Неполный аварийный режим работы СЭС переменного тока

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВС

 

Системы электроснабжения подразделяются на первичные, вторичные, резервные и аварийные.

Первичными системами называются системы, в которых источниками электроснабжения являются генераторы, приводимые во вращение от маршевых двигателей.

Вторичными системами называются системы, в которых источники энергии (преобразователи или трансформаторы) получают питание от первичных систем.

Резервными называются системы, в которых источниками электроэнергии являются генераторы, приводимые во вращение от вспомогательной силовой установки.

Аварийными называются системы, в которых источниками являются аккумуляторные батареи и запитываемые от них аварийные преобразователи.

Системы электроснабжения ВС классифицируются по роду тока и напряжению. Существуют типовые системы электроснабжения:

- постоянного тока 27 В;

- однофазного тока 115 В, 400 Гц;

- трехфазного тока 36 В, 400 Гц.

- трехфазного тока, напряжением 200/115 В частотой 400 Гц;

Система электроснабжения в свою очередь делится на систему генерирования и систему передачи и распределения электроэнергии. Система генерирования включает в себя источники электроэнергии с аппаратурой регулирования и защиты: генераторы с их приводами, аккумуляторы, преобразователи одного вида электрической энергии в другой, их регулирующую, защитную и контролирующую аппаратуру. Система распределения включает в себя провода, распределительные устройства, коммутирующую и защитную аппаратуру сети.

Система электроснабжения конкретного ВС получила свое название по установленой на ней первичной системе снабжения.

В настоящее время системы электроснабжения ВС ГА можно подразделить на три типа:

- система электроснабжения постоянного тока;

- смешанная система электроснабжения.

- система электроснабжения переменного тока 200/115 В 400 Гц;

 

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

 

К таким системам можно, например, отнести системы электроснабжения небольших поршневых самолетов (ЯК-18, ЯК-52, ЯК-55, АН-2), небольших турбовинтовых (например - Л-410 УВП) и более старых турбореактивных (ЯК-40, ТУ-134).

СЭ постоянного тока имеет следующую упрощенную блок-схему (см. рис.1).

 

Рис. 1 Структурная схема системы электроснабжения постоянного тока. АД — авиационный двигатель; Г - генератор; Пр - ль - преобразователь; АККУМ. – аккумулятор.

В полете работают генераторы, получающие вращение от маршевых двигателей. Поэтому они классифицируются, как основные источники электроэнергии первичной системы электроснабжения 27 В. Обычно устанавливают по одному генератору на двигателе (на самолете Ту-134 установлены по 2 генератора на двигателе). На некоторых самолетах генераторы используются и как стартеры для запуска маршевых двигателей и всегда ВСУ. Для обеспечения работы в стартерном режиме на ВС имеются специальные схемы запуска. Генераторы работают на самовозбуждении и вырабатывают напряжение 28,5 В, которое автоматически поддерживается регуляторами напряжения. При перенапряжении генераторов происходит их автоматическое отключение.

Генераторы обычно загружены не на полную мощность. На многих отечественных самолетах ГА генераторы работают параллельно, т.е. на общую нагрузку. Для обеспечения такого режима работы имеется специальная схема управления, которая делит общий ток поровну между работающими генераторами. На самолете чехословацкого производства Л-410 – УВП используется раздельная работа генераторов. При отказе одного генератора он отключается от сети. Нагрузку принимают на себя работающие основные генераторы и нагружаются до номинальной мощности. Действия экипажа при отказах генераторов расписаны в "Руководстве по летной эксплуатации" (РЛЭ) для конкретного самолета.

Минусовым проводом всистеме постоянного тока является корпус ВС. Поэтому напряжение только с плюсовой клеммы генератора поступает на систему передачи и распределения электроэнергии. Эта система состоит из распределительных устройств и проводов. Распределительные устройства - это платы, коробки, щиты, пульты, на которых расположены шины. Шины -это элементы распределения электроэнергии, которые могут быть различны по конструкции. Это может быть пластина, провод, клеммы, установленные на изоляторах. На шинах крепятся предохранители, от которых идут провода к другим распределительным устройствам или потребителям. В распределительных устройствах размещают реле, контакторы, распределительные электроколодки, держатели стекляных предохранителей и другие мелкие агрегаты. На пультах устанавливаются контрольные и измерительные приборы, выключатели, держатели стекляных предохранителей типа СП, светосигнальная аппаратура и автоматы защиты сети типа АЗС и АЗР. По назначению шины на самолетах делятся на основные и аварийные.

