直升机电源系统技术发展概况
直升飞机研究报告
直升飞机研究报告直升飞机研究报告1.简介直升飞机是一种特殊的航空器，与传统的定翼飞机相比，具有垂直起降、悬停、短距离起降和降落等独特的能力。
直升机由于其独有的优势，在交通、军事、医疗救援等领域被广泛应用。
本文主要探讨直升机的研究现状、技术特点和未来发展趋势。
2.研究现状直升机是一个综合性很强的领域，研究内容涉及材料、设计、生产、维护、飞行控制等方面。
目前，全世界涌现出了许多知名的直升机制造厂商，如欧洲的空中客车直升机公司、美国的贝尔直升机公司、俄罗斯的卡莫夫直升机公司等。
在直升机的研究中，最为重要的是飞行控制技术。
飞行控制技术是直升机飞行安全的基础，也是直升机飞行效率的重要保障。
针对直升机的特点，飞行控制系统应具有高精度、高灵敏度、高可靠性等特点，以确保飞行安全和航线精准。
此外，直升机的材料选择和设计结构也是研究的重点。
由于直升机的起降方式和飞行特点较为特殊，它通常要求使用高强度、轻量化的材料，同时设计也要具有较好的气动特性。
3.技术特点3.1 垂直起降直升机最大的特点是具有垂直起降的能力。
这种能力源于直升机的旋翼，旋翼可以提供向上的升力，从而使得直升机可以在空中停留、悬停或者垂直起降。
3.2 飞行效率低由于直升机的设计和动力系统特殊，它的飞行效率通常要低于定翼飞机。
直升机绕速度和航程相对比较慢，但在垂直起降和低空飞行时，却更为优越。
3.3 高灵活性直升机在飞行时具有灵活性较高的特点，可以进行快速的悬停、向左、向右、向前、向后等各种飞行动作。
直升机的高灵活性使得它在救援、运输、勘探等领域有广泛的应用。
3.4 多功能性直升机的多功能性也是其独特的特点之一。
直升机可以用于货运、人员运输、医疗救援、灭火、警务、军事等各种用途。
其多功能性使得它成为一种非常重要的交通工具。
4.未来发展趋势随着科技的不断发展和创新，直升机的发展趋势也开始发生变化。
未来，直升机将朝着更加高效、环保、智能化的方向发展。
4.1 高效化为了提高直升机的绕速度和航程，研究人员正在将定翼飞机的技术应用于直升机中。
国内外无人直升机的发展现状及应用分析
国内外无人直升机的发展现状及应用分析在无人机里有一种特殊的无人直升机，它是指由无线电遥控飞行或自主控制飞行的无人驾驶、不载人的垂直起落旋翼飞行器。
它依靠发动机驱动旋翼产生升力和操纵力，能垂直起落、空中悬停，能向任何一个方向灵活飞行。
真正意义上的无人直升机以长航时、多任务、稳定性等为标志，与时下一些航模性质的无人机根本不在一个量级上。
无人直升机的多功能特性无人直升机无论在现代战争还是经济建设、日常生活中都具有独特作用。
以民用为例，无人直升机具有成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等优势，广泛应用于包括：航空拍摄、航空摄影、地质地貌测绘、森林防火、地震调查、边境巡逻、应急救灾、禁毒、反恐、警用侦查巡逻、治安监控、消防航拍侦查、通信中继、城市规划等多个领域。
近年来，无人机在民用市场的潜在需求也将逐步显现，我国民用无人机将进入快速发展期。
国外无人直升机的发展无人直升机研制始于上世纪50年代初，美国、英国、德国等国家率先对无人直升机进行研究。
当时美国为加强反潜搜索能力以应对前苏联庞大的潜艇威胁开始无人直升机研制，委托“螺旋动力”公司为美海军研发了第一架无人直升机——QH-50，该机为遥控无人直升机，先后交付近800架。
上世纪70年代，美国陆军使用其改进型QH-50D在越南战场上执行战场侦察和炮兵目标观测任务，由于该机为遥控直升机，使用不甚方便，失事率也非常高，美军无奈于70年代末期取消了QH-50的订货计划，其任务使命由无人机代替，无人直升机在美国的研制呈萧条趋势。
在经历了试用、萧条、复苏之后，上世纪80至90年代，无人直升机的发展呈现出百家齐放的特点，出现了各种气动外形的无人直升机。
国外无人直升机逐渐步入加速发展时期。
