X
تبلیغات
رایتل
پنج‌شنبه 15 فروردین‌ماه سال 1387
منابع نیروی الکترونیک هواپیما
نوشته شده توسط دانیال حقگو در ساعت 06:26 ب.ظ

این مطلب برای کسانی که رشته ی برق . الکترونیک یا مهندسی پرواز بد نیست:

electrical system هواپیماهای مسافربری

وظیفه سیستم الکتریکی در یک هواپیمای بزرگ مسافربری تولید، تنظیم وتوزیع برق درسرتاسرهواپیما میباشد.ازنیروی الکتریسیته برای راه اندازی آلات دقیق پروازی،سیستم های ضروری وبخش خدماتی به مسافران استفاده میشود . نسل جدید هواپیماها به دلیل استفاده وسیع ازسیستم های الکترونیکی آلات دقیق پروازی به شدت به نیروی الکتریسیته وابسته هستند.
قدرت اصل،قدرتی است که برای عملکرد ایمن هواپیما بسیار ضروری است.این نیروی الکتریسیته برای بخش خدماتی به مسافران بطور وسیعی بکار میرود مانند:روشنایی کابین،به کاراندازی سیستم های سرگرم کننده وهمچنین برای آماده سازی غذا.واضح است که یک هواپیمای مسافربری به یک سیستم الکتریکی نیاز دارد که بتواند قدرت کافی برای تمام هواپیما ایجاد کند وهمچنین بتوان آنرا در بخش هواپیما جا داد وهمچنین قابل اطمینان باشد.برای تأمین این نیازهواپیما مهندسان وپژوهشگران بسیاری تلاش کردند وثمره تلاش آنها را میتوان امروزه در هواپیمای مسافربری مشاهده کرد.
بیشتر هواپیماهای مسافربری ازهردو جریان مستقیم(DC)وجریان متناوب(AC)استفاده میکنند.گرچه ولتاژهای متفاوتی درهواپیماهای موجود استفاده میشود ولی بیشترهواپیمای بزرگ مسافربری ازجریان مستقیم با ولتاژ28V وجریان متناوب سه فازبا ولتاژ115V و فرکانس 400HZ برای تأمین نیازهواپیما استفاده میکنند.
با به کارگیری دستگاه یک سوکننده ها            ‏‏‏‎‍}  Transformer Rectifier Unit)) که ولتاژمتناوب115V    را به ولتاژ28V  جریان مستقیم تبدیل میکند،ترمینالهای جریان مستقیم واجزای سیستم جریان مستقیم از طریق ژنراتورهای جریان متناوب تأمین میشود.در بعضی هواپیماها ولتاژ 115V متناوب به ولتاژ26V متناوب تبدیل وبرای مدارهای روشنایی بکار می رود.
در مواقع اضطراری که ژنراتور الکتریکی بطور کامل ازکارمی افتد ویا در هنگام  stand by بودن سیستم،قدرت مورد نیازسیستم های الکتریکی والکترونیکی هواپیما ازطریق باتری های داخل هواپیما که دارای ولتاژ28V جریان مستقیم هستند،تأمین میشود.قدرت اصلی برای جریان متناوب درهنگام stand by  بودن سیستم از طریق وسیله ای بنام  static inverterکه ولتاژ 28Vجریان مستقیم را به ولتاژ 115Vجریان متناوب تبدیل میکند برای راه اندازی آلات دقیق اصلی پروازی که با ولتاژ  11BACکار میکنند تأمین میشود.قدرت الکتریکی هواپیما درهنگام stand by
بودن محدود است زیرا که قدرت باتری ها محدود است.پس از هردوره استفاده از باتری های هواپیما آنهابوسیله نیروی الکتریکی داخل خود هواپیما ویا منبع خارجی شارژ میشود.
منابع نیرو Power Sources   