Основные шины расположены почти во всех распределительных устройствах. Они обычно закольцованы для повышения надежности снабжения электроэнергией. От основных шин получают энергию большинство потребителей.

Аварийные шины в нормальных условиях получают энергию от основных, а в аварийных условиях (при отказе всех генераторов) получают энергию от аварийных источников электроэнергии. От аварийной шины получают питание особо важные потребители, обеспечивающие безопасную посадку самолета.

Аварийными источниками электроэнергии постоянного тока являются аккумуляторные батареи. Аккумуляторы через аварийную шину подключены на основные шины, куда также подключены генераторы с напряжением 28,5 В. Так как номинальное напряжение батарей 24 или 25 В, то в нормальном полете они заряжаются.

Аккумуляторы на ВС применяются двух типов - свинцовые и щелочные. На борт разрешено устанавливать батареи заряженные до уровня не менее 70% от номинальной емкости. Экипаж перед полетом проверяет этот уровень заряженности. Для этого включается нагрузка на каждый аккумулятор, которая оговорена на каждом самолете РЛЭ, и по величине напряжения судят о степени заряженности аккумулятора. Для всех аккумуляторов напряжение должно быть не менее 24 В. Если напряжение окажется ниже, то соответствующий аккумулятор заменяется.

При отказе в полете всех генераторов система питания переходит на аварийный режим работы. Аварийная шина при отказе последнего генератора отключится от основной, где напряжение станет равным нулю, а аварийную шину останутся запитывать аккумуляторы с напряжением 24÷25 В. От нее получают питание особоважные потребители постоянного тока.. Экипажу обычно предписывается экстренная посадка. Время работы аккумулятора зависит от нагрузки на аварийной шине. Ночью нагрузка больше, чем днем. Время разряда может колебаться от 20 до 30 мин.

Если на свинцовых батареях напряжение достигнет 21 В, а на щелочных 20 В, то они разрядились полностью. Для экономии электроэнергии аккумуляторов экипаж отключает некоторые потребители, но есть ряд потребителей, которые отключать запрещено.

На турбовинтовых и турбореактивных ВС установленавливают вспомогательную силовую установку (ВСУ), которая предназначена для запуска основных двигателей. ВСУ имеет генератор постоянного тока. В нормальном полете ВСУ не работает и ее генератор отключен, но при отказе всех основных генераторов на некоторых ВС она может быть запущена и, следовательно, ее генератор можно использовать как резервный источник электроэнергии в полете. ВСУ в полете запускается от аккумуляторов и ее генератор подключается на основные и аварийные шины. При питании бортсети постоянного тока от генератора ВСУ обычно изменяется схема полета (предписывается полет до ближайшего аэродрома). При запуске или холодной прокрутке ВСУ время работы аккумуляторов уменьшается приблизительно на 5 минут. Если ВСУ не запустится, то его можно запускать определенное число раз согласно РЛЭ конкретного типа ВС.

Для подключения аэродромных источников электроэнергии постоянного тока на ВС имеются специальные разъемы. Энергия аэродромных источников используется для запуска авиадвигателей или ВСУ, для проведения погрузочно - разгрузочных работ и для технического обслуживания оборудования самолета.

Для питания радиооборудования, гироскопических приборов ВС с системой постоянного укомплектованы вторичными системами электроснабжения. В качестве типовых вторичных СЭС на этих ВС приняты:

- система переменного однофазного тока с U_ном =115 В, f_ном = 400 Гц.

- система переменного трехфазного тока с U_ном = 36 В, f_ном = 400 Гц.

Переменный ток стабильной частоты получается преобразованием постоянного тока в переменный. Обычно (на более старых ВС) это выполняют преобразователи - вращающиеся двигатель-генераторные агрегаты. На более новых ВС используют невращающиеся статические преобразователи.

Основные источники вторичных систем на ~ 115 В и ~ 36 В 400 Гц получают энергию от основных шин постоянного тока.

