飛機(jī)電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展分析

王宗輝

摘 要：隨著技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，高壓直流的飛機(jī)電源系統(tǒng)逐步取代了恒頻變速與低壓直流的系統(tǒng)，上述轉(zhuǎn)變在本質(zhì)上代表著電源系統(tǒng)的整體改進(jìn)。早在1914年，飛機(jī)系統(tǒng)就運(yùn)用了直流式的發(fā)電機(jī)；截至目前，上述系統(tǒng)已獲得了全方位的改進(jìn)。為此針對新時期的飛機(jī)電源系統(tǒng)而言，有必要探明電源系統(tǒng)的真實(shí)現(xiàn)狀；結(jié)合電源系統(tǒng)運(yùn)用于航空領(lǐng)域的狀況，探求電源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)電源系統(tǒng)；現(xiàn)狀；發(fā)展

引言：

從基本類型角度來講，飛機(jī)電源系統(tǒng)通?？梢苑殖傻蛪褐绷鳌⒑泐l交流以及變頻交流的幾類典型系統(tǒng)。近些年來，與飛機(jī)電源有關(guān)的各項技術(shù)措施正在獲得全方位的改進(jìn)，這種現(xiàn)狀在客觀上有助于保證系統(tǒng)性能并且提升了電源運(yùn)行的實(shí)效性[1]。面對信息化的新形勢，飛機(jī)電源系統(tǒng)整體上表現(xiàn)為更高層次的發(fā)展水準(zhǔn)，因此也在本質(zhì)上推動著與之相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)步。

一、電源系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）頻率恒定的交流電源

飛機(jī)具體在航行時，通常都會受到多樣化要素帶來的影響。較長時期以來，很多型號的航班都配置了400Hz、115V以及三相的交流電源。在此基礎(chǔ)上，發(fā)電機(jī)受到恒定的電流驅(qū)動，進(jìn)而產(chǎn)生了恒定的發(fā)電頻率。與此同時，傳動裝置可以帶動CSD，確保主齒輪箱與發(fā)動機(jī)的其他位置都能維持平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速。因此經(jīng)過分析可知，從目前的現(xiàn)狀來看，針對恒頻交流的飛機(jī)電源仍然適合推廣組合式的驅(qū)動電機(jī)。這是由于，組合式的驅(qū)動電機(jī)運(yùn)用了恒速傳動的模式，因此有助于縮小整個發(fā)電機(jī)的體系，針對發(fā)電系統(tǒng)的可靠性也進(jìn)行了全面提高[2]。

（二）高壓的直流電源

早在上世紀(jì)初，飛機(jī)就開始運(yùn)用直流的航空發(fā)電機(jī)。因此從額定電壓來看，6V以及12V的額定電壓都構(gòu)成了早期的飛機(jī)供電系統(tǒng)。截至目前，上述的飛機(jī)供電系統(tǒng)已經(jīng)獲得了較大幅度的改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上誕生了高壓直流的飛機(jī)供電系統(tǒng)。在飛機(jī)電源的整個系統(tǒng)中，高壓直流電源通?？蛇_(dá)80%的供電實(shí)效。在某些情況下，上述電源甚至超出了85%的電源頻率。具體來講，直流電源一般都會涉及到發(fā)電機(jī)與控制器，二者共同構(gòu)成了新型的直流電源。例如：270V的飛機(jī)電源應(yīng)當(dāng)屬于上述的高壓直流系統(tǒng)。相比于其他類型的飛機(jī)電源而言，高壓直流的飛機(jī)電源表現(xiàn)為更清晰的結(jié)構(gòu)、更高的功率以及更安全的運(yùn)行狀態(tài)。

（三）頻率可變的交流電源

變頻交流電源適合運(yùn)用于飛機(jī)電源，這是由于，變頻交流的飛機(jī)電源具備相對較高的能量轉(zhuǎn)換效率，同時也符合了更高的功率與更簡單的結(jié)構(gòu)。因此可以得知，交流發(fā)電機(jī)不能缺少直接性的傳動裝置，在此前提下配置了恒速傳動的二次變換裝置?？勺兊慕涣麟娫春芸赡軐绊懙秸麄€系統(tǒng)中的功率輸出，其中的典型為渦噴發(fā)動機(jī)等[3]。從現(xiàn)狀來看，播音787以及A380的民用航班已經(jīng)開始嘗試著運(yùn)用上述的變頻發(fā)動裝置，這是由于上述發(fā)動機(jī)設(shè)置了可變的轉(zhuǎn)速。

二、探析發(fā)展趨勢

調(diào)查結(jié)論已經(jīng)顯示：目前的狀態(tài)下，B737以及其他型號的航班都改進(jìn)了儀表板。在駕駛艙的范圍內(nèi)，用較大尺寸的顯示器替換了原先的儀表板。因此可以得知，針對駕駛艙進(jìn)行全面改進(jìn)有助于提升航班的服務(wù)水準(zhǔn)，確保乘客都能實(shí)現(xiàn)更高層次的滿意度。從飛機(jī)電源的角度來講，駕駛艙與飛機(jī)客艙平均消耗了相對較高的電量，因此與之有關(guān)的發(fā)電功率也有必要加以提高。此外，目前很多航班設(shè)有新型的二次電源，借助液壓能或者氣壓能來提供航行所需的電能，因此構(gòu)成了多電子系統(tǒng)。

現(xiàn)階段與飛機(jī)電源有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)當(dāng)集中于發(fā)電機(jī)與發(fā)動機(jī)，對此實(shí)現(xiàn)了功率較大的系統(tǒng)發(fā)電。近些年來，電子電力技術(shù)正在運(yùn)用于新型的飛機(jī)電源，在此基礎(chǔ)上誕生了多樣化的飛機(jī)供電系統(tǒng)，其中典型為變頻交流的飛機(jī)供電模式。例如：A380型號的民用航班整體上可達(dá)915KVA的發(fā)電功率，因此構(gòu)成了商用飛機(jī)中的典型。具體在布置電源系統(tǒng)時，對此分別配置了四臺600KVA的交流系統(tǒng)。此外，針對恒速發(fā)電機(jī)配置了動力裝置APU作為輔助，因此在最大限度內(nèi)消除了地面故障的可能性[4]。

未來在實(shí)踐中，有關(guān)部門仍要致力于自主研發(fā)，針對發(fā)電機(jī)的整體容量進(jìn)行逐步的擴(kuò)大。這是由于，技術(shù)人員如果要改進(jìn)恒速裝置，那么難度還是相對較大的。受到現(xiàn)有工藝與材料的阻礙，在較短的時間段里仍舊很難突破上述的難題。此外，我國海軍目前已開始運(yùn)用繞線發(fā)電機(jī)與開關(guān)磁阻配合的高壓直流飛機(jī)電源。如果能夠把上述電源系統(tǒng)推廣至軍用飛機(jī)，則可以獲得更顯著的綜合效益。

結(jié)束語：

截至目前，與飛機(jī)電源系統(tǒng)密切相關(guān)的技術(shù)手段正在漸趨完善。然而相比于域外，我國現(xiàn)有的飛機(jī)電源體系仍然欠缺健全性，對此亟待加以改進(jìn)。最近幾年，商用飛機(jī)配置的電源系統(tǒng)表現(xiàn)為更高層次的技術(shù)特征，這種現(xiàn)狀有助于推進(jìn)國際協(xié)作。未來在實(shí)踐中，技術(shù)人員還需不斷的摸索，針對域外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)予以全面的借鑒，進(jìn)而從源頭入手改進(jìn)飛機(jī)電源系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡鵬飛. 淺析飛機(jī)電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 電子制作，2013（21）：219.

[2]萬偉悅，嚴(yán)仰光. 現(xiàn)代飛機(jī)電源系統(tǒng)及其發(fā)展[J]. 黑龍江科技信息，2011（03）：47-48.

[3]程國華. 大型飛機(jī)電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 飛機(jī)設(shè)計與研究，2012（04）：1-5.

[4]牛星巖，沈頌華. 飛機(jī)電源系統(tǒng)智能BIT的發(fā)展及解決方案[J]. 儀器儀表學(xué)報，2016（S3）：2519-2521+2553.