多电全电飞机发动机 波音787 All More Electric Aircraft
民用飞机设计参考机种之一 波音787-8双发宽体中远程客机
年第 ４季 度
一 Ｉ ～口一 ／ 交付 给启 动客 户全 日空 ， 、 训 Ｈ， 一
启 动用 户签 订 确 认 订 单 。２０ ０６年 租 用 Ａ ｅｉ ｎ航 ｍ ｒａ ｃ 空 公 司的波 音 ７７进 行 飞行控 制规 律试 验 。主要 部 ７ 件 机翼 的 中央剖 面在 日本 的首次 金属 切割 的庆祝 仪
机集 团研 制生 产 的 中型 双 发宽 体 中远 程运 输 机 ， 是 波音 公 司 １９ ９ ０年 启动 波音 ７ ７计划 后 的 １ ７ ４年来 推 出的首款 全 新 机 型 。波 音 ７ ７系 列 属 于 ２０座 至 ８ ０
前 同类飞 机节 省 ２ ％ 的燃 油 消耗 ， 外 波 音 ７ ７采 ０ 此 ８ 用 中型飞 机 的尺寸 实 现 了 大 型 飞机 远 程 的结 果 ， 并
以 ０８ ．５倍声 速 飞行 ， 更好地 体 现 了其 点对 点远 程不
经停 直飞航 线 的能力 。
３０座 级 飞 机 ， 据 具 体 型 号 不 同 其 航 程 可 覆 ０ 根
盖 ６５０～１ ０ ｋ ０ ６Ｏ ０ ｍ。
波音 ７ ７将增 大 客舱 湿度 ， ８ 降低 客舱气 压 高度 ，
巡 航者”， 但于 ２０ Ｏ ２年 １ 取消 。７ ７飞机是 指 “ ２月 Ｅ 效 率 ”２０ ，０３年 ６月 １ ５日命 名为“ 梦幻飞机 ” ０５年 １ 。２０
月２ ８日宣布 设计 研 制 ７ ７飞机 ， 目总 部设 在 埃弗 ８ 项 雷特， 研制计划将 包括 １ ０ ｈ的风洞试验 。 ５０ ０ ２０ ０ ４年 ６月 ２ 日 ， ６ 日本 全 日空 航 空 公 司作 为
一
下 单翼 布局 ， 下 吊挂 两 台 涡扇 发 动 机 。机 翼 翼
民用飞机综合航电系统技术分析
I G I T C W技术 分析Technology Analysis62DIGITCW2022.121 民用飞机综合航电系统发展现状本文以波音787和空客A380的综合航电系统为例进行现状分析。
1.1 波音787波音787的综合航电系统采用开放式CCS 结构，具体构成为CDN （通用数据网）、CCR （通用计算设备）、RDC （远程数据采集器）等，构成相对复杂，结构成分较多。
其中，通用计算设备的机柜中安插若干个GCM （通用处理模块）、通用数据网（每秒100兆字节）以及LR M （可更换模块）。
波音787的综合航电系统还整合了非传统航电系统的处理与控制功能，具体包括燃油、环控、防火、电源、起落架、液压、防冰、舱门系统等。
除此之外，其计算机系统以ARINC 653为标准进行设计，以此控制系统改变流程期间的成本投入，同时提高系统的兼容属性，为日后迭代优化等工作提供支持。
该民用飞机的综合航电系统中还采用了网络技术以及与其相兼容的技术，由此可以实现数据的准确、高效传递。
数据链由核心网络、孔底数据链和通用核心系统组成，主要负责外界数据采集与上传。
其中，数据传输期间统一落实AFDX 标准，依托于LED 液晶显示屏的使用以及工业标准GUI 图形界面的设计，满足相关人员的数据查看与操控所需[1]。
1.2 空客A380空客A 380的综合航电系统以I M A 为主，所谓IMA ，是指集成模块化航空电子设备，同时辅以CTOS （商用货架产品）技术和Integeity-178B 操作系统。
在整个系统框架中，该飞机共使用32个IMA 模块，均属于场外可更换模块，分别应用于起落架、显示系统、告警系统、环控系统、引气系统、电传操纵系统、电气系统、自动驾驶系统、燃油系统和液压系统等。
对于该综合航电系统的核心处理以及输入、输出模块而言，其统称为CPIOM ，组成要素较多，构成成分包括PCI 内部互联板、中央处理器线路板、输入线路板等。
多电飞机系统分析
源，逐渐或全部取代传统飞机系统
中的液压能和气能，以提高能量的 综合利用效率，有效减少飞机的排 放量，降低其对环境的影响。
ElectraFlyer-C
一. 多电飞机简介及其发展历程
多电飞机简介以及发展历程
多电飞机特点与优势
目录
多电飞机关键技术简介
多电飞机发展与展望
一. 多电飞机的特点与优势
多电飞机最大的特点 在于，次级能源全部 或是尽量使用电能， 而不再是传统的液压、 气动、电力。
一. 多电飞机的特点与优势
提高系统的可靠性；
降低保障和使用费用； 改善任务执行能力； 增加设计的柔性，使之最优； 提高维修性； 改善旅客舒适性； 缩短制造周期，降低制造成本； 减少多环境的影响；
多电飞机简介以及发展历程
多电飞机特点与优势
目录
多电飞机关键技术简介
多电飞机发展与展望
