РУ), от ко­то­рых про­из­во­дит­ся от­бор энер­гии для пи­та­ния бор­то­во­го обо­ру­до­ва­ния.

Рис. 1. Схема бортовой электрической цепи

Часть рас­пре­де­ли­тель­ной се­ти, свя­зы­ваю­щей РУ с ЦРУ при­ня­то на­зы­вать пер­вич­ной рас­пре­де­ли­тель­ной се­тью, а часть се­ти, обес­пе­чи­ваю­щей пи­та­ние по­тре­би­те­лей от РУ - вто­рич­ной рас­пре­де­ли­тель­ной се­тью. Для по­вы­ше­ния на­деж­но­сти в пер­вич­ных рас­пре­де­ли­тель­ных се­тях пре­ду­смат­ри­ва­ют­ся ли­нии ре­зерв­но­го пи­та­ния всех или не­сколь­ких РУ.

Для за­щи­ты СЭС от ко­рот­ких за­мы­ка­ний и пе­ре­гру­зок при­ме­ня­ют­ся плав­кие пре­до­хра­ни­те­ли и те­п­ло­вые ав­то­ма­ты.

Таблица 1

Общая характеристика первичных источников электроэнергии ЛА.

Авиа­ци­он­ные ге­не­ра­то­ры по­сто­ян­но­го то­ка обес­пе­чи­ва­ют пи­та­ни­ем всех по­тре­би­те­лей по­сто­ян­но­го то­ка и под­за­ряд­ку бор­то­вой ак­ку­му­ля­тор­ной ба­та­реи в по­ле­те.

На со­вре­мен­ных ЛА ши­ро­кое при­ме­не­ние на­шли ге­не­ра­то­ры се­рии ГСР мощ­но­стью 3-18 кВт и стар­тер-ге­не­ра­то­ры ГСР-СТ и СТГ мощ­но­стью 6-18 кВт.

В ус­лов­ном шиф­ре ге­не­ра­то­ра, на­при­мер, ГСР-СТ пер­вые три бу­к­вы оз­на­ча­ют: ге­не­ра­тор са­мо­лет­ный с рас­ши­рен­ным диа­па­зо­ном вра­ще­ния, вто­рые две - стар­тер, чис­ло - мощ­ность в ват­тах. СТГ-18 - стар­тер-ге­не­ра­тор мощ­но­стью в ге­не­ра­тор­ном ре­жи­ме 18 кВт.

Са­мо­лет­ные ге­не­ра­то­ры и стар­тер-ге­не­ра­то­ры (СТГ) по­сто­ян­но­го то­ка вы­пол­ня­ют­ся с па­рал­лель­ным (шун­то­вым) воз­бу­ж­де­ни­ем. Стар­тер-ге­не­ра­торы ГСР-СТ в от­ли­чие от СТГ ра­бо­та­ют со сме­шан­ным воз­бу­ж­де­ни­ем. При­вод ге­не­ра­то­ров по­сто­ян­но­го то­ка про­из­во­дит­ся, как пра­ви­ло, от си­ло­вой ус­та­нов­ки че­рез ре­дук­тор.

Ав­то­ном­ный при­вод мо­жет вы­пол­нять­ся от спе­ци­аль­но­го до­пол­ни­тель­но­го дви­га­те­ля, от встреч­но­го по­то­ка воз­ду­ха и ис­поль­зу­ет­ся пре­иму­ще­ст­вен­но в ава­рий­ных ге­не­ра­то­рах.

В ком­плек­те с ге­не­ра­то­ра­ми по­сто­ян­но­го то­ка ра­бо­та­ют ре­гу­ля­то­ры на­пря­же­ния, диф­фе­рен­ци­аль­но-ми­ни­маль­ные ре­ле (ДМР), ав­то­ма­ты за­щи­ты се­ти от пе­ре­на­пря­же­ния, ста­би­ли­зи­рую­щие транс­фор­ма­то­ры и уст­рой­ст­ва, обес­пе­чи­ваю­щие па­рал­лель­ную ра­бо­ту ге­не­ра­то­ров.

По прин­ци­пу дей­ст­вия ре­гу­ля­то­ры на­пря­же­ния де­лят­ся на виб­ра­ци­он­ные и рео­стат­ные.

Виб­ра­ци­он­ные ре­гу­ля­то­ры при­ме­ня­ют­ся с ге­не­ра­то­ра­ми ма­лой мощ­но­сти (до 1500 Вт), то­ки воз­бу­ж­де­ния ко­то­рых не пре­вы­ша­ют 2 А.

В от­ли­чии от виб­ра­ци­он­ных ре­гу­ля­то­ров рео­стат­ные ре­гу­ля­то­ры (уголь­ные и сту­пен­ча­тые) ис­поль­зу­ют­ся для ста­би­ли­за­ции на­пря­же­ния ге­не­ра­то­ров боль­шой мощ­но­сти, ве­ли­чи­на то­ка воз­бу­ж­де­ния ко­то­рых дос­ти­га­ет 15 А и бо­лее. В на­стоя­щее вре­мя ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли уголь­ные ре­гу­ля­то­ры ти­пов Р-25, Р-27, РУГ-82К, РН-600 и др., обес­пе­чи­ваю­щие под­дер­жа­ние но­ми­наль­но­го на­пря­же­ния 28,5 В.

