Тема № 1.

"ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭО ЛА."

Занятие N 1

"Роль ЭО ЛА."

Содержание:

1. Назначение, роль и краткий обзор развития ЭО.

2. Условия работы ЭО и основные ТТТ, предъявляемые к нему.

3. Типовые элементы систем АО.

Литература:

1. А.А.Лебедев «Автоматическое и электрическое оборудование ЛА»; стр. 3-19.

2. А.А.Лебедев «Системы электронной автоматики, приборное и высотное оборудование»; стр. 7-19.

1. НАЗНАЧЕНИЕ, РОЛЬ И КРАТКИЙ ОБЗОР РАЗВИТИЯ ЭО.

ЭО предназначено для решения комплекса вопросов управления, жизнеобеспечения и надежности работы ЛА и всех его систем. Оно представляет собой автономную систему, состоящую из трех основных частей:

• источников эл.энергии и устройств их преобразования ;

• устройств передачи и распределения эл.энергии ;

• приемников эл.энергии.

В качестве источников эл.энергии применяются генераторы постоянного и переменного однофазного и трехфазного тока, химические источники тока различных типов. К устройствам преобразования относятся электромашинные и статические преобразователи.

К устройствам передачи и распределения эл.энергии относятся эл.провода, шины, управляющая, защитная и коммуникационная аппаратура, распределительные шины и монтажно-установочное оборудование.

Приемниками эл.энергии могут быть системы зажигания на силовых установках, привод и агрегаты управления различными механизмами в системах управления ЛА и его силовой установкой. Эл.энергия обеспечивает работу навигационного, пилотажного, радиоэлектронного, противообледенительного, осветительного оборудования, систем посадки, кондиционирования воздуха, вооружения и т.д.

Широкое применение эл.энергии по сравнению с другими видами энергии (пневматической, гидравлической, механической, химической) обусловлено целым рядом преимуществ, основными из которых являются : легкость получения, простота распределения и передачи к приемникам эл.энергии, легкость трансформации в другие виды энергии, удобство автоматизации процессов и регулирования, меньшая уязвимость в боевых условиях, относительно небольшая масса элементов систем, простота эксплуатации.

Роль ЭО значительно возросла с усложнением задач, выполняемых ЛА. Полеты на больших скоростях, в любых метеорологических условиях, в любое время суток и года, на всех высотах и растущие требования к надежности и безопасности полетов привели к качественному изменению ЭО, увеличению его объема и расширению решаемых им задач.

Использование эл.энергии на ЛА стало возможным в результате работ ученых и изобретателей 19-го века. Среди этих работ выдающееся место занимают труды русских электротехников.

Впервые в мире применение эл. энергии на ЛА было предложено русским ученым А.Н.Лодыгиным в 1869 г., который спроектировал электролет. В качестве привода воздушных винтов предлагался электродвигатель, а источником питания служил аккумулятор.

На заре развития авиации, когда полеты совершались на малых высотах и только днем, эл.энергия использовалась для зажигания топливо - воздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания.

Первая мировая война расширила сферу применения самолетов. Полеты производились на относительно большое расстояние и в ночное время. Это привело к появлению на самолетах радиооборудования и светотехнических средств. Источниками энергии служили генераторы переменного тока мощностью менее 200 В*А с приводом от ветрянки.

Построенные в 1913 - 1915 гг. на Русско - Балтийском заводе четырехмоторные тяжелые бомбардировщики «Илья - Муромец» и «Русский Витязь» были самыми электрифицированными самолетами в мире. Эл. энергия применялась для освещения кабин, питания радиостанции и прожектора, обогрева экипажа и для системы зажигания.

С 1925-1926 гг. на самолетах стали использоваться электрические методы измерения неэлектрических величин (эл. тахометры, термометры, бензиномеры, газоанализаторы и т.д.).

С 1930 г. на самолетах появился электрогидравлический привод шасси, а также эл.стартер запуска АД.

В 1934 г. на самолете «Максим Горький» конструкции А.Н. Туполева впервые в мире была установлена электростанция с системами постоянного тока U=27,5В и переменного трехфазного тока U=120В, f=50Гц. Для создания такой электростанции были разработаны и построены в ВЭИ под руководством профессора МЭИ члена-корреспондента Академии наук СССР А.Н.Ларионова и доцента С.В.Краузе генераторы двойного тока: генератор МГ-25 3-х фазного переменного тока P=6кВА, U=120В и постоянного тока P=5,8кВт, U=27,5В и генератор МГ-10 3-х фазного тока P=3кВА, U=120В и постоянного тока P=3кВт, U=27,5В.Привод генераторов осуществлялся от автономных бензиновых двигателей.

Переломным этапом в развитии ЭО самолетов, в особенности эл.привода, явилось создание в 1939 г. пикирующего бомбардировщика Пе-2 под руководством В.М.Петлякова. На Пе-2 впервые в истории авиации были применены дистанционные системы управления силовыми эл.механизмами привода шасси, стабилизатора, посадочных щитков, триммерами и др. Большую работу по электрификации самолета выполнили коллективы во главе с А.А.Енгибаряном и К.В.Роговым.

Мощность устанавливаемых генераторов постоянного тока составляла 1000-1500 Вт, а их число достигало 4-х на самолет. Лишь спустя три года после создания самолета Пе-2 аналогичные электросистемы стали внедряться на самолетах США, Англии и Германии.

В послевоенный период, с созданием самолетов с ТРД и ТВД двигателями существенно увеличился объем бортового ЭО и мощности самолетных электросистем сильно возросли. Установленная мощность электростанций на самолетах в 1955-1960 гг. достигла 200 кВт. Увеличение мощности систем электроснабжения потребовало увеличения мощности самолетных генераторов, так на самолете ТУ-114 установлено восемь генераторов постоянного тока P=18 кВт, четыре генератора переменного тока P=30 кВА и две аккумуляторные батареи Q=28 Ач.

В целях уменьшения массовых показателей электросистем и улучшения работы ЭО в 50-х годах на борту ЛА появились системы переменного тока. Эти системы потребовали разработки привода постоянной скорости. Одновременно велись работы по созданию мощных статических преобразователей частоты, позволяющих создавать электрические системы переменного тока постоянной частоты без применения привода постоянной скорости.

При создании электрических систем переменного тока был решен ряд сложных проблем : выбраны величины и частоты напряжения, фазность и схемы электросети, разработаны конструкции бесконтактных генераторов с малой удельной массой разработан привод постоянной скорости с точной ее стабилизацией, обеспечена устойчивая параллельная работа генераторов с достаточно равномерным распределением активной и реактивной мощности, создана надежная защита электросистем и др.

Серьезной проблемой стало обеспечение охлаждения генераторов в условиях полета со сверхзвуковыми скоростями и на больших высотах, при которых принцип охлаждения продувом встречным потоком воздуха из-за аэродинамического нагрева становится невозможным.

При создании электросистем современных ЛА большое значение имели работы ученых, инженеров и конструкторов: академика В.С.Кулебякина, профессора К.С.Боброва, И.М.Синдеева и многих других.