機(jī)載測試系統(tǒng)供電方案設(shè)計(jì)論文

　　摘要：飛機(jī)電源系統(tǒng)是飛機(jī)機(jī)載測試系統(tǒng)的重要組成部分之一，包括交流電源系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)。根據(jù)不同型號飛機(jī)飛行試驗(yàn)機(jī)載測試系統(tǒng)的要求，以及不同型號飛機(jī)上電源系統(tǒng)的特點(diǎn)，對飛行試驗(yàn)中加改裝測試系統(tǒng)的供電問題進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)和研究。

　　關(guān)鍵詞：供電設(shè)計(jì)論文

　　引言

　　為了從鑒定試飛中的飛機(jī)上取得準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，飛行試驗(yàn)前必須在飛機(jī)上加改裝測試設(shè)備。飛行試驗(yàn)的成敗關(guān)鍵在于測試方案的制定，在加改裝環(huán)節(jié)上，落實(shí)飛機(jī)剩余電量、制定測試系統(tǒng)供配電方案、科學(xué)合理地利用機(jī)上剩余電量就顯得尤為重要。在型號飛機(jī)的試飛中，如果測試電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理，測試系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能就非常大，有時(shí)還會對飛機(jī)電源系統(tǒng)造成損壞，甚至造成災(zāi)難性后果。本文就飛機(jī)機(jī)載測試的供電問題進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)和研究，并針對不同型號飛機(jī)電源系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的具體要求提出了供電設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。

　　１機(jī)載測試系統(tǒng)的供電分析

　　１．１對電源的需求

　�。保�１．１機(jī)載測試系統(tǒng)對電源種類的要求在測試系統(tǒng)中各負(fù)載對電源的需求是不同的，一般所需電源種類有直流２８Ｖ電源、三相１１５Ｖ／４００Ｈｚ交流電源、單相１１５Ｖ／４００Ｈｚ交流電源、單相２２０Ｖ／５０Ｈｚ交流電源和三相３６Ｖ／４００Ｈｚ交流電源等。其中絕大部分裝機(jī)設(shè)備（如采集器、記錄器、傳感器等）使用２８Ｖ直流電源；三相１１５Ｖ／４００Ｈｚ交流電源通常用于提供抽引信號的基準(zhǔn)電壓，或?yàn)榇蠊β剩玻福种绷髯儔赫�流器提供輸入電源等；單相１１５Ｖ／４００Ｈｚ交流電源針對一些特殊設(shè)備的需求進(jìn)行提供；少部分裝機(jī)設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、示波器、濾波器等）使用單相２２０Ｖ／５０Ｈｚ交流電源；而陀螺、慣導(dǎo)等設(shè)備會用到三相３６Ｖ／４００Ｈｚ交流電源。１．１．２機(jī)載測試系統(tǒng)對電源品質(zhì)的要求有些測試設(shè)備工作電壓范圍較窄，對電壓波動敏感，需要為這些測試設(shè)備配備具有穩(wěn)壓和濾波性能的電源設(shè)備來提高電源品質(zhì)；某些設(shè)備會因?yàn)殡娫吹乃查g掉電導(dǎo)致死機(jī)，需要配備不間斷電源來滿足其對電源的要求。

　�。保�２測試系統(tǒng)用電功率的計(jì)算

　　根據(jù)測試技術(shù)要求中提供的各測試設(shè)備的用電量計(jì)算測試系統(tǒng)的用電量，同時(shí)考慮個(gè)別設(shè)備的啟動電壓沖擊，得出測試系統(tǒng)的總用電量，從而得出測試系統(tǒng)用電總功率，進(jìn)行加改裝系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。

　　１．３飛行科目對供電方案的要求

　�。ǎ保�測試供電系統(tǒng)應(yīng)不影響飛機(jī)供電系統(tǒng)，保證飛行安全。保證飛行安全是測試供電系統(tǒng)的最根本的要求，為確保飛機(jī)用電安全，在測試供電系統(tǒng)與飛機(jī)電源系統(tǒng)之間應(yīng)采取隔離保護(hù)措施。（２）測試供電系統(tǒng)應(yīng)具有自動斷電和自主恢復(fù)的功能。當(dāng)飛機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，測試供電系統(tǒng)應(yīng)自動切斷測試設(shè)備的用電。當(dāng)飛機(jī)發(fā)電機(jī)、電源系統(tǒng)恢復(fù)正常，測試供電系統(tǒng)自動恢復(fù)對測試設(shè)備的正常供電，這就是自主恢復(fù)功能。（３）特殊科目情況下測試供電系統(tǒng)應(yīng)具有應(yīng)急供電能力。某些試飛要求中有空中停車的試飛科目，要求測試設(shè)備記錄發(fā)電機(jī)斷電后一段時(shí)間內(nèi)的飛行數(shù)據(jù)。這種情況下，測試供電系統(tǒng)應(yīng)具有應(yīng)急供電能力，當(dāng)飛機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，測試供電系統(tǒng)自動切斷一部分次要測試設(shè)備的用電，同時(shí)重要測試設(shè)備自動轉(zhuǎn)換為應(yīng)急供電，記錄一段時(shí)間數(shù)據(jù)后再切斷重要測試設(shè)備供電。