Для повышения надежности этих систем на самолетах устанавливаются еще и резервные источники на ~115 В и ~36 В. Обычно они в полете не работают, а включаются при отказе основных преобразователей. При отказах резервных источников включаются аварийные преобразователи, которые подключены к аварийной шине постоянного тока. При этом основная масса потребителей переменного тока автоматически отлючается, а продолжают работать только особо важные потребители.

Преимущества СЭ =27 В;

1. Система проста и электробезопасна. Опасным напряжением для обычных условий является напряжение свыше 36 В.

2. Имеются хорошие условия для параллельной работы генераторов между собой и с аккумуляторной батареей.

3. Электродвигатели постоянного тока имеют большой пусковой момент и легко регулируются их обороты. (Большой пусковой момент имеет большое значение при низких температурах, когда загустевает смазка).

Недостатки СЭ =27 В:

1. Большой вес самолетной сети из-за низкого напряжения.

2. Генераторы имеют значительный вес из-за коллекторного узла. Этот узел наиболее уязвим по надежности, ограничивает высотность ВС и повышение напряжения сети (В настоящее время разработаны вентильные генераторы,не имеющие коллекторного узла, но они имеют небольшую мощность).

3. Наличие электролиза в соединениях корпуса.

 

СМЕШАННАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВС

 

На самолетах со смешанными системами электроснабжения устанавливаются как генераторы постоянного тока, так и соизмеримые с ними по мощности генераторы переменного однофазного тока напряжением 115 В частотой 400 Гц.

Система переменного однофазного тока также однопроводна, вторым проводом является корпус ВС.

Структурная схема смешанной системы электроснабжения показана на рис.2.

Рис.2. Структурная схема смешанной системы электроснабжения. Г_ - генератор постоянного тока; Г~ - генератор переменного тока; ПР-ЛЬ - преобразователь; АККУМ – аккумулятор.

 

К таким системам можно, например, отнести системы электроснабжения турбовинтовых самолетов (Ан-12, Ан-24, Ан-26, Ан-30, Ан-32, Ил-18). Установка генераторов переменного однофазного тока напряжением 115 В была обусловлена применением на этих ВС электрической системы противообледенения воздушных винтов, которая требует значительного расхода мощности. В данной системе генератор переменного тока имеет изменяющуюся частоту, но так как в полете обороты турбовинтовых двигателей практически не изменяются, то и частота генераторов также остаётся постоянной. В режиме земного малого газа частота генераторов переменного тока смешанной системы будет занижена.

Генератор переменного тока имеет возбуждение от сети постоянного тока. Рабочая обмотка находится на статоре, а обмотка возбуждения на роторе. Ток к ротору подводится с помощью двух токосъемных колец.

Генераторы переменного однофазного тока могут запитывать либо все потребители последовательно - один из них подключен на нагрузку, а второй находится в резерве, либо каждый генератор работает на свою нагрузку с взаиморезервированием.

Электроснабжение потребителей постоянного тока на ВС с системой смешанного типа точно такое же, как и на самолетах с СЭ =27.

Аппаратура регурирования и защиты генератора переменного однофазного тока выполняет следующие функции:

- поддерживает напряжение генератора постоянным;

- автоматически отключает генератор от бортсети при:

а) понижения частоты до 320 Гц,

б) перенапряжении генератора,

в) коротком замыкании, обрыве фазы или снижении напряжения.

ВС с СЭ смешанного типа оборудованы вторичной системой переменного трехфазного тока напряжением 36 В частотой 400Гц аналогичной ВС с системой постоянного тока.

Организация питания от аварийных источников точно такая же, как в СЭ =27 В. Для подключения аэродромных источников имеется разьемы на =27 В и ~115 В.

Смешанная СЭ имеет положительные стороны по сравнению с описанной выше СЭ = 27 В. От СЭ = 27 В она отличается тем, что генераторы ~115 В имеют больший К.П.Д. по сравнению с преобразователями постоянного тока в переменный и меньший вес. Поэтому, в целом эта система легче, чем СЭ на 27 В

 

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА 200/115 В, 400 Гц

Cистемы электроснабжения переменного трехфазного тока 200/115В являются более современными по сравнению с системами электроснабжения постоянного тока и смешанными системами самолетов подобного класса. Анализ показывает, что система электроснабжения, в которой в качестве первичной принята система переменного тока по сравнению с системой электроснабжения постоянного тока низкого напряжения, имеет лучшие технико-экономические и массовые показатели и более высокие показатели надежности. Её можно подразделить на два типа:

Ø а) переменного трехфазного тока постоянной частоты;

Ø б) переменного трехфазного тока нестабильной («гуляющей») частоты.