Ав­то­ма­ти­че­ское под­клю­че­ние ге­не­ра­то­ра к се­ти и за­щи­та его от об­рат­ной мощ­но­сти осу­ще­ст­в­ля­ет­ся диф­фе­рен­ци­аль­но-ми­ни­маль­ные ре­ле (ДМР). На ЛА при­ме­ня­ют­ся ДМР на два зна­че­ния но­ми­наль­но­го то­ка си­ло­вой це­пи 400 и 600А. По­ми­мо ДМР для за­щи­ты се­ти от пе­ре­груз­ки при­ме­ня­ют­ся ав­то­ма­ты за­щи­ты се­ти ти­па АЗП-8М, ра­бо­таю­щие с ге­не­ра­то­ра­ми по­сто­ян­но­го то­ка.

Для по­вы­ше­ния ус­той­чи­во­сти ра­бо­ты ре­гу­ля­то­ров на­пря­же­ния в пе­ре­ход­ных ре­жи­мах при­ме­ня­ют­ся ста­би­ли­зи­рую­щие транс­фор­ма­то­ры.

По­ми­мо ста­би­ли­зи­рую­щих транс­фор­ма­то­ров в ком­плект ап­па­ра­ту­ры, ра­бо­таю­щей с ге­не­ра­то­ром по­сто­ян­но­го то­ка вхо­дят уст­рой­ст­ва обес­пе­че­ния па­рал­лель­ной ра­бо­ты ге­не­ра­то­ров.

К ним от­но­сят­ся: бал­ла­ст­ные со­про­тив­ле­ния, об­мот­ки па­рал­лель­ной ра­бо­ты ре­гу­ля­то­ров на­пря­же­ния, вы­клю­ча­те­ли и ав­то­ма­ты за­щи­ты се­ти от пе­ре­на­пря­же­ния.

Для по­лу­че­ния пе­ре­мен­но­го то­ка при­ме­ня­ют­ся трех­фаз­ные (СГС) и од­но­фаз­ные (СГО) син­хрон­ные ге­не­ра­то­ры мощ­но­стью 4-90 кВА, на­пря­же­ни­ем 120, 208 и 360 В и из­ме­няю­щей­ся час­то­той в диа­па­зо­не 380-1050 Гц.

Авиа­ци­он­ные ак­ку­му­ля­тор­ные ба­та­реи (АБ) по на­зна­че­нию де­лят­ся на бор­то­вые и аэ­ро­дром­ные.

Бор­то­вые АБ пред­на­зна­че­ны для пи­та­ния элек­тро­энер­ги­ей по­тре­би­те­лей в сис­те­ме ав­то­ном­но­го за­пус­ка авиа­дви­га­те­лей, а так­же жиз­нен­но важ­ных по­тре­би­те­лей при от­ка­зах в по­ле­те ос­нов­ной и ре­зерв­ной СЭС. Кро­ме то­го, АБ при па­рал­лель­ной ра­бо­те с ге­не­ра­то­ра­ми по­сто­ян­но­го то­ка при­ни­ма­ют на се­бя пи­ки на­груз­ки в мо­мен­ты вклю­че­ния мощ­ных по­тре­би­те­лей.

Аэ­ро­дром­ные АБ ис­поль­зу­ют­ся для пи­та­ния по­тре­би­те­лей элек­три­че­ской энер­гии ЛА при про­вер­ке их на зем­ле и для за­пус­ка авиа­ци­он­ных дви­га­те­лей.

По ти­пу элек­тро­ли­та АБ де­лят­ся на ки­слот­ные и ще­лоч­ные. На ЛА на­шли при­ме­не­ние оба ви­да АБ: из ки­слот­ных - свин­цо­вые; из ще­лоч­ных - се­реб­ря­но-цин­ко­вые и ни­кель-кад­мие­вые.

АБ со­сто­ит из не­сколь­ких по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ных эле­мен­тов. Ка­ж­дый АБ при­сваи­ва­ет­ся ус­лов­ное на­име­но­ва­ние. Наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ным яв­ля­ют­ся свин­цо­вые ба­та­реи ти­па 12А-30, 12-САМ-28, 12-САМ-55, 12 АО-50 и др. В обо­зна­че­ни­ях пер­вые две циф­ры ука­зы­ва­ют ко­ли­че­ст­во по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ных эле­мен­тов в ба­та­реи, а по­след­ние - но­ми­наль­ную ем­кость АБ в ам­пер-ча­сах (А ч).

Бу­к­вы в обо­зна­че­нии оп­ре­де­ля­ют вид, не­ко­то­рые свой­ст­ва и об­ласть при­ме­не­ния АБ; А - авиа­ци­он­ная; САМ - стар­тер­ная авиа­ци­он­ная мо­но­блоч­ная; АО - аэ­ро­дром­но­го об­слу­жи­ва­ния.

Пре­об­ра­зо­ва­ние по­сто­ян­но­го то­ка в пе­ре­мен­ный осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с по­мо­щью элек­тро­ма­шин­ных пре­об­ра­зо­ва­те­лей ПО (од­но­фаз­ный) ПТ (трех­фаз­ный) и ПТО (од­но­вре­мен­но трех­фаз­ный и од­но­фаз­ный), ко­то­рые од­но­вре­мен­но яв­ля­ют­ся и пре­об­ра­зо­ва­те­ля­ми на­пря­же­ния.