多电飞机电力系统及其关键技术

多电飞机将机载二次能源逐步统一为电能,有效提高了飞机的燃油经济性、可靠性和维护性,已成为航空科技发展的重要方向。作为机载二次能源系统的核心,电力系统在多电飞机发展过程中起到了关键支撑作用。电力系统及其关键技术的创新发展是实现飞机综合性能提升和全局优化的必要基础。本文从多电飞机的基本概念与特点出发,分析对比了典型多电飞机的电力系统架构,在此基础上系统地总结了支撑多电飞机电力系统发展的关键技术,讨论了未来多电飞机电力系统高压、直流和智能化的发展趋势。     

电力飞机的技术进展

电力飞机目前分为两类：电机驱动的金电飞机、内燃机驱动的多电飞机。本文先描述了燃料电池飞机、太阳能飞机、核电飞机的研究现状,进而给出了多电飞机引擎的研究进展,提出了减小飞机电气系统重量的策略。最后指出新能源技术、微电网技术、超导技术、复合材料技术的进步将进一步推动电力飞机的发展。     

多电飞机及其技术应用

多电飞机已经从概念逐渐变成了现实,电气系统已经部分地取代了液压和气动系统,飞机对电能的需求与依赖性越来越高,飞机各系统间的相互依存关系、设计理念都将发生重大转变。与传统飞机相比,MEA/AEA在可靠性、可维修性、生产使用费用、舒适性、系统升级能力、对环境的影响等方面都有质的提高,波音787飞机将多电飞机技术又向前推进了一步,改变了传统飞机设计思路,引领了民航飞机发展方向。     

新型混合励磁电机技术研究与进展

混合励磁电机是对传统单一励磁方式电机的发展,力求综合永磁电机和电励磁电机的优势和特点,有利于减少稀土永磁体用量、拓宽永磁电机调速及调压范围,在航空电源、新能源发电与驱动系统等领域有重要应用前景。本文从励磁结构和磁路原理两个角度对混合励磁电机进行分类和阐述,系统总结了提出的新型转子磁分路混合励磁电机及并列式混合励磁电机的结构原理与运行特点,论述了基于转子磁分路机理发展的混合励磁同步电机不同结构拓扑及其原理,给出了发电/电动运行控制的基本策略与方法。新型混合励磁结构拓扑及控制技术的研究为丰富和发展混合励磁电机技术提供了理论参考与实践指导。     

航空电源航空科技重点实验室

航空电源实验室是在 1 998年立项建设的航空科技重点实验室。该实验室于 2 0 0 1年 6月 1 8日与南航“2 1 1”工程同时通过国家验收。实验室共建有 5个试验单元 ,即航空电源系统试验单元 ,飞机现代配电试验单元 ,电力电子与运动控制试验单元 ,计算机数字仿真试验单元和电源结构与工艺研究试验单元。实验室现阶段的研究方向有 :新型航空电源和起动发电技术 ,现代飞机配电技术 ,电力电子与运动控制技术和飞机供电系统的综合设计与全电多电飞机技术。在“九五”计划期间 ,实验室重点从事大容量飞机变速恒频电源关键技术研究、先进飞机模块化二…     

一种小功率组合式航空发电机

先进的飞行控制系统和机载电子系统设备对轻型飞机电源系统的要求越来越高，电源系统的可靠性将直接影响到轻型飞机的安全性。本文提出了一种适用于轻型飞机的小功率组合式航空发电机方案。这种新型的“永磁─—内封闭导磁体”组合发电机既有永磁发电机的体积小、重量轻、无电刷等优点，又有内封闭导磁体发电机电压可调的优点。在发电机体积重量增加不多的情况下，免除了复杂的直流变换器，使电源系统体积最小、重量最轻，并且提高了系统的可靠性。同时采用晶体管脉宽调制激磁控制方式，使电源系统的稳压性得到提高。     