Системы переменного тока стабильной частоты используются на самолетах гражданской авиации дальних и средних магистральных воздушных линий (ИЛ-62, ИЛ-76, ИЛ-86, ТУ-154, АН-72, АН-74, АН- 22, АН-124, ЯК-42, AH-148).

На рис. 3. представлена система электроснабжения переменного тока стабилизированной частоты.

Рис. 3. Структурная схема СЭС переменного трёхфазного тока стабильной частоты. Г -генератор; ППЧВ—привод постоянной частоты вращения; ВЫПР - выпрямитель; АККУМ – аккумулятор; ТРАНС. - трансформатор

 

На самолетах с системой электроснабжения переменного тока основными источниками электрической энергии являются генераторы переменного трёхфазного тока напряжением 208/120 В частотой 400 Гц, которые приводятся во вращение от маршевых двигателей. Количество генераторов определяется количеством двигателей. В основном на самолетах ГА применяется раздельная работа генераторов, но на ВС ИЛ-62, ИЛ-76 генераторы переменного тока могут работать параллельно, что значительно усложняет их энергоузлы.

Резервным источником электроэнергии в этой сети может служить генератор переменного трехфазного тока, установленный на ВСУ.

В СЭ самолетах ГА применяются бесконтактные генераторы типа ГТ. В этих генераторах отсутствуют скользящие контакты и щетки, а связь между ротором и статором осуществляется магнитным полем. Для возбуждения генератора используются два возбудителя. Это дополнительные генераторы, размещенные рядом с основным. Один возбудитель работает от постоянных магнитов и питает обмотку возбуждения второго возбудителя, а он, в свою очередь, питает обмотку возбуждения основного генератора.

Между авиационным двигателем и синхронным генератором включается устройство, преобразующее переменную скорость вращения авиационного двигателя в постоянную скорость вращения генератора (привод постоянной частоты вращения - ППЧВ). На самолетах ГА используются два типа ППЧВ: воздушно-турбинный и гидравлический. Воздушно-турбинный привод использует сжатый воздух от компрессора авиадвигателя АД. Но используется энергия сжатого воздуха только для коррекции оборотов генератора, а основная мощность поступает к генератору от АД напрямую через редуктор. Гидравлический привод используется на более новых самолетах (Як-42, АН-72, АН-74) и на перспективном АН-148. Этот привод выполнен по схеме насос-двигатель плунжерного типа. Причем, как и на воздушно-турбинном, он используется для коррекции оборотов, а остальная мощность подводится через суммирующий редукторм от АД.

Каждый генератор образует свой энергоузел, в который входит аппаратура регулирования и защиты. Она автоматически поддерживает постоянным напряжение генератора и отключает генератор при повышении и понижения напряжения и частоты, а также от короткого замыкания и обрыва фаз.

Аварийным источником электроэнергии для питания самых важных потребителей переменного однофазного тока напряжением 115 В служит электромеханический или статический преобразователь типа ПО или ПОС, получающий питание от аварийной шины постоянного тока.

Так как система переменного трехфазного тока напряжением 200/115В на указанных ВС является первичной, то мощность потребителей этой системы по сравнению с вторичными также самая большая. Самолеты с основной системой электроснабжения переменного тока укомплектованы двумя меньшими по мощности вторичными системами: постоянного тока напряжением 27В и переменного трехфазного тока напряжением 36 В частотой 400 Гц. Каждая из вторичных систем имеет также основные, резервные и аварийные источники электроэнергии.

Основными и одновременно резервными источниками СЭ постоянного тока являются выпрямители типа ВУ или ТВБ, которые преобразуют переменный ток 200/115 В в постоянный 27 В. Аварийными источниками электроэнергии постоянного тока являются аккумуляторные батареи, которые в нормальном полете подзаряжаются от выпрямителей. В СЭ = 27 В имеются основные и аварийные шины. Питание, подключение и нагрузка аварийной шины аналогичны СЭ =27В.