一. 多电飞机关键技术简介
AEA/MEA关键技术及优势 关键技术
电力电子与电机驱动 高压可变电源 自动 配电技术 电力作动技术 多电发动机技术 整体启动发电技术
技术优势 减轻重量
提高功率密度和电源效率 ，减小体积 ，可靠性髙、 结构简单，实现余度供电及不中断供电 提高系统的性能、容错能力和可靠性 提高生存能力和可维护性 优化二级能源系统 改善发动机适用性 ，获得较大的电功率
一. 多电飞机的特点与优势
提高系统的可靠性：
电力作动可靠且具有容错能力：采用多余度电力系统为各子系统提供了 可靠的动力；飞机发生故障后可快速的重新布局以确保飞行负载的用电； 电力作动实行按需供电，较其他系统发热、磨损少；简化起落架系统， 避免液压燃烧隐患；大系统范围内进行热管理，即不损失可靠性又大大
波音787PPT课件
小時的首次測試飛行。
波音787，又稱為「夢想客機——Dreamliner」，是
波音公司型號中最新的寬體中型客機，由波音民用飛
機集團（BCA）負責開發，787可載210至330人，視座
位編排而異。
787比以往產品更省油，燃油效率更高。
787也是第一款主要使用複合材料建造的主流客機；
預計787將於2009年投入服務。
早在2005年1月28日，787在擁有正式名稱之前，稱為
「7E7」。在2006年4月26日，即研發計畫推出的一年
後，波音在787客機的外觀設計作出改動，包括將機
鼻202長1/4/8度改短。
2
787是不折不扣的國際化合作產物 ，大部分部件的細節設計 都是由供應商來進行的，來自海外的供應商有：中國、日本、 義大利、韓國和英國；來自美國本土供應商有：德克薩斯、 南卡羅來納、加州等；以及波音在澳大利亞、加拿大和俄羅 斯的分公司。
2021/4/8
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使用無紙化電腦化進行飛機設計是波音自777以來的技術創新
2021/4/8
•機身使用碳纖維製造，其重量占波音787重量的61%
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2021/4/8
•碳纖維機翼構件系在日本製造
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日本川崎重工擁有世界最大的熱壓機，用於製造787的翼盒
2021/4/8
製造完成的垂直尾翼
Boejing 787 Dreamliner
波音787 ——夢想客機（Dreamliner）
編製 ZJL 2009 12 18
所有圖片均來自網路
2021/4/8
Music ： Leaving On A Jet Plane
1
2009年12月15日媒體發佈消息：該日於美國太平洋時
波音787
波音787百科名片波音787梦想飞机效果图波音787，又称为“梦想客机”（英语：Dreamliner），中型双发(动机)宽体中远程运输机，是波音公司1990年启动波音777计划后14年来推出的首款全新机型，由波音民用飞机集团（BCA）负责开发，在2004年4月正式启动。
经多次延期后，于美国时间2009年12月15日成功试飞，标志着787飞机的制造项目进入交付使用前最后一个阶段，预计2010年交付使用。
目录[隐藏]波音787简介基本参数发展历程特点硬件设施技术及设计特点经济性主要机型波音787简介基本参数发展历程特点硬件设施技术及设计特点经济性主要机型波音787与中国[编辑本段]波音787简介波音787波音787系列属于200座至300座级客机，航程随具体型号不同可覆盖6500至16 000公里。
波音公司强调波音787的特点是大量采用复合材料，低燃料消耗、较低的污染排放、高效益及舒适的客舱环境，可实现更多的点对点不经停直飞航线。
以及较低噪音、较高可靠度、较低维修成本。
波音787梦想飞机是航空史上首架超长程中型客机，打破以往一般大型客机与长程客机挂勾的定律。
预计2010年787的单位造价为$1.38--1.88亿美元。
最早于2005年1月28日，波音787在拥有正式名称之前，被称为「7E7」。
2 004年4月，随着全日空确认订购50架波音787飞机，该项目正式启动。
波音787原型机2006年开始生产，2009年12月15日成功试飞，预计2010年交付使用。
波音787787在技术和设计上的突破，使中型尺寸的787具有在同座级的飞机中，无以伦比的航程能力与英里成本经济性。
倘若乘客偏爱不经停直飞服务及更高航班频率，那么7 87就是开辟这种新航线的完美机型，尤其是不适合大型飞机的客源少的远程航线。