电动轻型飞机电推进系统选型与参数匹配

电动飞机为实现彻底的绿色航空提供了一条光明的技术途径,作为电动飞机动力和能量的来源,电推进系统的参数匹配对电动飞机环保、节能和高效起到关键作用。首先,本文对电动轻型飞机电推进系统进行了简要概述,并分析了其组成部分的特点。其次,结合目前电动轻型飞机电推进系统的特点,给出了电推进系统选型与参数匹配的设计过程。然后,根据电推进系统各组成部分的特点,提出了一套电推进系统选型与参数匹配的方法,包括螺旋桨的选型与参数匹配、电动机的选型与参数匹配、控制器的选型与参数匹配、电池组的选型与参数匹配,该方法可以为电推进系统的优化设计提供依据。最后,以RX1E电动轻型飞机为例对此方法进行了验证,匹配结果满足设计要求,说明了此方法的可行性。     

飞机电源系统可靠性预计的计算机分析

随着航空技术的迅速发展,对飞机电源系统的可靠性要求越来越高。基于简单系统的可靠性预计方法巳很难满足现代飞机电源系统研究的需要,因此,利用计算机先进复杂系统的可靠性预计研究具有十分重要的意义。 本文根据可靠性理论,分析了飞机电源系统可靠性网络模型的建立;讨论了网络可靠性计算的最小路不交化技术的计算机实现方法及过程,给出了较为详细的计算程序框图。并对一实际的飞机直流电源系统方案的可靠性进行了计算,得到了系统可靠性的变化曲线,为系统的可靠性设计提供了基础。     

南京航空航天大学"航空电源航空科技重点实验室"简介

南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室是我国目前唯一从事航空电源研究与发展的部级重点实验室。 1 998年原航空工业总公司批准航空电源重点实验室建设项目建议书 ,1 999年批准建设可行性报告 ,目前已进入边建设边运行阶段。该重点实验室是从事航空电源应用基础研究、预先研究和新型航空电源产品开发的基地 ,主要研究方向是 :(1 )新型航空电源和起动发电技术 ;(2 )现代飞机配电技术 ;(3)电力电子变换器技术 ;(4)飞机供电系统综合设计和全电与多电飞机技术。实验室正在建设的试验单元有 :(1 )航空电源物理试验单元 ;(2 )飞机自动配电…     

电励磁双凸极电机调速系统的原理与实现

介绍了新型电励磁双凸极电机的结构和原理，然后结合全桥变换器阐述了电励磁双凸极电机的控制方法，接着详细介绍了电励磁双凸极电机转速、电流双闭环控制调速系统的原理和实现方法，最后以一台500W12/8极电励磁双凸极电机调速系统为例进行了系统实验。实验结果表明，电励磁双凸极电机调速系统具有结构简单、控制方便和良好的动静态性能。     

铁谱图像自动识别系统的开发与设计

立足于我国航空发动机发展的现状,结合铁谱技术的发展,阐述了铁谱图像自动识别系统的结构和组成部分,进一步促进我国新型飞机油液故障诊断系统的研究、设计与发展。     

新能源飞机适航安全性问题研究综述

伴随航空业不断发展,航空碳排放环保问题日趋严峻,新能源飞机逐渐兴起,新能源飞机适航安全性成为研究热点。本文首先从新能源飞机定义、新能源飞机与传统飞机区别以及新能源飞机类型及特点阐述了新能源飞机基本内涵,然后总结了国内外新能源飞机相关适航审定规章与标准,最后从飞机动力系统、能源储存系统、飞机飞控系统、新能源飞机整机以及新能源飞机复合材料五个领域重点解析适航安全关键问题和技术发展。     

国外下一代战斗机和高超声速飞机结构技术发展综述

以第六代战斗机、高超声速飞机等航空装备为重点,开展国外先进飞机典型技术特征分析,针对技术特征提出先进飞机结构技术的发展需求,梳理先进复合材料结构、变体结构、多功能结构、热防护结构等关键技术的发展现状,为未来技术发展提供参考.     

电力作动系统容错电机拓扑结构与控制策略

容错电机以其可靠性高、容错能力强以及恶劣环境工作能力强等优点得到了国内外电机领域广泛关注,其工作原理、拓扑结构、电磁性能和控制策略等已有广泛而深入的研究,研究结果表明该类电机非常适合应用于全电/多电飞机电力作动系统.本文从拓扑结构和控制算法两大方面对电力作动系统用容错电机的关键技术进行分析和总结.在拓扑结构方面,横向比...     