上世纪90年代中后期，美国无人直升机研制呈迅猛发展趋势，各大直升机公司纷纷介入，也带动了全球无人直升机的研制热潮。
2005年8月，美军颁布2005～2030年《无人机系统路线图》，该路线图表明美军今后将大力开发无人直升机，可以预见美军无人直升机的研制将步入正轨并快速发展，这也正是美国各大直升机公司纷纷涌入无人直升机领域的主要原因。
直升机设计中的技术创新
直升机设计中的技术创新直升机是一种既有机翼又有旋翼的航空器，其独特的设计使其在垂直起降、悬停、飞行和转弯时能够获得很大的灵活性和机动性。
然而，由于其设计受到诸多限制，例如旋翼面积、强度和稳定性等方面，直升机的性能和效率总体上要低于固定翼飞机。
在这种情况下，如何通过技术创新来提升直升机的性能和效率是一个备受关注的问题。
1. 螺旋桨和电动直升机传统的直升机采用内燃机驱动螺旋桨旋转，其效率不高，并且产生噪音和污染。
为此，一些制造商开始尝试在直升机上采用电动螺旋桨技术。
由于电动螺旋桨没有燃气发动机的转子速度限制，因此可以实现更高的转速和更高的效率。
此外，电动直升机还可以减少噪音和环境污染。
2. 创新的旋翼设计旋翼是直升机最重要的组成部分，其设计直接影响直升机的性能和效率。
近年来，一些制造商开始采用创新的旋翼设计来提升直升机的性能。
例如，采用切向流旋翼设计可以显著提高直升机的悬停效率和能量利用率。
此外，一些制造商还尝试采用可旋转翼尖技术来减少旋翼的噪音和振动。
3. 智能化飞控系统直升机的飞行控制是一个非常复杂的过程，需要对飞行器的姿态、位置、速度和姿态等参数进行不断监测和调整。
为此，一些制造商开始尝试使用智能化飞控系统来实现自动化飞行和减少人为操作带来的风险。
智能化飞控系统可以通过自主控制系统来处理姿态和悬停等复杂操作，从而提高直升机的安全性和效率。
4. 轻量化设计直升机的设计一直以来都面临着重量和空间的限制。
如何在保证强度和稳定性的前提下，尽可能减少直升机的重量和体积是一个挑战。
为此，一些制造商开始采用轻量化设计技术，例如采用复合材料、3D打印和先进制造等技术来减少直升机的重量和体积。
5. 预测性维护技术直升机的维护和保养是一个非常重要的环节，直接关系到直升机的安全和可靠性。
为此，一些制造商开始采用预测性维护技术，通过定期监测和分析直升机的传感器数据和故障信息来预测和诊断可能的故障并及时采取维修措施，从而提高直升机的可靠性和安全性。
直升机结构与系统第6章
直升机结构与系统第6章
一、直升机结构
1.1飞行控制系统
飞行控制系统是用来稳定直升机悬停和实施操作的系统。
它主要由操纵杆、方向舵、副翼和尾桨组成，它们合作完成直升机的飞行操纵和悬停操作。
1.2结构
直升机结构由主体、发动机、旋翼、尾桨和机身组成。
主体由主柱、尤加利梁、机身箱等部件组成，起到支撑、连接和固定各部件的作用。
发动机负责提供动力，旋翼起到空气动力升力和转动力的作用。
尾桨具有水平定向的作用。
1.3驱动系统
所有直升机发动机的动力都由驱动系统传递给旋翼，从而产生发动机的气动力。
驱动系统主要由发动机轴系统、传动系统、减速器系统、轴承支撑系统和其他关节系统组成。
二、直升机系统
2.1电气系统
电气系统包括电源、控制和显示设备。
它负责提供电力，控制飞行参数，使飞行过程更加安全、精确和可靠。
2.2液压系统。
飞机电子电气系统
飞机电子电气系统-2019复习提纲一．电气系统二．通信三．仪表四．练习题电气系统（electrical system）1.飞机电气系统概述飞机供电系统：飞机上电能的产生、调节、控制、变换和传输分配系统总称为飞供电状态：正常供电，非正常供电（一种意外的短时失控状态，它的发生是不可控制的，发生时刻也是无法精确预测的，但它恢复到正常工作状态是一个可控制的状态），应急供电电源容量选取：飞机电源系统的容量是指主电源的容量。
其=主发电系统的台数*单台发电系统额定容量。