波音787除了让中型飞机尺寸与大型飞机航程的实现结合，还以0.85倍音速飞行，这也使其点对点远程不经停直飞能力得以更好的体现，从而能在450多个新城市对之间执行点到点直飞任务，这让运营商能更灵活地把机型与市场相匹配。
用于波音787客机的GEnx发动机设计特点_陈光
GEnx 发 动 机 的 推 力 小 于 GE90 的 378 ～511 kN， 大 于 CF6- 80C2 发 动 机 ( 用 于 波 音 747- 400 飞机)的 258 kN。采用了 高的涵道比（10)和总压比（为 45； GE90 发动机的分别为 8、40）和部 件 效 率 。 GE90- 76B 发 动 机 于 1995 年底投入营运，到 GEnx 发 动机研制成功，历经 4 次技术提 高，使 GEnx 发动机耗油率、排放、 噪声和直接使用费用等都很低， 如图 1 所示；GEnx、CF6- 80E1 与 GE90 发动机耗油率的比较如图 2
图 13 高压压气机内置式喷水装置
发动机每工作 200～500 循 环 后 ，视 情 决 定 是 否 需 喷 洗 。 在 慢 车 下 喷 射 清 洗 液 ，清 洗 后 不 再 需 用 清 水 冲 刷 ，清 洗 一 次 耗 时 约 30 min （其他发动机一般需耗时 4 h）。GEnx 发动机是第 1 种安装 内置式喷水装置的发动机。 3.4 燃烧室
CF6- 80E1A4 发动机的低 15.4%， 用于 B787 - 9 的 GEnx - 1B70(310
比 用 于 B777 客 机 的 GE90- 94B kN)；3 型发动机的风扇直径均为
发动机的低 6.9%。图 3 给出了 GEnx 发动机为降低耗油率所采 用的措施及其收益。
2.819 m。
发展的一些先进技术，因此，不仅 性能达到了较高水平，而且研制 周期较短。
本文介绍并分析了 GEnx 发 动机的发展和设计特点。
2 发展特点
GEnx 发动机是在 1996 年投 入使用的 GE90 发动机（用于波音 777 飞机）基础上发展的，原来是 专为波音 787 客机研制的，后来 又被波音 747- 8 客机选作其惟一 的动力装置。
波音787研制历程
2009年12月15日，波音公司的革命性作品波音787成功完成首飞。
与以往客机不同的是，波音787预先进行了充足的调研，然后依靠雄厚的技术积累，采用全球制造和电子化运营的方式来进行生产。
这些革新思想让波音787落地成虎，带着一种与生俱来的王者霸气。
波音787被波音称为“梦想客机”，寄予了很重的期望。
2009年12月15日上午10时(北京时间16日凌晨2时)，美国波音公司的波音787客机从埃弗雷特潘恩机场首次起飞成功，这是波音787客机发展的一个重大的里程碑，标志着这型新型客机向投入营运飞行又迈进了一大步。
做为新世纪波音公司也是当今民机工业最为重要的飞机研制计划，波音787被称为新世纪的“梦想客机”。
这个梦想包括新世纪客机的标准以及波音公司力图在新世纪保持民用飞机领域领先地位，由此可见这个型号对于波音公司的重要意义。
波音787的市场反应极为热烈，客户来自世界六大洲—非洲、亚洲、澳洲、欧洲、北美洲和南美洲，合同储备订单总价值达到1400多亿美元。
中国订了57架，包括国航、东航、南航、海南航空和上海航空。
A380代表着空客对未来民航枢纽模式的预测。
当今民机市场基本被波音与空客垄断，当然这也没什么意外，这后面是美国与西欧强大的经济技术实力做后盾的结果，通常这两家公司会推出差不多的客机，互相竞争，争夺市场，但在本世纪初，两家公司分别推出迥然不同的重大飞机研制计划，即空客的A380大型客机与波音的波音787中型客机。
这两者似乎并不存在竞争，更象一种互相相互配合的关系，实际上这后面是两家公司对于未来民航客运模式预测的差异。
要枢纽还是要直达空客公司认为未来民航“车轮辐射式”即人们支线客机到达中心机场，然后搭载大型客机到达另外一个中心机场，再通过搭乘支线飞机到达最终的目的地。
随着全球经济的发展，客流量也随之猛增，因此中心机场之间需要大型客机运输，以减少所需要的飞机架次，降低中心机场调度、维护等方面的压力，所以空客决定研制超大型客机-A380，进入长期被波音垄断的超大型客机领域。
787空调系统与发动机启动关联故障分析
105787空调系统与发动机启动关联故障分析黎明1 杨春枝21北京飞机维修工程有限公司 2中国国际货运航空有限公司摘要：787的空调系统和发动机的启动有什么关系？为什么会影响发动机的启动？本文通过对B-1591飞机出现的典型故障进行了详细分析。
关键词：787飞机；空调系统；发动机启动系统缩写词:ASG APU 启动发电机；BPCU 汇流条电源控制组件；CCR 公共资源柜；CDN 共用数据网络；CMCF 中央维护计算功能；CMSC 公用马达启动控制器；EMP 液压电动泵；GCU 发电机控制组件；OJMC 超控抛油泵马达控制器；PCU 空调组件控制器；RDC 远端数据转换器；RFMC 冲压风扇马达控制器；VFSG 变频器的发电机。