　　２飛機(jī)電源系統(tǒng)

　　飛機(jī)的電源系統(tǒng)主要是為飛機(jī)各用電設(shè)備提供和分配電源，并且按照飛機(jī)不同狀態(tài)和用電設(shè)備的需要對電源的分配進(jìn)行必要的控制。飛機(jī)電源系統(tǒng)由主電源、應(yīng)急電源、二次電源及外接電源插座等組成。飛機(jī)主電源是指由航空發(fā)動機(jī)直接或間接傳動的發(fā)電系統(tǒng)，通常一臺發(fā)動機(jī)傳動一臺或兩臺發(fā)電機(jī)。主電源由航空發(fā)動機(jī)傳動的發(fā)電機(jī)、電源控制保護(hù)設(shè)備等構(gòu)成，在飛行中供電。當(dāng)航空發(fā)動機(jī)不工作（如地面測試時(shí)），主電源也不工作時(shí)靠輔助電源供電。飛機(jī)蓄電池或輔助動力裝置（一種小型機(jī)載發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)和液壓泵等構(gòu)成的動力裝置）是常用的輔助，當(dāng)飛行中主電源發(fā)生故障時(shí)，蓄電池或應(yīng)急發(fā)電機(jī)即成為應(yīng)急電源。

　�。玻�１飛機(jī)的主電源

　　飛機(jī)主電源是指由航空發(fā)動機(jī)直接傳動發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能獲得的能源。飛機(jī)的主電源形式因飛機(jī)型號不同而不同，總體來講，飛機(jī)的主電源主要有：①２８．５Ｖ低壓直流電源系統(tǒng)；②１１５Ｖ／４００Ｈｚ三相恒頻交流電源系統(tǒng)；③交直流混合電源系統(tǒng)；④２７０Ｖ高壓直流電源系統(tǒng)。

　�。玻�２飛機(jī)的應(yīng)急電源

　　飛機(jī)的應(yīng)急電源是指在飛機(jī)的主電源系統(tǒng)故障時(shí)向飛機(jī)重要用電設(shè)備供電的電源，用于保證飛機(jī)安全返航。正常情況下，該電源處于不消耗或充電狀態(tài)。應(yīng)急電源一般為２８Ｖ直流蓄電瓶，在新型飛機(jī)中，也有使用應(yīng)急動力裝置ＥＰＵ為飛機(jī)提供應(yīng)急能源的。

　　３測試系統(tǒng)供電方案的配套原則

　�。常�１機(jī)載測試電源引取飛機(jī)主電源的原則

　　飛機(jī)的主電源與測試設(shè)備的電源類型一致時(shí)可以直接用飛機(jī)的主電源給測試系統(tǒng)供電，當(dāng)兩者不一致時(shí)，可以通過電源轉(zhuǎn)換裝置將飛機(jī)的主電源（如１１５Ｖ／４００ＨｚＡＣ）轉(zhuǎn)換成測試系統(tǒng)所需電源（如２８ＶＤＣ），提供給測試設(shè)備。

　�。常�２機(jī)載測試電源與飛機(jī)剩余功率的配套原則

　　（１）測試系統(tǒng)用電功率小于飛機(jī)電源的剩余功率時(shí)，主要利用飛機(jī)電源的剩余功率給測試系統(tǒng)供電。（２）在飛機(jī)可用電源的剩余功率緊張的情況下，可以計(jì)算飛機(jī)部分不用設(shè)備的用電功率，將這部分功率提供給測試系統(tǒng)使用，如飛機(jī)不飛夜航科目，可用飛機(jī)著陸燈的電源供測試系統(tǒng)使用。（３）測試系統(tǒng)用電功率大于飛機(jī)電源的剩余功率時(shí)，無法使用機(jī)上電源，采用加裝測試專用蓄電瓶給測試系統(tǒng)供電。

　�。常�３測試設(shè)備對供電有特殊要求的設(shè)計(jì)

