④照明:如駕駛艙、客艙照明,航行燈、著陸燈等。
直升機(jī)電源主要有兩種形式,一種是直流電源,一種是交流電源。早期的直升機(jī)大多采用直流電源,現(xiàn)代直升機(jī)大多采用交流電源。根據(jù)適航要求,為了保證飛行安全,所有航空器必須裝備有直流備用電源系統(tǒng)。
直流發(fā)電機(jī)容量較小,一般為十幾千瓦,電壓采用低壓 28V。小型直升機(jī)一般以直流電源為主電源。直流電源由直流發(fā)電機(jī)、交流 -直流發(fā)電機(jī)或航空蓄電池提供,所需交流電由靜變流器(機(jī))提供。
大型直升機(jī)采用交流電源為主電源,因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)容量大,目前單機(jī)容量已超過(guò) 150kVA,電壓為 115V/200V。交流電源頻率一般為 400Hz。在以交流電為主電源的航空器上,所需直流電源由變壓整流器 (TRU)或航空蓄電池提供。
8.1.2 電源系統(tǒng)的組成直升機(jī)電源系統(tǒng)主要由電源控制及保護(hù)裝置和供電網(wǎng)絡(luò)等組成。
1.電源為保證直升機(jī)在各種情況下正常供電,電源系統(tǒng)由主電源、輔助電源、應(yīng)急電源、二次電源和地面電
源組成。
主電源 :是指由直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)提供的電源。
輔助電源 :是指機(jī)載電瓶提供的電源。
應(yīng)急電源 :在飛行中主電源失效時(shí),直升機(jī)主要設(shè)備由應(yīng)急電源供電。應(yīng)急電源有機(jī)載電瓶、機(jī)載靜
變流機(jī) (器)等。
地面電源 :直升機(jī)在地面時(shí),由地面電源車向直升機(jī)供電。
二次電源 :是將主電源的電能轉(zhuǎn)換為另一種形式或規(guī)格的電能,以滿足不同用電設(shè)備的需要。如變壓
整流器 (TRU)和變流機(jī) (器)(INV),前者將 115V/200V的交流電變成 28V直流電,后者將 28V直流電變成 115V交流電。
2.控制及保護(hù)裝置
電源的控制包括對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)壓、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制、發(fā)電機(jī)輸出控制、發(fā)電機(jī)并聯(lián)控制和匯流條控制等。電源系統(tǒng)的保護(hù)裝置是當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和輸出。設(shè)置的保護(hù)項(xiàng)目有過(guò)壓(OV)、欠壓 (UV)、過(guò)頻 (OF)、欠頻 (UF)、過(guò)流 (OC)、差動(dòng) (DP)保護(hù)等。
3.供電網(wǎng)絡(luò)
供電網(wǎng)絡(luò)是指將電能輸送到負(fù)載的電網(wǎng),它包括匯流條、電源分配系統(tǒng)、過(guò)流 (短路 )保護(hù)器 (跳開(kāi)關(guān) )等。
第 8.2節(jié)航空蓄電池
8.2.1 航空蓄電池的功用和構(gòu)造航空蓄電池 (或稱電瓶 )是任何直升機(jī)必須安裝的設(shè)備,它的主要功用有 :
① 在直流電源系統(tǒng)中,切換大負(fù)載時(shí)起到維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的作用;
② 用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī);
③在應(yīng)急情況下 (主電源失效 ),向重要的飛行儀表和導(dǎo)航設(shè)備供電,保證直升機(jī)安全著陸。
根據(jù)電解液性質(zhì)的不同,航空蓄電池分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩大類。直升機(jī)上常用的酸性蓄電池為鉛酸電池,其電解液為硫酸水溶液。堿性蓄電池主要為鎳鎘蓄電池,其電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液。
航空蓄電池由多個(gè)單體電池串聯(lián)而成,它們置于蓄電池箱內(nèi)。單體電池由容器、正極板、負(fù)極板、隔板和電解液構(gòu)成。典型的航空蓄電池如下圖所示
圖 8-1典型的航空蓄電池
8.2.2電瓶的容量
電瓶的容量是指電瓶從充滿電狀態(tài)以一定電流放電到放電終止電壓所放出的電量。放電終止電壓是指以一定電流在 25oC環(huán)境溫度下放電至能反復(fù)充電使用的最低電壓。鉛酸電瓶單體電池放電終止電壓為
1.
8V(5小時(shí)放電 )。直升機(jī)上使用的鉛酸電瓶一般由 12個(gè)單體電池組成,因此鉛酸電瓶放電終止電壓為
21.
6V;堿性電瓶的終止電壓為每單元電池 1V,堿性電瓶由 19個(gè)或 20個(gè)單體電池組成,終止電壓為 19V或 20V。
電瓶的容量用安培小時(shí) (Ah)來(lái)表示。1個(gè)安培小時(shí)是指電瓶用 1A電流向負(fù)載可持續(xù)放電 1小時(shí)。理論上講,1個(gè) 100Ah的電瓶用 100A放電能放 1個(gè)小時(shí),50A可以放 2小時(shí),20A可以放電 5小時(shí)。實(shí)際上,這一結(jié)論對(duì)于堿性電瓶基本上是正確的 (堿性電瓶?jī)?nèi)阻很小 )。而對(duì)于酸性電瓶,大電流放電由于極板迅速被硫酸鉛覆蓋,使電瓶?jī)?nèi)阻增加,電瓶容量迅速下降,這是酸性電瓶的主要缺點(diǎn)之一。例如,一個(gè) 25Ah的電瓶用 5A電流能放電 5小時(shí),用 48A放電只能維持 20分鐘,容量?jī)H為 16Ah,如用 140A放電僅 5分鐘就放完,電瓶容量下降到 11.7Ah。
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