1 故障描述在2017年，12月份期间，B-1591飞机（787-9）多次报告发动机启动期后EICAS 出现PACK MODE L 咨询信息，后又消失；此外还有 ELEC ENGINE STARTER L1和ELEC ENGINE STARTER R1状态信息出现。
（见图1）2 排故经过根据现存有维护信息代码：80-94071、80-94072进行排故（参见FIM 的维护代码，执行工卡：DMC-B787-A-R80-00-07A-421A-A）。
787飞机是全电飞机，它的空调组件的CAC 和发动机起动机都是由电马达驱动，既由CSMC 供电并控制转速和扭矩，因此CMCF（中央维护计算功能）给出的维护提示：可能原因分别指向L1 CAC CMSC 和L2 CAC CMSC,RDC 07和RDC15。
更换L1 CAC CMSC 和L2 CAC CMSC 以及,RDC 07，RDC15又更换了L1 VFSG 和R1 VFSG 后试车故障依旧。
询问BOEING 回复左RFMC 可能性能衰减。
后根据波音提示，对调左右RFMC 再次试车，故障转移。
更换L RFMC 后再次试车故障消失。
3 原因分析这个故障有很多难点，因为根据CMCF 的维护方案，已经穷尽，可故障依然存在。
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Beijing University of Aeronautics and Astronautics
2
1
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表1 AEA/MEA技术研究及验证
时间
80年代以后
研究 内容
分布式功率管理技术中主要研究的是固态功率控制器 电作动刹车系统中主要研究的是机电作动器 直升机电动作动器技术主要研究的是直升机电传控制和电动作动器 大型机电作动器系统和可靠电动作动系统主要研究具有容错功能的永磁无刷电机和相应的控制器 变频发电机和频率转换器
分布式供能方式
16
The level of power of the B787 ram air turbine (RAT) has increased dramatically
Compared with B767 single 90 to 120 kVA per engine Expanded electrical system generating twice as much electricity than conventional aircraft Center hydraulic system is powered by two large 30 GPM / 5000 PSI electric‐motor driven hydraulic pumps (230 VAC), compared with B767 two 7 GPM / 3000 PSI electric
Beijing University of Aeronautics and Astronauticsຫໍສະໝຸດ 17表4 B787技术革新
气
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3
Embedded generator
Open rotor engine or propfan
引气对涡轮进气温度的影响
7
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多电飞机二次电源系统分布
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8
传统飞机
多电飞机
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
Air cooled by air conditioning pack [pri & sec HEx + Air Cycle Machine (ACM)].
Cooled air enters cabin at 11.8 PSI / 60 °F. Much energy wasted as bleed air is delivered at excessive pressure and temperature.
Physical interface with engine and potential for distributing air flow.