Основными и одновременно резервными источниками вторичной СЭ переменного трехфазного тока напряжением 36 В частотой 400 Гц являются понижающие трехфазные трансформаторы 200/115 В на 36 В, а аварийными – электромеханические или статические трехфазные преобразователи типа ПТ или ПТС.

Для значительной части потребителей безразлично, током какой частоты они будут питаться. Поэтому на перспективных ВС преполагается устанавливать системы электроснабжения, в которых нет ППЧВ, поэтому генераторы вырабатывают напряжение нестабилизированной частоты. На рис.4 показана структурная схема системы электроснабжения переменного тока нестабилизированной частоты со статическим преобразователем частоты.

Рис.4. Структурная схема СЭС переменного трехфазного тока нестабилизированной частоты с использованием преобразователя частоты.

 

В такой системе генератор, приводимый во вращение от авиационного двигателя, имеет переменную частоту. Основная часть потребителей подключается к напряжению генератора переменной частоты.

После генератора включаются трехфазные статические преобразователи частоты, которые являются основными и резервными источниками вторичной системы переменного трехфазного тока напряжением 200/115 В. Статические преобразователи частоты вырабатывают напряжение 200/115 В стабилизированной частотой 400 Гц.

Для получения постоянного тока низкого напряжения 27 В используются выпрямители, получающие питание также от генераторов.Паралельно с выпрямителями включены аккумуляторы.

В качестве вторичной системы используется также система переменного трёхфазного напряжением 36 частотой 400 Гц. Основными источниками этой системы являются трансформаторы, получающие питание от системы 200/115 В стабилизированной частоты 400 Гц.

Такая система, например, установлена на перспективном военно - транспортном самолете, разработанным АНТК им. Антонова АН-70.

СЭС переменного трехфазного тока нестабилизированной частоты может быть также выполнена, как показано на рис.5.

Рис. 5 Структурная схема системы электроснабжения на переменном токе нестабильной частоты с использованием выпрямителей и статических преобразователей постоянного тока в переменный. Г - генератор; ПР-ЛЬ преобразователь; АККУМ - аккумулятор.

 

В этой системе напряжение вырабатывается также генераторами переменной скорости вращения.

Вторичной системой электроснабжения здесь является система постоянного тока напряжением 27 В, источниками которой являются выпрямители и аккумуляторы.

Вторичными системами при этом являются также системы трехфазного переменного тока стабилизированной частоты 400 Гц напряжением 200/115 В и 36 В. Источниками этих систем являются электронные статические преобразователи, которые получают питание от системы постоянного тока. Такой системой оборудован новый отечественный самолёт АН-140.

 

ПРЕИМУЩЕСТВА СЭ ~200/115 В

1. Отсутствие у генераторов типа ГТ и асинхронных двигателей щеточно-коллекторного узла, что значительно снижает их массу и повышает надежность.

2. СЭ имеет меньшую массу сети по сравнению с СЭ = 27 В, т. к. напряжение сети высокое.

3. Генераторы переменного тока имеют больший к.п.д. по сравнению с генераторами = 27 В.

4. Переменное напряжение легко трансформируется в любое напряжение и постоянный ток.

5. Отсутствует электролиз корпуса.

 

НЕДОСТАТКИ СЭ ~200/115 В

1. Наличие ППЧВ усложняет конструкцию, снижает надежность, имеет значительный вес.

2. Имеются трудности параллельной работы генераторов, т.к. требуется два регулятора по активной и реактивной мощности, что значительно усложняет систему.

3. Асинхронные двигатели имеют малый пусковой момент и существуют трудности в регулировании их оборотов.

 

Аварийные режимы работы СЭ ~200/115 В

 

Рассмотрим в целом работу СЭ в аварийных режимах работы. В нормальном режиме генераторы обычно не загружены на свою полную номинальную мощность и питают через распределительные устройства (РУ) свою группу потребителей. Один из генераторов, кроме своих основных потребителей питает также отдельную сеть приборов, на которую подключены особо важные потребители. Выпрямительные установки подключены через основную и аварийную шины на все потребители постоянного тока = 27 В. Аккумуляторы подсоединяются к аварийной шине постоянногог тока и подзаряжаются от выпрямителей. Один из выпрямителей может быть резервным. Аварийные преобразователи отключены.