单位：直流-KW，交流-KV.A 额定容量：在电源质量指标符合技术要求的长期连续工作时的最大容量用电设备：飞行关键设备，任务关键设备，一般用电设备（按照设备对保证飞行安全的重要性）飞行关键设备：最重要仪表、飞控系统、仪表着陆系统和通信电台等主电源供电任务关键设备：座舱增压和空调设备等一般用电设备:座舱照明和厨房炊具等六余度供电：飞行关键负载可由主发电机、应急发电机、主蓄电池、飞控蓄电池和主发电机及应急发电机的永磁机供电应急发电机可由发动机引气或液压马达二余度驱动在三相系统中，三相负载配置的不对称，会导致三相电压的不平衡和三相电机损耗加大。
脉冲工作负载，发射期间消耗功率很大，不发射时消耗功率则较小，从而使供电电源长期处于瞬变状态，使供电质量较低。
电子设备工作时，其内部电源首先将输入的400Hz交流电通过二极管整流电路整流成直流电，然后经电容滤波后送至稳定电压。
低压直流电源：28V电源系统；主电源-航空发电机直接驱动直流发电机（最大功率：18KW），应急电源-铅酸蓄电池，二次电源-旋转变流机或静变流器，为需要交流电能的设备供电。
为了提高电源系统的可靠性和可维修性，现代的小型飞机和直升机多采用直流起动机加交-直流发电机（由发电机输出交流电，然后通过二极管整流为直流电）的组合方式恒频交流电源：低压直流供电存在问题（电刷的存在）-①电源容量增加，需要提高电源电压以减轻系统质量（换向条件限制，增加电压，质量增大）；②工作环境限制（H增加，电刷和整流子磨损越严重；用电量增加，点机发热增加，需要效率更高的冷却方式；电压和功率变换的要求）大中型民航飞机上普遍采用交流供电系统两种：恒频交流电源系统（CF）[恒速恒频（CSCF）和变速恒频（VSCF）]和变频交流系统(VF)飞机交流电源调节点额定电压为115/120V，恒频交流的额定功率为400Hz 恒速恒频交流系统：飞机发动机恒速传动装置（CSD）交流发电机※优点：(1)恒频交流电对飞机上的各类负载都适用，电源频率恒定，用电设备和配电系统的质量比变频轻，配电也比较简单。
飞行器的航电系统设计与开发
飞行器的航电系统设计与开发一、引言在现代航空领域，飞行器的航电系统起着至关重要的作用。
航电系统是指用于控制和监控飞机电气系统的一组设备和技术，包括飞行仪表、自动驾驶系统、通信导航系统等。
本文将探讨飞行器的航电系统的设计与开发过程。
二、需求分析在进行航电系统设计与开发之前，首先需要进行需求分析。
根据飞行器的类型和用途，以及乘客和机组的需求，确定航电系统的功能和性能要求。
需求分析包括但不限于以下几个方面：1.导航系统：确保飞行器能够准确导航和定位，包括地面雷达、全球定位系统等。
2.通信系统：能够实现与地面的通信连接，包括无线电通信、数据传输等。
3.仪表系统：提供飞行员所需的各种信息，包括速度、高度、姿态等。
4.自动驾驶系统：能够实现自动起降、巡航和着陆等功能。
5.电源系统：为航电系统提供稳定可靠的电源。
三、设计与开发在进行航电系统的设计与开发之前，需要明确以下几个步骤：1.系统架构设计：根据需求分析结果，确定航电系统的整体架构，包括各个子系统的组成和相互关系。
2.硬件设计：根据系统架构设计，设计各个硬件模块的电路原理图和PCB布局图，并进行电路仿真和优化。
3.软件设计：根据系统架构设计，编写相应的软件程序，实现各个功能模块之间的数据交互和控制逻辑。
4.集成测试：将设计好的硬件和软件模块进行集成，并进行全面的功能和性能测试，确保系统的稳定性和可靠性。
5.优化改进：根据测试结果和用户反馈，对航电系统进行优化改进，提升其性能和用户体验。
四、应用与展望航电系统的设计与开发成果可以应用于各种飞行器，包括商用客机、军用飞机、直升机、无人机等。
随着航空技术的不断进步，航电系统也将不断发展。
未来，航电系统可能会更加智能化和自主化，具备更高的自适应性和决策能力。
同时，航电系统的能耗和维护成本也会得到进一步的降低，为飞行器的安全和可持续发展提供更好的支持。
总结：本文探讨了飞行器的航电系统的设计与开发过程。
