機載測試系統供電方案設計論文

機載測試系統供電方案設計論文

　　摘要：飛機電源系統是飛機機載測試系統的重要組成部分之一，包括交流電源系統和直流電源系統。根據不同型號飛機飛行試驗機載測試系統的要求，以及不同型號飛機上電源系統的特點，對飛行試驗中加改裝測試系統的供電問題進行了方案設計和研究。

　　關鍵詞：供電設計論文

　　引言

　　為了從鑒定試飛中的飛機上取得準確、可靠的數據，飛行試驗前必須在飛機上加改裝測試設備。飛行試驗的成敗關鍵在于測試方案的制定，在加改裝環節上，落實飛機剩余電量、制定測試系統供配電方案、科學合理地利用機上剩余電量就顯得尤為重要。在型號飛機的試飛中，如果測試電源系統設計的不合理，測試系統出現故障的可能就非常大，有時還會對飛機電源系統造成損壞，甚至造成災難性后果。本文就飛機機載測試的供電問題進行了方案設計和研究，并針對不同型號飛機電源系統和測試系統的具體要求提出了供電設計時的注意事項。

　　１機載測試系統的供電分析

　�。保�１對電源的需求

　　１．１．１機載測試系統對電源種類的要求在測試系統中各負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。其中絕大部分裝機設備（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電壓，或為大功率２８Ｖ直流變壓整流器提供輸入電源等；單相１１５Ｖ／４００Ｈｚ交流電源針對一些特殊設備的需求進行提供；少部分裝機設備（如計算機、示波器、濾波器等）使用單相２２０Ｖ／５０Ｈｚ交流電源；而陀螺、慣導等設備會用到三相３６Ｖ／４００Ｈｚ交流電源。１．１．２機載測試系統對電源品質的要求有些測試設備工作電壓范圍較窄，對電壓波動敏感，需要為這些測試設備配備具有穩壓和濾波性能的電源設備來提高電源品質；某些設備會因為電源的瞬間掉電導致死機，需要配備不間斷電源來滿足其對電源的要求。

　�。保�２測試系統用電功率的計算

　　根據測試技術要求中提供的各測試設備的用電量計算測試系統的用電量，同時考慮個別設備的啟動電壓沖擊，得出測試系統的總用電量，從而得出測試系統用電總功率，進行加改裝系統方案設計。

　　１．３飛行科目對供電方案的要求

　�。ǎ保�測試供電系統應不影響飛機供電系統，保證飛行安全。保證飛行安全是測試供電系統的最根本的要求，為確保飛機用電安全，在測試供電系統與飛機電源系統之間應采取隔離保護措施。（２）測試供電系統應具有自動斷電和自主恢復的功能。當飛機發電機發生故障時，測試供電系統應自動切斷測試設備的用電。當飛機發電機、電源系統恢復正常，測試供電系統自動恢復對測試設備的正常供電，這就是自主恢復功能。（３）特殊科目情況下測試供電系統應具有應急供電能力。某些試飛要求中有空中停車的試飛科目，要求測試設備記錄發電機斷電后一段時間內的飛行數據。這種情況下，測試供電系統應具有應急供電能力，當飛機發電機發生故障時，測試供電系統自動切斷一部分次要測試設備的用電，同時重要測試設備自動轉換為應急供電，記錄一段時間數據后再切斷重要測試設備供電。

　　２飛機電源系統

　　飛機的電源系統主要是為飛機各用電設備提供和分配電源，并且按照飛機不同狀態和用電設備的需要對電源的分配進行必要的控制。飛機電源系統由主電源、應急電源、二次電源及外接電源插座等組成。飛機主電源是指由航空發動機直接或間接傳動的發電系統，通常一臺發動機傳動一臺或兩臺發電機。主電源由航空發動機傳動的發電機、電源控制保護設備等構成，在飛行中供電。當航空發動機不工作（如地面測試時），主電源也不工作時靠輔助電源供電。飛機蓄電池或輔助動力裝置（一種小型機載發動機、發電機和液壓泵等構成的動力裝置）是常用的輔助，當飛行中主電源發生故障時，蓄電池或應急發電機即成為應急電源。

　　２．１飛機的主電源

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

　�。玻�２飛機的應急電源

　　飛機的應急電源是指在飛機的主電源系統故障時向飛機重要用電設備供電的電源，用于保證飛機安全返航。正常情況下，該電源處于不消耗或充電狀態。應急電源一般為２８Ｖ直流蓄電瓶，在新型飛機中，也有使用應急動力裝置ＥＰＵ為飛機提供應急能源的。

　　３測試系統供電方案的配套原則

　　３．１機載測試電源引取飛機主電源的原則

　　飛機的主電源與測試設備的電源類型一致時可以直接用飛機的主電源給測試系統供電，當兩者不一致時，可以通過電源轉換裝置將飛機的主電源（如１１５Ｖ／４００ＨｚＡＣ）轉換成測試系統所需電源（如２８ＶＤＣ），提供給測試設備。

　�。常�２機載測試電源與飛機剩余功率的配套原則

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

　　３．３測試設備對供電有特殊要求的設計

　　對于某些裝機測試設備，需要對飛機電源進行二次處理才能使用，如計算機使用２２０Ｖ電源，雖然某些飛機上有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２２０Ｖ的變壓整流器，將飛機的２８Ｖ電源轉換為品質較好的２２０Ｖ電源供計算機使用。

　�。常�４測試供電系統的自動斷電

　　測試供電系統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。飛機電源故障時的測試供電系統“自動斷電”設計，即測試系統電源在飛機自動可切除的匯流條或電源上引取或引用飛機上的自動斷電信號或故障切除信號給測試供電系統，用來控制測試供電系統的供電，實現飛機電源故障時測試系統的自動斷電。

　�。常�５測試系統應急供電功能設計

　　在目前很多綜合試飛中，由于試飛風險大，又特別需要應急情況下的飛行數據，因此當飛機電源系統發生故障時，應保證部分重要測試設備不間斷工作，這時就需要給測試供電系統設計應急供電功能，該功能應保證測試系統正常供電和應急供電之間自動轉換。測試系統應急供電系統的設計根據飛機的電源情況分為以下兩種情況：（１）多電源應急供電：飛機主電源為１１５Ｖ／４００ＨｚＡＣ交流電源時，在被試飛機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提供測試應急電源。（２）單一電源應急供電：飛機的主電源為２８ＶＤＣ時，在被試飛機上加裝測試專用蓄電瓶一種電源為測試系統提供測試應急電源。

　　４測試系統供電設計的一般要求

　�。矗�１測試供電系統與飛機電源系統之間的隔離保護措施

　�。ǎ保└鶕�測試系統總用電量選擇合適的總電路保護裝置，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）根據測試設備消耗功率合理配電，選用合適的電路保護裝置、控制裝置及合適的航空導線。（３）電路保護裝置的容量應與導線的載流量相匹配，以防止在短路狀態下導線過載損壞而造成事故，危及飛機安全。（４）通過對測試供電匯流條的保護使故障隔離，以防止故障影響飛機設備供電。（５）測試供電系統配電時各保護裝置之間應協調一致，選擇電路保護裝置的容量應盡可能小，既起到保護作用又不致因環境溫度高和電流沖擊而造成供電中斷。

　�。矗�２測試供電系統總電源開關的設置

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

　　５結束語

　　本文通過分析機載測試加改裝電源系統的具體要求，并結合飛機電源系統的特點，對加改裝的測試系統的供電問題進行了探討和研究，總結了測試系統供電方案的設計方法。

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