多电飞机配电系统TTP/C总线应用技术研究

C类时间触发协议(Time triggered protocol/class C,TTP/C)总线具有安全性高、实时性好和传输速度快的优点,本文提出将TTP/C总线应用于多电飞机配电系统中。首先分析了多电飞机分布式自动配电系统的结构,以及TTP/C总线架构和特点。然后提出了针对飞机配电系统的通讯网络,利用动态链接库分别实现C语言和LabVIEW语言环境下的通讯软件编程。接着给出,偏移地址选择方法决定数据来源走向,提出数据空间转换和格式转换方法提高通讯效率和可靠性。最后经过系统试验表明,该应用技术能够实现飞机配电系统中的TTP/C总线应用,满足系统通讯要求,提高多电飞机通讯系统的可靠性和通讯速度。     

矩阵变换器应用于电机系统的研究与进展

矩阵变换器(Matrix converter,MC)是一种直接变换型的交流-交流电力变换装置,具有无电解电容、结构紧凑、功率密度高和恶劣环境条件下适应性强等优点,适用于电机驱动、移动电源和风力发电等场合,因此得到了国内外众多学者的关注。本文主要对MC在电机系统中应用的研究现状进行综述。首先对MC在异步电机、同步电机以及在航空作动器等电机驱动系统中的研究现状进行了评述,然后介绍了MC应用于基于燃气轮机的分布式发电系统和大功率风力发电中的发展现状,最后对MC在工业界的发展情况进行介绍。本文的内容对矩阵变换器的进一步研究及其推广应用具有参考价值。     

航空电机绕组绝缘热老化过程的可靠性模型

电机绕组绝缘寿命很大程度上决定了电机的寿命,而绕组绝缘寿命又与电机绕组温度密切相关。航空电机的工作条件与地面电机相比有很大的不同,如高空、高速和负载变化大等问题。而且由于重量轻、体积小等特殊要求,使航空电机的电负荷、热负荷都比地面电机大得多,这样不仅使航空电机绕组的工作温度高,而且还具有很大的随机性。因此,根据电机绕组工作温度的变化来分析航空电机绕阻的可靠性模型和寿命是十分重要的。 本文从航空电机绕组工作温度的随机性出发,建立了定量的可靠性模型,推导了绕组绝缘热老化过程的可靠度、失效率及平均寿命的计算公式,为航空电机的可靠性分析、设计提供了基础。     

双凸极永磁电机的发展及现状

本文首先简要地介绍了该电机的基本工作原理和特点,然后系统地概述该电机的发展和研究现状,最后将该机与其他电机在设计和运性能等方面进行了比较,进一步了解该电机的特点和应用前景。     

通用航空飞行数据采集技术初探

飞行数据在航空运输业的多个领域内都有非常重要的应用,但极少有通用航空单位对飞行数据进行采集及分析。通用航空的飞机大部分都是小型飞机,现代飞行数据采集技术并不完全适用于通用航空,因此实时监控及飞行品质监控和维修预测很难进行。本文对现代飞行数据采集技术进行了分析探讨,提出了适合通用航空飞行数据的音、视频采集技术。     

一种用于电动自行车的高性能开关磁阻电机系统

开关磁阻电机(Switched reluctance machine,SRM)凭借结构简单、可靠性高、起动转矩大、起动电流小等内在优势,正得到越来越广泛的关注。另一方面,随着能源危机与环境问题的加剧,采用电能作为动力的交通工具是各国的研究热点。而在中国,研究适合国情,且具有高性价比的纯电动自行车具有巨大的现实意义与示范价值。本文研究了一种应用于电动自行车的三相12/16开关磁阻轮毂电机系统,经过理论分析确定电机结构,进一步利用有限元软件完成样机设计,详细叙述了电机的设计方法,讨论了绕组方案对电机性能的影响,最终试制了样机。利用基于ARM芯片制作的专用控制器完成了对该电机性能的初步验证。