从需求分析开始，到系统架构设计、硬件设计、软件设计、集成测试和优化改进，每个步骤都至关重要。
电动飞行器技术的发展现状及未来趋势分析
电动飞行器技术的发展现状及未来趋势分析近年来，随着科技的迅猛发展，电动飞行器技术正逐渐成为人们关注的焦点。
航空业向来是一个高度竞争的领域，电动飞行器作为一种新兴的技术方向，正受到全球范围内的产业界和学术界的深入研究与探索。
本文将就电动飞行器技术的发展现状及未来趋势进行分析。
一、电动飞行器技术的发展现状目前，电动飞行器已经在部分领域得到了应用。
例如，电动垂直起降飞机（VTOL）在城市交通领域具有巨大的潜力。
通过使用电动发动机，VTOL可以减少噪音和碳排放，并且能够避免拥堵的现象，提高人们的出行效率。
此外，电动飞行器也开始在农业领域得到应用，如无人机在农田的播种、喷洒农药等方面发挥了巨大作用。
这些应用证明了电动飞行器技术在特定领域的可行性与潜力。
同时，不容忽视的是，电动飞行器技术所面临的挑战与限制。
首先，电池技术的局限性是当前电动飞行器技术面临的最大障碍。
目前，锂电池仍然是主流电池技术，但其能量密度有限，无法满足长时间飞行的需求。
其次，电动飞行器的安全性也是一个需要重视的问题。
电力系统的完善、过热保护以及防火系统的开发都是亟待解决的难题。
此外，航空规范与政策的制定也是电动飞行器技术发展的关键因素。
二、电动飞行器技术的未来趋势在未来，电动飞行器技术将呈现出以下几个趋势：1. 电池技术的突破：随着科技的进一步发展，电池技术有望取得重大突破。
新型的高能量密度电池材料的研发，以及更有效的电池充电与续航技术将极大地推动电动飞行器的发展。
2. 充电基础设施的建设：充电基础设施的完善对于电动飞行器技术的普及至关重要。
随着充电技术的进步和充电设施的增加，电动飞行器将更加便捷实用，为人们带来更多的便利。
3. 安全性的提升：随着电动飞行器技术的发展，对于安全性的关注也将越来越高。
人们将更加关注电动飞行器的设计与制造质量，加强对飞行器系统的监控和维护，以确保飞行的安全性。
4. 自动化飞行技术的应用：随着无人机技术的发展和自动化技术的进步，电动飞行器将日益智能化。
航空电子综合系统概述ppt
组成
01
航空电子综合系统包括：飞行控 制系统、导航系统、通信系统、 显示系统、数据管理系统等。
03
导航系统：提供飞机的位置、速 度、高度等信息，帮助飞行员进 行导航。
05
显示系统：提供飞行员所需的各 种信息显示，包括飞行参数、导 航信息、系统状态等。
02
飞行控制系统：负责飞机的飞行 控制，包括自动驾驶、飞行管理 和导航等功能。
功能：提高飞行安全性、舒适性、经济性，降 低飞行员工作负荷，提高飞行效率
组成：飞行控制系统、导航系统、通信系统、 显示系统、数据管理系统等
特点：模块化、可扩展、可升级、可靠性高、 易于维护
功能
1 飞行控制：控制飞机的飞行姿态、速度和高度 2 导航：提供飞机的位置、速度和航向等信息 3 通信：实现飞机与地面、飞机与飞机之间的通信 4 雷达：探测飞机周围的环境，提供预警信息 5 电子战：对抗敌方的电子干扰和攻击 6 飞行管理系统：综合管理飞机的各个系统，提高飞行安全性和效率
05
网络集成：将多个网络设备集成 到一个网络系统中，提高网络性 能和可靠性
感谢您观看与聆听
汇报人
03
20世纪70年 代：航空电子 综合系统开始 实现数字化
04
20世纪80年 代：航空电子 综合系统开始 实现网络化
05
20世纪90年 代：航空电子 综合系统开始 实现智能化
现代发展
01
20世纪80年代： 航空电子综合系
统开始出现
02
20世纪90年代： 航空电子综合系
统逐渐普及
03
21世纪初：航空 电子综合系统进
硬件技术
1
集成电路技术：实现高集成度、低功耗、高性能的航空电子设备
APU发展历史及未来方向
辅助动力装置（A P U）是装在飞机上的一套不依赖机外任何能源、自成体系的小型发动机。
