国外飞机电气技术的现状及对我国多电飞机技术发展的考虑

根据国外航空电气技术的最新发展,研究了多电飞机电气系统的发展需求,重点阐述了多电飞机的关键技术,结合我国航空技术发展现状提出了我国在多电飞机关键技术方面的发展思路和建议.     

基于多电飞机的先进供电技术研究

阐述了多电飞机的特征,对多电飞机供电系统先进技术进行了研究,探讨了基于多电飞机的电气系统结构、电源系统、配电系统、负载自动管理技术等。     

多电飞机技术及其标准体系探讨

介绍了多电飞机技术的发展概况、多电飞机技术的优点、多电飞机的关键技术及国外多电飞机技术在民用飞机和军用飞机上的应用情况,并对多电飞机标准体系的新特点及其涉及的主要标准进行了初步分析研究,对我国多电飞机技术和标准的发展有一定的指导意义.     

多电飞机飞控系统的技术应用

多电技术的发展为飞控技术的革新带来了新的机遇,多电飞机已经从概念设计变成了实际,液压系统和气动系统部分被电气系统所取代,电能在飞机能源中的需求比例越来越高,飞机子系统的相互交联关系设计方案发生了重要变化。多电飞机采用了功率电传作动器,在可靠性、维修性、容错管理、生产使用成本等方面都有显著的提高,空客A380、美国F35分别将民机和军机多电飞机飞控系统的设计向前推进了一步,改变了传统飞机飞控系统的设计思路,引领了多电飞机飞控系统技术新的发展方向。     

飞机自动配电技术研究

随着民用飞机向多电飞机(MEA)和全电飞机(AEA)构型发展,一些传统的液压、机械、气动系统被电气系统所取代。自动配电技术有效减少配电电缆长度,减轻飞机质量,提高系统可靠性、可维修性、可扩展性,增强飞机安全性,降低飞行员的劳动强度,是下一代飞机配电技术的发展趋势。归纳了自动配电系统的基本架构与工作方式,简述了以电气负载管理中心(ELMC)和固态功率控制器(SSPC)为代表的飞机自动配电关键技术,最后分析了自动配电技术发展现状、趋势和应用前景。     

多电飞机电气系统关键技术研究

介绍了多电飞机电气系统关键技术的研究现状和发展趋势,阐述了电源系统结构,PSP和ELMC的结构与功能,电源系统BIT技术与容错技术以及电力作动技术等关键技术,并探讨了上述关键技术的设计方案。     

分布式电推进飞机动力系统评估优化方法

以电推进飞机的动力系统作为研究对象,开展了以下研究工作：采用电力系统潮流计算方法,分析了采用高压直流供电体制的分布式电推进飞机电气系统,模拟了其在稳定运行状态与断路故障状态下的能量流动关系,同时分析了直流电压等级对电气系统的影响。搭建了完整的分布式电推进飞机动力系统仿真模型,依据基于时间和基于高度的飞行剖面,对比分析了纯电推进与涡轮电推进架构在推进功率、推进效率与航程3个评价指标上的优劣。建立了动力系统典型部件的参数化模型,并使用符号规划算法对建立的参数化模型进行了优化计算,比较了传统涡轮推进与涡轮电推进架构下动力系统质量与燃油消耗率间的优化权衡关系。研究结果为分布式电推进飞机混合动力系统的设计提供了有价值的正向设计方法。     

飞机典型电动泵类负载模拟系统研究

在飞机电气系统地面试验中需要施加各类模拟电负载,以验证电气系统的供电品质.由于电动泵类负载是典型的非线性负载,这类负载的大量使用对飞机供电品质的影响较大.本文利用涡流测功机的方式实现了在不需要油泵的情况下模拟电动泵类负载特性,很好的满足了试验需求.     

基于VxWorks的多电飞机电气控制系统的软件研究

分析和研究了多电飞机电气系统及嵌入式实时操作系统VxWorks的特性,设计了基于Vx-Works和RS485串行总线技术的地面模拟样机;对系统的软件实现及VxWorks下串行通信等一些关键性的技术进行了论述;针对VxWorks中的图形开发包WindML和Zinc存在显示界面不友好、开发周期长的缺陷,采用LabWindows／CVI开发了上位机的监控系统,整个系统运行稳定、可靠,满足多电飞机电气控制系统地面模拟的需要。     

机载电子电气系统雷电间接效应防护与验证

越来越多的机载电子电气系统替代传统机电系统执行飞机关键/重要系统功能,而这类机载电子电气系统雷电间接效应防护技术水平直接关系到飞行安全与完成预期任务.囚此,飞机系统雷电间接效应防护能力是基于飞机系统防护和机载电子电气系统雷电间接效应防护水平.     