　　對于某些裝機(jī)測試設(shè)備，需要對飛機(jī)電源進(jìn)行二次處理才能使用，如計(jì)算機(jī)使用２２０Ｖ電源，雖然某些飛機(jī)上有２２０Ｖ電源，但直接使用往往會有干擾，其解決辦法就是定購２８Ｖ轉(zhuǎn)２２０Ｖ的變壓整流器，將飛機(jī)的２８Ｖ電源轉(zhuǎn)換為品質(zhì)較好的２２０Ｖ電源供計(jì)算機(jī)使用。

　�。常�４測試供電系統(tǒng)的自動斷電

　　測試供電系統(tǒng)的控制盡量做到不額外增加飛行員的空中操作，即具有自動斷電功能。飛機(jī)電源故障時(shí)的測試供電系統(tǒng)“自動斷電”設(shè)計(jì)，即測試系統(tǒng)電源在飛機(jī)自動可切除的匯流條或電源上引取或引用飛機(jī)上的自動斷電信號或故障切除信號給測試供電系統(tǒng)，用來控制測試供電系統(tǒng)的供電，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)電源故障時(shí)測試系統(tǒng)的自動斷電。

　　３．５測試系統(tǒng)應(yīng)急供電功能設(shè)計(jì)

　　在目前很多綜合試飛中，由于試飛風(fēng)險(xiǎn)大，又特別需要應(yīng)急情況下的飛行數(shù)據(jù)，因此當(dāng)飛機(jī)電源系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)保證部分重要測試設(shè)備不間斷工作，這時(shí)就需要給測試供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)急供電功能，該功能應(yīng)保證測試系統(tǒng)正常供電和應(yīng)急供電之間自動轉(zhuǎn)換。測試系統(tǒng)應(yīng)急供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)飛機(jī)的電源情況分為以下兩種情況：（１）多電源應(yīng)急供電：飛機(jī)主電源為１１５Ｖ／４００ＨｚＡＣ交流電源時(shí)，在被試飛機(jī)上加裝測試專用蓄電瓶和１１５Ｖ／４００ＨｚＡＣ逆變電源兩種電源為測試系統(tǒng)提供測試應(yīng)急電源。（２）單一電源應(yīng)急供電：飛機(jī)的主電源為２８ＶＤＣ時(shí)，在被試飛機(jī)上加裝測試專用蓄電瓶一種電源為測試系統(tǒng)提供測試應(yīng)急電源。

　　４測試系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)的一般要求

　　４．１測試供電系統(tǒng)與飛機(jī)電源系統(tǒng)之間的隔離保護(hù)措施

　�。ǎ保└鶕�(jù)測試系統(tǒng)總用電量選擇合適的總電路保護(hù)裝置，直流電源選配ＧＢ型慣性熔斷器，交流電源選配ＤＢＢ或ＤＢＦ系列單相斷路器和ＤＢＪ、ＤＢＧ系列三相斷路器。（２）根據(jù)測試設(shè)備消耗功率合理配電，選用合適的電路保護(hù)裝置、控制裝置及合適的航空導(dǎo)線。（３）電路保護(hù)裝置的容量應(yīng)與導(dǎo)線的載流量相匹配，以防止在短路狀態(tài)下導(dǎo)線過載損壞而造成事故，危及飛機(jī)安全。（４）通過對測試供電匯流條的保護(hù)使故障隔離，以防止故障影響飛機(jī)設(shè)備供電。（５）測試供電系統(tǒng)配電時(shí)各保護(hù)裝置之間應(yīng)協(xié)調(diào)一致，選擇電路保護(hù)裝置的容量應(yīng)盡可能小，既起到保護(hù)作用又不致因環(huán)境溫度高和電流沖擊而造成供電中斷。

　�。矗�２測試供電系統(tǒng)總電源開關(guān)的設(shè)置

　　測試供電系統(tǒng)必須設(shè)置總電源開關(guān)，使飛行員能夠做到在空中以最簡便的方式扳動測試系統(tǒng)“總電源開關(guān)”，自主切斷加改裝系統(tǒng)電源。條件許可的情況下，在測試供配電系統(tǒng)中串聯(lián)設(shè)置兩個(gè)“總電源開關(guān)”，分別在駕駛艙和測試系統(tǒng)開關(guān)盒，做到飛行員在空中能夠方便地控制測試系統(tǒng)的供電，測試人員在地面能夠方便地控制測試系統(tǒng)的供電。

　　５結(jié)束語

　　本文通過分析機(jī)載測試加改裝電源系統(tǒng)的具體要求，并結(jié)合飛機(jī)電源系統(tǒng)的特點(diǎn)，對加改裝的測試系統(tǒng)的供電問題進(jìn)行了探討和研究，總結(jié)了測試系統(tǒng)供電方案的設(shè)計(jì)方法。

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