При отказе одного из генераторов, его сеть с помощью реле автоматически подключится на работающий, генератор. Если на ВС более двух генераторов, то при отказе второго энергоузла все генераторы загружаются на 100%, а если мощности не хватает, то отключается часть второстепенных потребителей.

Полный аварийный режим работы СЭС переменного тока. При отказе всех генераторов отключаются основные источники постоянного тока 27В (выпрямители) и переменного трехфазного тока 36В (трансформаторы) и СЭ переходит на полный аварийный режим. При этом остаются работать аккумуляторные батареи, от которых получат питание только потребители аварийной шины постоянного тока и аварийные преобразователи переменного тока, запитывающие аварийные шины однофазного тока напряжением 115 В и трехфазного напряжением 36 В (рис. 6). К этим аварийным источникам подключаются особоважные потребители на 115В и 36В, которые также необходимы для безаварийного завершения полета.

Время полета при питании СЭС от аккумуляторов ограничивается их емкостью и указывается в руководстве по летной эксплуатации конкретного ВС (приблизительно 30 минут).

Если СЭС переменного тока переходит на полный аварийный режим работы, то экипажу согласно РЛЭ предписывается немедленная посадка на ближайшем аэродроме или (при наличии ВСУ) снижение до эшелона, на котором возможно запустить ВСУ, запуск ВСУ от аккумуляторов, и подключение на бортсеть резервного генератора ВСУ.

Рис.6. Структурная схема полного аварийного

режима СЭС ВС переменного тока 200/115В

 

Необходимо учитывать, что каждый неудавшийся запуск или холодная прокрутка ВСУ снижает время полета приблизительно на 5 минут. При работающем резервном генераторе ВСУ восстанавливается работа основных источников напряжения постоянного тока 27В и переменного трехфазного тока 36 В 400 Гц, аккумуляторы переходят на подзарядку от выпрямителей, а аварийные преобразователи автоматически выключаются.

Внутренняя сигнализация.

 

Внутреннея сигнализация – это совокупность устройств, предназначенных для выдачи экипажу информации о нормальной работе или отказах агрегатов и систем ВС или о недопустимых режимах или условиях полета. Она может быть вибрационной, звуковой или световой.

- вибрационная сигнализация – это передача осязательного сигнала пилотам через вибрацию штурвала;

- звуковая сигнализация представляет собой сирену, звучащую в кабине экипажа или зуммер, звучащий в телефонах членов экипажа;

- световая сигнализация представлена в виде ламп, табло, мнемоиндикаторов красного, желтого или зеленого цвета, горящих в кабине экипажа, пассажирском салоне или на месте бортпроводника.

Световая и звуковая сигнализации могут работать в непрерывном или прерывистом режиме, раздельно или совместно.

На старых ВС не было систематизации сигнализации отказов по степени опасности и экипажу из эргономических соображений было трудно адекватно реагировать на эту сигнализацию и устранять причины ее вызвавшие. Для устранения этого недостатка, на более новых ВС (ЯК-42, АН-32, АН-72, АН-74) а также на перспективных (АН-140, АН-70, АН-148) используется принцип «темной кабины». Этот принцип обозначает, что при нормальном полете в кабине экипажа не должен гореть ни один из цветов световой сигнализации, кроме зеленой. На указанных ВС используется система аварийной сигнализации САС – 4А.

Система САС-4А выдает следующие сигналы о режимах работы самолетных систем и агрегатов:

- аварийные - мигают красные табло, и в телефонах членов экипажа звучит прерывистый звуковой сигнал (иногда может прерывисто звучать сирена).

- предупреждающие, с выходом на центральный сигнальный огонь (ЦСО) - постоянно горят желтые табло, и одновременно мигает табло ЦСО:

- предупреждающие без выхода на ЦСО - постоянно горят желтые табло, а табло ЦС0 не работает:

- уведомляющие - постоянно горят зеленые табло.