                        برخی منابع نیروی الکتریکی عبارتند از: ژنراتورهای جریان متناوب موتور گرد،
Generators) engine driven AC ) دستگاه قدرت کمکی (auxiliary power unit) ،منبع قدرت خارجی external power، وژنراتورهایی که با هوای برخورداری کارمیکنند.
ramair driven genenerators
هرکدام از موتورهای هواپیمای یک جت مسافربری بزرگ یک ژنرانراتورجریان متناوب رامیچرخاند
این ژنراتورها تأمین کننده نرمال قدرت برای تمامی هواپیما میباشد.دستگاه قدرت کمکی یاAPUدر
هنگام پروازبه عنوان پشتیبان منبع قدرت اصلی بکار میرود.(دراین مورد یک استثنا وجود دارد که در مورد هواپیمایB727 است که APU این هواپیما تنها برروی زمین کار می کند

GroundPowerunit

قدرت خارجی برروی زمین وازطریق یک دستگاه قدرت زمینی ایجاد میشود.
GPUها دارای انواع ثابت ومتحرک می باشد که به طورمعمول جریان متناوب را ازطریق یک دوشاخه خارجی که در قسمت دماغه هواپیما وصل میشود به هواپیما منتقل میکنند.
ازیک توربین که با هوای برخوردی کارمیکند به عنوان منبع تأمین قدرت درمواقع اضطراری که هم ژنراتورهای اصلی و هم APU از کار میافتد ،ااستفاده میشود.این توربین نیز جریان متناوب تولید میکند.از باتریهای نیکل کادمیم میتوان به عنوان منبع تأمین قدرت در مواقع اضطراری و یا درهنگامstand by بودن سیستم استفاده کرد.باتریها ولتاژ28DC را بطورمستقیم تأمین میکنند وولتاژ 115V با فرکانس400HZ را با استفاده ازstatic inverter ایجاد میکنند.

اجزای سیستم

وظیفه اساسی و بنیادی اجزای سیستم الکتریکی عبارتند از:تولید قدرت الکتریکی،کنترل قدرت الکتریکی،محافظت از سیستم الکتریکی و توزیع قدرت الکتریکی در سرتاسر هواپیما.ژنراتورهای هواپیما(موتور گرد و APU ) انرژی مکانیکی را با استفاده از constant speed drive)) به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.سرعت چرخش ژنراتورنشاندهنده فرکانس خروجی ژنراتور است و از آنجاییکه بیشتر اجزای الکترونیکی هواپیما با فرکانس400HZ کار میکنند،دور و یا سرعت چرخش ژنراتور باید ثابت باشد. constant speed drive با موتور میچرخد و با بکارگیری یک دیفرانسیل و پمپ های هیدرولیکی ژنراتوررا با سرعت ثابت می چرخاند.


Transformer Rectifier Unit

دستگاه یکسوکننده مبدل ها(TRV) برای تبدیل ولتاژ115V متناوب با فرکانس400HZ به ولتاژ جریان مستقیم28 ولت بکار می رود.برای انجام این کارTRU نیاز به یک مبدل دارد تا ولتاژ115 ولت را به 28ولت کاهش  دهد یکسو کننده نیز جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل میکند.معمولا ً هر یک از ترمینالهای جریان متناوب هر هواپیمایی یکTRU را تغذیه میکند که هر کدام ازTRUها یک ترمینال جریان مستقیم را تغذیه میکند.هر دو جریانهای مستقیم و متناوب در هنگام پرواز بوسیله هواپیما استفاده میشود.
هرکدام از ژنراتورهادارای یک کنترل کننده ولتاژ و یا دستگاه کنترل ژنراتورgenerator control unit میباشد.
CSD:که با بکارگیری آن ژنراتور با سرعت ثابت می چرخد.
مجموعه چرخ دنده ای است.که ولتاژ خروجی ژنراتور را کنترل میکند.مدار محافظ ژنراتور پارامترهای مختلف سیستم الکتریکی از قبیل ولتاژ،فرکانس،overcurrent،undercurrentو همچنین درصد خطاdiffrential fault را در دستگاه نشان دهنده نمایان میکند.دستگاههای کنترلload(میزان مصرف مصرف کننده ها)،load واقعی را حس میکند و برای کنترل فرکانس به CSD سیگنال میفرستد.مبدل های جریان برای حس کردنload جریان بکار میرود و برای محافظت diffrential fault بکار می رود.صفحه آلات دقیق سیستم الکتریکی هواپیما هم می تواند در بالای سر خلبان قرارگیرد و یا در قسمت مهندس پرواز قرار گیرد که بستگی به نوع هواپیما متفاوت است.