A P U的采用，可以满足军民用飞机大推力发动机起动功率需求，改善发动机起动性能；在飞机地面维护时，主发动机不工作，A P U可以向飞机提供电、气、液压等能源，可以不依赖地面设备的支持，提高飞机自给能力和维护保障性，延长主发动机的使用寿命和降低飞机的全寿命期维护费用；发动机在空中出现故障时，或电源、液压系统出现故障时，A P U能提供电源、液压等辅助能源，并可以辅助发动机快速空中起动，提高飞机的安全性及飞行能力。
A P U产品多达百余种，功率从几十千瓦到上千千瓦，在军民用飞机上已得到广泛应用。
1 发展历程及应用现状在上世纪40年代末和50年代初，随着军用飞机发动机推力愈来愈大，开始以气起动系统代替电起动系统，由此产生为飞机主发动机起动提供气源的辅助动力装置。
A P U的发展大致经历了三个阶段。
第一阶段，从上世纪50年代到80年代初。
轴功率输出型A P U，也就是燃气涡轮起动机（G a s T u r b i n e S t a r t e r,G T S），由于轴功率通过飞机附件传动装置和发动机附件传动装置的传动链，直接驱动发动机的高压转子和有关飞机附件，传动效率高、功率传递快、安装结构紧凑，在军用飞机上得到广泛采用，如F-15战斗机的J F S190、F-16战斗机的T-62T-40-8、苏27的G T D E-117、幻影2000的N o e l l e180、B-1轰炸机的G T C P165、C H-47直升机的T-62T-2等。
压缩空气输出型A P U，主要有霍尼韦尔公司的G T C P85系列和汉胜公司的T-62T系列，在C-130军用运输机、波音707和波音727等飞机上应用，该阶段A P U的特点是，A P U压比小于4，涡轮前温度为1100～1150K，采用机械液压式燃油控制器，功率在200k W左右。
电力电子技术在舰船电力系统中的应用及发展
船电技术２００７年第４期 Ｖｌ０１．２７ ＮＯ．４ ２００７．７／８ 电力电子技术在舰船电力系统中的应用及发展 曹承洁朱骏 （中国舰船研究设计中心武汉４３００６４） 摘 要：随着各种新型电力电子开关器件和变换器拓扑结构的不断涌现，今年来，电力电子技术得到了突飞 猛进的发展，并越来越广泛地应用于舰船电力系统领域。电力电子技术在降低设备的体积、重量，提高供电 灵活性、可控性等诸多方面，都具有不容忽视的优势。本文介绍了电力电子功率变换器在舰船电力系统中的 几类典型应用及其优势。在此基础上，分析了电力电子技术在未来舰船电力系统中发展所面临的主要问题， 并就电力电子器件和功率变换器的几个可能发展方向进行了详细的分析。 关键词：电力电子舰船 电力系统 中图分类号：ＴＭ４６４ 文献标识码： Ａ 文章编号：１００３—４８６２（２００７）０４—０２１６－０５
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｆｕｔｕｒｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｉｎ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ
Ｃａｏ Ｃｈｅｎｇｊｉｅ；Ｚｈｕ Ｊｕｎ （Ｃｈｉｎａ Ｓｈｉｐ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ｗｉｔｈ ｎｅｗ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｄｅｅｐｌｙ ａｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｗｉｄｅｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｒｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｔｈａｔ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍａｒｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅ ｈａｎｄｉｃａｐ ｏｆｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｓｅｒｖｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｍａｒｉｎｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｃｏｎｃｌｕｄｅｓ ｂｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｌｉｋｅｌｙｆｕｔｕｒｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｙｏｒ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｗｉｔｃｈ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ；ｓｈｉｐ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ
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直升机电源系统技术发展概况
摘要:作为直升机上极其重要的系统,直升机电源系统的供电质量及可靠性程度影响着整个飞机的性能。
本文从组成、工作原理、性能测试等方面介绍直升机电源系统,并以Bell直升机电源系统为例针对存在的问题提出直升机电源系统的发展方向。
关键词:直升机电源系统工作原理
直升机是一种以动力装置驱动的旋翼作为主要升力和推进力来源,能垂直起落及前后、左右飞行的旋翼航空器。
因其具备其它多数固定翼航空器所不具备的垂直升降、悬停、小速度向前或向后飞行的特点,使得直升机在很多场合可以大显身手。
伴随着机载设备的增多,如雷达、导航等设备,不仅对电源系统的功率容量提出了更高的要求,而且对电源系统的可靠性也提出了更高的要求,促使直升机电源系统不断改进发展。
1 直升机电源系统的组成
直升机电源系统可以分为交流电源系统和直流电源系统两类。
1.1 交流电源系统
交流电源系统由主交流电源系统、辅助交流电源系统和外部交流电源系统组成。
(1)主交流电源系统:由两个独立的子系统组成,每个子系统主要由一台主减速器驱动的交流发电机、发电机驱动器、发电机接触器等组成。
主交流电源系统的作用是正常工作条件下提供全机交直流负载工作所需电源,当一个子系统出现故障时除了桨叶防冰系统仍可提供全机交直流负载电源。
(2)辅助交流电源系统:其硬件主要由辅助动力装置驱动的发电机、辅助发电机控制器、辅助电源/外部电源接触器和一个汇流条连接接触器等组成。
辅助交流电源系统属于机上辅助或应急电源,在无外部电源时或者当两个主交流发电机都不供电时,提供全机重要的交直流负载所需的电源。
(3)外部交流电源系统:主要由外部交流电源插座、接触器、外电源监控器、一个与辅助电源共用的辅助电源/外部电源接触器和共用的汇流条连接接触器等组成。
外部交流电源系统用于接收地面三相交流电源向机上用电设备供电。
1.2 直流电源系统
(1)主直流电源系统:由两个独立的子系统组成。
每个子系统硬件
主要由一台变压整流器、接触器等组成。
主直流电源系统的作用是正常工作条件下和一个子系统出现故障时提供全机直流用电负载电源。
(2)蓄电池电源系统:其硬件由一台镉镍蓄电池、蓄电池接触器和充电器所组成。
蓄电池的作用雨辅助电源相似,为机上提供辅助或应急直流电源,在地面,提供辅助动力装置启动所需的电源。
在主直流电源两个子系统都出现故障的情况下,提供安全飞行所必需的直流电源。
2 Bell直升机电源系统的工作原理及存在的问题
Bell直升机上使用的电源系统是直流电源系统,其重要的改进是机上蓄电池系统使用的是一种透气式、24V、13A/H的镍-镉碱性电瓶。