В разделах «Противопожарная защита ВС» и «Системы противообледенения ВС» рассматривались аварийная сигнализация о пожаре и предупреждающая с выходом на ЦСО сигнализация об обледенении. Рассмотрим еще несколько видов сигнализации, непосредственно влияющих на безопасность полета самолета.

 

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВС

 

Системы электроснабжения подразделяются на первичные, вторичные, резервные и аварийные.

Первичными системами называются системы, в которых источниками электроснабжения являются генераторы, приводимые во вращение от маршевых двигателей.

Вторичными системами называются системы, в которых источники энергии (преобразователи или трансформаторы) получают питание от первичных систем.

Резервными называются системы, в которых источниками электроэнергии являются генераторы, приводимые во вращение от вспомогательной силовой установки.

Аварийными называются системы, в которых источниками являются аккумуляторные батареи и запитываемые от них аварийные преобразователи.

Системы электроснабжения ВС классифицируются по роду тока и напряжению. Существуют типовые системы электроснабжения:

- постоянного тока 27 В;

- однофазного тока 115 В, 400 Гц;

- трехфазного тока 36 В, 400 Гц.

- трехфазного тока, напряжением 200/115 В частотой 400 Гц;

Система электроснабжения в свою очередь делится на систему генерирования и систему передачи и распределения электроэнергии. Система генерирования включает в себя источники электроэнергии с аппаратурой регулирования и защиты: генераторы с их приводами, аккумуляторы, преобразователи одного вида электрической энергии в другой, их регулирующую, защитную и контролирующую аппаратуру. Система распределения включает в себя провода, распределительные устройства, коммутирующую и защитную аппаратуру сети.

Система электроснабжения конкретного ВС получила свое название по установленой на ней первичной системе снабжения.

В настоящее время системы электроснабжения ВС ГА можно подразделить на три типа:

- система электроснабжения постоянного тока;

- смешанная система электроснабжения.

- система электроснабжения переменного тока 200/115 В 400 Гц;

 

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

 

 

К таким системам можно, например, отнести системы электроснабжения небольших поршневых самолетов (ЯК-18, ЯК-52, ЯК-55, АН-2), небольших турбовинтовых (например - Л-410 УВП) и более старых турбореактивных (ЯК-40, ТУ-134).

СЭ постоянного тока имеет следующую упрощенную блок-схему (см. рис.1).

 

Рис. 1 Структурная схема системы электроснабжения постоянного тока. АД — авиационный двигатель; Г - генератор; Пр - ль - преобразователь; АККУМ. – аккумулятор.

В полете работают генераторы, получающие вращение от маршевых двигателей. Поэтому они классифицируются, как основные источники электроэнергии первичной системы электроснабжения 27 В. Обычно устанавливают по одному генератору на двигателе (на самолете Ту-134 установлены по 2 генератора на двигателе). На некоторых самолетах генераторы используются и как стартеры для запуска маршевых двигателей и всегда ВСУ. Для обеспечения работы в стартерном режиме на ВС имеются специальные схемы запуска. Генераторы работают на самовозбуждении и вырабатывают напряжение 28,5 В, которое автоматически поддерживается регуляторами напряжения. При перенапряжении генераторов происходит их автоматическое отключение.

Генераторы обычно загружены не на полную мощность. На многих отечественных самолетах ГА генераторы работают параллельно, т.е. на общую нагрузку. Для обеспечения такого режима работы имеется специальная схема управления, которая делит общий ток поровну между работающими генераторами. На самолете чехословацкого производства Л-410 – УВП используется раздельная работа генераторов. При отказе одного генератора он отключается от сети. Нагрузку принимают на себя работающие основные генераторы и нагружаются до номинальной мощности. Действия экипажа при отказах генераторов расписаны в "Руководстве по летной эксплуатации" (РЛЭ) для конкретного самолета.

Минусовым проводом всистеме постоянного тока является корпус ВС. Поэтому напряжение только с плюсовой клеммы генератора поступает на систему передачи и распределения электроэнергии. Эта система состоит из распределительных устройств и проводов. Распределительные устройства - это платы, коробки, щиты, пульты, на которых расположены шины. Шины -это элементы распределения электроэнергии, которые могут быть различны по конструкции. Это может быть пластина, провод, клеммы, установленные на изоляторах. На шинах крепятся предохранители, от которых идут провода к другим распределительным устройствам или потребителям. В распределительных устройствах размещают реле, контакторы, распределительные электроколодки, держатели стекляных предохранителей и другие мелкие агрегаты. На пультах устанавливаются контрольные и измерительные приборы, выключатели, держатели стекляных предохранителей типа СП, светосигнальная аппаратура и автоматы защиты сети типа АЗС и АЗР. По назначению шины на самолетах делятся на основные и аварийные.