External Power Operation

برق سه فاز115ولت جریان متناوب با فرکانس 400هرتز بوسیله 2 منبع قدرت خارجی از طریق مخازن قدرت خارجی برای این هواپیمای غول پیکر تأمین میشود.پیش از اتصال برق به سیستم های هواپیما 2 دستگاه کنترل ترمینال(bus control unit) آنرا تست میکنند.
دستگاه BCU  قرارگیری صحیص Plug ها ،میزان ولتاژ فرکانس وتغییر فاز را تست میکند و پس از انجام این تست ها و این دستگاه چراغ AVAIL را در صفحه آلات دقیق سیستم الکتریکی در کابین خلبان روشن میکند .
در صفحه آلات دقیق سیستم الکتریکی 2 کلید فشاری با نام هایEXT PWR 1 و  2 EXT PWR وجود دارد. با فشارEXT PWR،BCU شماره یک سیگنالی مبنی بر بستن external power control را دریافت میکند.اگر کلید EXT PWR2 فشرده شود Split sys breaker(در صورتی که هیچ برقی در ترمینال سینکرو نباشد)بسته می گردد. پس از انجام کارهای بالا برق هواپیما از طریق منبع خارجی تأمین میشود.

APU Power        

 برق سه فاز 115 ولت جریان متناوب فرکانس 400 هرتز بوسیله ژنراتورهای APU ایجاد میشود.پیش از اتصال برق به سیستم هواپیما 2 دستگاه کنترل ژنراتورکمکی(Auxiliary generator control units) برق تولیدی APU را برای اطمینان از ولتاژ و فرکانس صحیح تست می کنند.پس از اتمام تست برق تولیدی APU، این دستگاه ها 2 چراغ AVAIL ژنراتورAPUرا در صفحه آلات دقیق سیستم الکتریکی در کابین خلبان روشن می کند. با بستن این2 سوئیچ هواپیما اجازه می یابد که برق خود را از طریق ژنراتورهایAPU  دریافت کند.

Integrated Drive Generator  
  
 بخش ژنراتور موتور گرد سیستم تولید قدرت موتورهواپیما به همراه اجزا مکانیکی و سیستم خنک کننده میباشد.بخش چرخ دنده ثابت کننده سرعت constant speed drive یک وسیله هیدرومکانیکی است.این وسیله با اضافه یا کم کردن سرعت از خروجی متغیر جعبه دنده موتور دور ژنراتور موتورگرد را در RPM 1200 دور ثابت نگه میدارد. از روغن ژنراتور موتور گرد برای کنترل سرعت،روغنکاری وخنک کاری استفاده میشود.گرمایی که بوسیله IDG ایجاد می شود با گذراندن روغن از یک مبدل حرارتی روغن/هوا و یا عبور سوخت از طرف آن خنک می شود. چهار دستگاه کنترل ژنراتور برای کنترل،محافظت وتست داخلی تجهیزات الکتریکی برای هر کدام از ژنراتورها بکارمیرود.
دستگاه کنترل ژنراتور دما وفشار روغن و سیگنال های سرعت ژنراتور موتور گرد را مطابق شکل 14-4 دریافت میکند. این دستگاه دستوراتی را برای سرعت ژنراتور موتورگرد و همچنین سیگنال هائی برای کنترل دریچه مبدل حرارتی ارسال میکند.


اساسا سه نوع متفاوت از ترکیب بندی سیستم های الکتریکی برای هواپیماهای بزرگ مسافربری استفاده می شود:نوع موازی Parallel،Split bus،Splitparallel