它以碱性物质作电解液,工作过程中电解质不消耗仅完成导电作用。
该电瓶的基本工作原理是基于化学反应电子的活动走向,由于镍和镉都是化学特性很活泼的物质,它们在氢氧化钾的溶液中很容易分解和化合,在这个过程中,实现了放电和充电,为机上设备提供辅助电源。
有几方面影响着镍镉电瓶容量。
第一是活性物质的数量,碱性电瓶的容量决定于各个电池极板上活性物质的数量,它们受电池的设计制造所限制。
第二是放电电流,放电电流大,容量下降快。
尤其是超过小时率电流放电,其容量下降显著。
第三是温度,碱性电瓶的容量随电
解液温度的降低而降低。
3 国内外直升机电源系统研究现状
目前,国内外直飞机所采用的电源系统主要有恒速恒频交流、变速恒频交流、28V低压直流和混合供电系统等4种。
另外,在一些飞机上采用了三相变频交流供电系统;个别飞机还采用了135V高压直流供电系统和270V高压直流供电系统。
3.1 恒速恒频交流发电系统
恒速恒频交流发电系统的主电源由恒速传动装置和交流发电机及其励磁调节、控制保护装置等组成。
恒速传动装置把转速变化的发动机输出功率变换成恒定转速的输出功率加到发电机轴上,从而使发电机输出恒频交流电。
该系统有一个明显的改进就是集成电路型发电机控制装置的应用,在一些较新的系统中还采用了微处理机型的发电机控制装置,从而明显改善了系统的维修性,也提高了系统的控制和保护功能。
目前这种电源系统被广泛应用于各类机种上。
3.2 变速恒频交流发电系统
变速恒频交流发电系统有循环变换器式和直流网络式变速恒频交流发电系统,是一种电子化的恒频交流发电系统。
循环变换器式由高频交流发电机输出的较高频率的交流电直接通过变频器变换为所
需要的交流电,再经过逆变器把直流电变换成交流电;直流网络式由普通航空交流发电机输出的交流变频功率经过多相整流变为直流电,再经过独立的逆变器把直流电变换成矩形波的交流电、经过波形综合及滤波后就得到三相正弦波交流电。
该电源系统除了作为主电源外,还可以把变速恒频交流发电系统作为备份电源使用。
3.3 变频交流发电系统
变频交流发电系统的交流发电机直接由发动机传动,发电机的输出频率在一定的范围内变化。
由于变频交流发电系统简单、可靠、重量轻、技术成熟;由于重型直升机广泛采用涡桨发动机,在巡航时发动机转速几乎保持恒定;该系统主要在重型直升机上得到广泛的应用。
通过现有的科学技术可以采用简单的变速恒频功率变换技术来获取恒频交流电,从而使变频交流发电系统具有较轻的重量、较低的采购和维护费用。
因而与恒速恒频交流发电系统相比,变频交流发电系统将具有更低的寿命周期费用,会在接下来的直升机研发中得到重用。
3.4 低压直流发电系统
该系统是飞机最早使用的电源系统,主要由直流发电机、电压调节器、反流割断器和过压保护器等组成。
由于该系统结构简单,技术
和使用维护上比较成熟,起动/发电机可以完成起动任务,是轻型直升机的标准发电系统。
国内早期的直升机几乎全部采用低压直流电源系统。
近些年来,由于在系统中采用了无刷直流发电机、高转速的起动/发电机和固态发电机控制装置,28V低压直流系统得到更新和发展,在小型飞机上的竞争力也明显增强。
新的28V低压直流发电系统有两个特征。
其一是采用高转速的起动/发电机,其二是采用固态发电机控制装置。
4 结语和展望
本文介绍了直升机电源系统的组成,并以Bell直升机为例阐述了电源系统的工作原理及存在的问题,通过对目前的直升机电源系统进行分类分析,对不同机型的电源系统提供不同的研究方向。
我国在飞机电源系统领域的起步较晚,应为设计出高安全性和高可靠性的直升机电源系统而努力。
参考文献
[1] 董希建.飞机交流发电机控制器的技术研究[D].南京航空航天大学,2008.
[2] 何梅.Bell直升机电源系统[J].动力与电气工程,2010.
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航空航天大学,2006.。