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表3 AEA/MEA关键技术及优势
关键技术 电力电子与电机驱动 技术优势 减轻重量
All/More Electric Aircraft Engine & Airframe Systems Implementation
报告人：蒋斌 学号：SY1505508
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1
背景介绍
应用现状 前景展望
4
01
Increase both complexity and weight
2
02
Increase maintenance and operational costs
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03
Increase Specific Fuel Consumption
11
传统环境控制系统（ECS）
B787电环控系统（E-ECS）
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12
表2 ECS与E-ECS比较
Conventional ECS Engine bleed air delivered at 30 PSI / 400 °F. Electric ECS Electrical compressors delivered at 15 PSI / 200 °F determined by minimum temperature of ozone converter. Air cooled by air conditioning pack [pri & sec HEx + Air Cycle Machine (ACM)], requires greater ram air mass flow. Cooled air enters cabin at 11.8 PSI / 60 °F. System only delivers the necessary air ‐ temperature limited by ozone converter characteristics. Reduced interface with engine.
高压可变电源
自动 配电技术 电力作动技术 多电发动机技术 整体启动发电技术
提高功率密度和电源效率 ，减小体积 ，可靠性髙、 结构简单，实现余度供电及不中断供电
提高系统的性能、容错能力和可靠性 提高生存能力和可维护性 优化二级能源系统 改善发动机适用性 ，获得较大的电功率
集成组合动力装置技术（IPU）
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19
Thank you!
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20
极大地减 轻系统重 量 ，增 加飞机的可靠性和维护性
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14
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
15
传统供能方式
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传统发动机
多电发动机
04
Reduce thrust
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6
05
Increase turbine entry temperature (TET)
06
Increase aircraft drag (profile and induced)
9
传统机械恒定频率发电机
新型可变电压可变频率发电机
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10
传 统 方 式 的 能 源 耗 散 多 电 方 式 的 能 源 回 收
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90年代末
C-141“电运输星”上验证了机电作动器驱动副翼的作用和效能
F/A“系统研究飞机” 上进行了电静液作动器用于水平安定面的 验证 F16验证机上进行内装式开关磁 阻启动发电机 、综合电源装置的地面和机上试验
21世纪 美国提出 “秃鹰 计划”，开始研制一款全电高空长航时无人机
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