| 单词 | 飞机配电系统 |
| 释义 | 【飞机配电系统】 拼译：aircraft electrical power distribution system 飞机上实现电能传输、分配和负载管理的系统，由供电网和配电网两部分组成。供电网是飞机电源、电源汇流条与用电设备汇流条间的部分，配电网是用电设备汇流条与用电设备间的部分。飞机配电系统由飞机导线、开关电器、保护电器和电连接器等输配电元件构成。 飞机配电系统应有高可靠性和较长的使用寿命，重量较轻，能保证用电设备端有较高的电能质量，还必须易于安装、检查、维修和改装。按配电种类，飞机配电系统可分为直流配电系统和交流配电系统两类。飞机直流配电系统 直流配电系统最初为12V，目前有27．5V低压电网和270V高压直流电网两种。低压直流电网早期为双线制，随着飞机结构由木质向金属结构的转变，电网从双线制改为单线制，其负线为飞机的金属机体。配电方式、供电网的类型、电网保护的选择性和导线与导线束的负荷选取等是飞机直流配电系统中的几个重要技术问题。集中配电是飞机的基本配电方式，其特点是飞机上的所有同一类型的电源和用电设备接到同一汇流条。这种配电方式简单，易于检查与排除故障。但是随着飞机类型的增多，战术技术要求和机载设备的不同，集中配电的导线过长，电网过重和中央配电盘十分复杂等矛盾逐步尖锐。40年代开始对飞机直流配电系统的配电方式进行了研究，形成了集中配电、混合配电、分散配电和独立配电等四种基本配电方式，且找到了不同配电方式与飞机类型间的合理关系。供电网的型式与供电可靠性、连续性及电能质量密切相关，也与电网寿命及重量有关。辐射式(又称开式)电网电能只从一个方向传到汇流条，电路简单，但可靠性及寿命不理想。常因局部战斗损伤导致全机停电。50年代，大型飞机使用了闭式电网和混合式电网的实用性得到验证，电网的可靠性与寿命显著提高。飞机电网的短路保护选择性，特别是闭式电网的保护选择性研究是飞机配电系统成熟与完善的重要标志。选择性不仅与保护器的特性有关，还和电网的类型、布线、导线参数和故障状态有关。40年代开始发展的全机电源和配电系统的地面模拟试验技术，除用于研究飞机电源系统外，还用于研究配电系统，特别是用于研究配电系统的故障状态和验证全系统的故障模式及保护协调性。40年代，为了减轻大型飞机电网重量，曾经出现过使用120V直流电的飞机，但没有推广。主要是因为有两个技术问题没有解决，一个是高压直流电机高空换向，另一个是高压电器高空断孤。70年代，随着半导体器件的发展，没有电刷与换向器的无刷直流电机和没有机械触点的固态电器出现了，于是又重新提出在飞机上使用高压直流电网，并建议其额定电压为270V，以与115／200V三相交流电协调。美国洛克希德飞机公司克劳德等做了大量工作。交流配电系统 1946年恒速传动装置的发明，开辟了飞机恒频交流配电的时代。115／200V交流配电系统的基本配电元件与低压直流配电系统的没有本质差别，因为尽管交流电压较高，但交流电流每个周期都过零。交流配电系统采用三相四线制，由于飞机设备大都使用单相交流电，于是出现了飞机交流配电原则和交流配电系统在不对称负载下的分析与计算问题。研究表明，对称分量法是研究不对称运行的基本方法，由于飞机电源容量较小和电网导线不长，在应用对称分量法时必须计及电机本身的阻抗。飞机配电系统的绝大部分导线都在导线束内，并且导线与飞机金属蒙皮间距离很小，因而必须研究线束效应和蒙皮效应。50年代美英等国飞机公司对上述问题进行了深入的研究，为飞机交流配电系统的设计提供了定量数据。飞机直流电源的直流发电机总是与蓄电池联合运行的，而蓄电池内阻很小，因而配电线的短路电流可达较大的数值，能保证故障线上的保险丝或自动保护开关在大电流下因过热而跳闸。交流发电机不与电池并联，如果发电机没有足够的短路能力，就不能使故障线的保护器跳闸，从而导致整个电网失效。为此，对发电机短路与过载能力与配电系统的短路保护跳闸关系进行了专题研究，并在此基础上制定了专门的规范。固态配电系统 50年代研制成功的大型飞机B－52，KC135和波音－707等大型飞机，这些飞机上的断路器总数在500个至1000个左右，配电板的面积达0．55～1．10m2，导线长度达几十公里。飞机配电系统的生产、使用和维修都很不方便。在同一时期，飞机恒速恒频交流电源有了很大发展，变速恒频交流电源也已进入研制阶段。60年代研究配电系统的主要目标是减轻飞机电网导线重量、减轻空勤人员工作负担、减少配电板开关板的空间要求和能自动管理用电设备。1970年名为飞机先进配电系统的计划已大致完成，远距功率控制器、多路传输系统、数据输入板、自动负载管理等关键部件已进入合格监定阶段，全系统的计划与设计大纲已制定完毕。70年代微型计算机迅速发展，逐渐形成了通过数据总线构成的分布式计算机体系结构。飞机上首先应用的是综合航空电子系统。包含在该系统中的机载分系统有3类：传感器系统、控制系统和综合电子显示系统。随后，先进配电系统成为综合航空电子系统的一个特殊子系统，并改名为航空电气综合控制系统。这样配电系统可采用综合航空电子系统的标准部件，如处理器、大容量存贮器、远程终端等，并可采用标准的数据总线通信规约和标准的总线接口。电气负载管理中心是航空电气综合控制系统中的一个重要部件，相当于常规配电系统中的配电板，但属于智能部件，由埋入式远程终端、配电中心和固态功率控制器等组成。电气负载管理中心为实现余度配电、负载自动管理、故障检测、记忆、诊断奠定了基础。固态功率控制器和混合式功率控制器是电气负载管理中心的基本部件，也是实现遥控配电的关键部件，早在60年代后期国外就着手研究开发，目前已开发出一系列的直流和交流固态功率控制器产品。固态功率控制器具有开关电路、过流保护、电流限制和状态信号反馈等多种功能。综合电气控制系统的应用改变了常规配电系统的特性。70年代美国自动车协会刊物SAE就有专文讨论这方面问题。飞机配电系统的分析计算和设计是十分繁杂、费工费时的任务。由于飞机电缆或导线在机体空间敷设，导线长度更难以计算准确。电子计算机的发展为配电系统的分析、计算与设计提供了极大的方便。国外学者早在60年代就编制了电路计算机分析程序，70年代推出了飞机电网分析和计算软件。然后发展了飞机配电系统设计软件包，它与飞机结构设计软件包协调，能自动完成配电系统的分析、计算、设计和绘图任务。固态配电系统、配电系统的计算机分析、计算、设计和辅助制造是今后飞机配电系统的主要研究问题。【参考文献】：1 Baker D E．power Controllers for Automaticlly Controlled Elect ri cal System NAECON’71∶2292 Perkins J R．A Standard Prog ramable I／O for the AdVanced Aircraft Electrical Systen Power Control Set NAECON’787∶653 Pallett E H J．韩世杰，等译．飞机电气系统．北京：国防工业出版社，19854 于敦译．飞机电气设备设计指南．北京：国防工业出版社，19835 Spitzer C R，陆润身等译．数字式航空电子系统，北京：航空工业出版社，1992(南京航空航天大学严仰光教授撰) |
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