Основные шины расположены почти во всех распределительных устройствах. Они обычно закольцованы для повышения надежности снабжения электроэнергией. От основных шин получают энергию большинство потребителей.

Аварийные шины в нормальных условиях получают энергию от основных, а в аварийных условиях (при отказе всех генераторов) получают энергию от аварийных источников электроэнергии. От аварийной шины получают питание особо важные потребители, обеспечивающие безопасную посадку самолета.

Аварийными источниками электроэнергии постоянного тока являются аккумуляторные батареи. Аккумуляторы через аварийную шину подключены на основные шины, куда также подключены генераторы с напряжением 28,5 В. Так как номинальное напряжение батарей 24 или 25 В, то в нормальном полете они заряжаются.

Аккумуляторы на ВС применяются двух типов - свинцовые и щелочные. На борт разрешено устанавливать батареи заряженные до уровня не менее 70% от номинальной емкости. Экипаж перед полетом проверяет этот уровень заряженности. Для этого включается нагрузка на каждый аккумулятор, которая оговорена на каждом самолете РЛЭ, и по величине напряжения судят о степени заряженности аккумулятора. Для всех аккумуляторов напряжение должно быть не менее 24 В. Если напряжение окажется ниже, то соответствующий аккумулятор заменяется.

При отказе в полете всех генераторов система питания переходит на аварийный режим работы. Аварийная шина при отказе последнего генератора отключится от основной, где напряжение станет равным нулю, а аварийную шину останутся запитывать аккумуляторы с напряжением 24÷25 В. От нее получают питание особоважные потребители постоянного тока.. Экипажу обычно предписывается экстренная посадка. Время работы аккумулятора зависит от нагрузки на аварийной шине. Ночью нагрузка больше, чем днем. Время разряда может колебаться от 20 до 30 мин.

Если на свинцовых батареях напряжение достигнет 21 В, а на щелочных 20 В, то они разрядились полностью. Для экономии электроэнергии аккумуляторов экипаж отключает некоторые потребители, но есть ряд потребителей, которые отключать запрещено.

На турбовинтовых и турбореактивных ВС установленавливают вспомогательную силовую установку (ВСУ), которая предназначена для запуска основных двигателей. ВСУ имеет генератор постоянного тока. В нормальном полете ВСУ не работает и ее генератор отключен, но при отказе всех основных генераторов на некоторых ВС она может быть запущена и, следовательно, ее генератор можно использовать как резервный источник электроэнергии в полете. ВСУ в полете запускается от аккумуляторов и ее генератор подключается на основные и аварийные шины. При питании бортсети постоянного тока от генератора ВСУ обычно изменяется схема полета (предписывается полет до ближайшего аэродрома). При запуске или холодной прокрутке ВСУ время работы аккумуляторов уменьшается приблизительно на 5 минут. Если ВСУ не запустится, то его можно запускать определенное число раз согласно РЛЭ конкретного типа ВС.

Для подключения аэродромных источников электроэнергии постоянного тока на ВС имеются специальные разъемы. Энергия аэродромных источников используется для запуска авиадвигателей или ВСУ, для проведения погрузочно - разгрузочных работ и для технического обслуживания оборудования самолета.

Для питания радиооборудования, гироскопических приборов ВС с системой постоянного укомплектованы вторичными системами электроснабжения. В качестве типовых вторичных СЭС на этих ВС приняты:

- система переменного однофазного тока с U_ном =115 В, f_ном = 400 Гц.

- система переменного трехфазного тока с U_ном = 36 В, f_ном = 400 Гц.

Переменный ток стабильной частоты получается преобразованием постоянного тока в переменный. Обычно (на более старых ВС) это выполняют преобразователи - вращающиеся двигатель-генераторные агрегаты. На более новых ВС используют невращающиеся статические преобразователи.