飞机电器系统计算机辅助设计系统

飞机电气系统是飞机的神经系统,对飞机的性能和质量有重要影响.飞机电气系统的设计技术性强,工作量大,繁琐复杂,而责任重大.传统的人工设计方法存在一些较突出的问题:效率低,周期长;人工长期从事重复性的劳动,难免有错,如连线错误、针孔号重复、不符标准等.     

起落架系统多电技术应用及发展

多电飞机是未来飞机的发展方向,随着飞机电力技术和电力作动部件的发展,起落架系统也逐步朝着多电作动的方向发展。本文介绍了多电技术在现役飞机起落架系统中的应用情况,以及国内外开展的相关研究工作,最后对起落架多电技术的发展提出了几点看法。     

飞机机载机电系统多电技术的发展现状

随着一些先进飞机上越来越多地应用了多电技术,多电飞机技术的重要性日益突现出来。该文主要概述了国外近年来发展起来的一些多电飞机技术。     

建立飞机电气故障诊断信息系统

利用数据库系统原理对飞机电气系统进行了全面的分析,建立了飞机电气系统故障诊断知识库,实现了实时故障诊断,并能给出异常信息和故障信息,为整个飞机电气系统采用数据库系统进行故障诊断提供了经验,具有实际应用价值。     

飞机电气系统故障诊断技术新进展

分析了飞机电气系统的组成及特点;探讨了飞机电气系统故障检测与诊断的方法,对控制电气系统的故障、提高设备工作可靠性具有一定的指导意义;讨论了飞机电气系统故障诊断的最新研究成果及研究热点:基于信号处理的小波变换分析、智能方法下的神经网络和模糊逻辑控制及综合应用技术,并探讨了飞机电气系统故障诊断技术的发展趋势。     

面向未来多电飞机的低气压下局部放电

多电飞机(MEA)采用电气装置取代部分传统的机械部件,可以有效提升飞行效率,降低温室气体排放。为了提高多电飞机供电系统容量,未来的供电电压将会提高至千伏级,这将导致严峻的局部放电风险。为此,以多电飞机实际状况与运行场景为依据,在实验室搭建平台,模拟了航空电机绕组放电与航空电缆对地放电两种典型绝缘故障,在400 Hz正弦电压、1～101 kPa气压范围内进行了大量重复实验,探究了气压对两种故障起始放电电压(PDIV)、放电幅值、放电重复率以及相位分辨局部放电(PRPD)谱图等统计特征的影响。实验结果表明：不同模型下的PDIV随气压直线降低;随着气压的降低,放电幅值先增加后降低,放电重复率随着气压降低逐渐增加,根据累积放电幅值的分析,最高点均出现在30 kPa处;随着气压的降低,两种绝缘故障的PRPD相位宽度逐渐增加并向左偏移,电机绕组放电和电缆对地放电分别以“兔耳朵”和“极性效应”为主要特征。本实验对不同故障及气压下放电特征的探究及分析,将有助于多电飞机电气系统绝缘测试的开展和评估,为未来多电飞机向大功率高电压方向的发展提供借鉴和参考。     

高强度辐射场环境下电子设备的防护与设计

航空电子电气系统暴露于高强度辐射场（HIRF）环境下的误动作与工作失效等灵敏度问题,严重影响了飞行器的安全系统。因此,研究HIRF对飞机安全的影响就变得十分有必要。详细介绍了美国联邦航空局和中国民航适航部门在适航认证方面的相关标准及法规,以及设计者如何设计出符合HIRF认证标准的航空电子电气系统。     

面向多电飞机的脉冲波形下局部放电规律

为满足多电飞机（MEA）的大功率用电需求，系统工作电压需要进一步提高，而较高电压会增加相关部件的绝缘失效风险。面向多电飞机特定工作场景和参数，搭建了模拟飞机电作动器中的绕组间绝缘故障测试平台，开展了1 kHz范围内的局部放电（PD）大量重复实验，研究了特定电压幅值、正弦波和方波脉冲波形下局部放电幅值、放电重复率和放电相位等统计特征，并计算评估了不同频率值下多电飞机中的局部放电行为。实验结果表明：在设定频域范围内，方波脉冲下的起始放电电压（PDIV）都低于正弦，方波脉冲波形对绝缘影响更大；随着频率升高，放电幅值逐渐降低，但放电重复率几乎呈线性增长；放电时刻集中于上升沿/下降沿末端。以50 Hz作为对比基准频率，1 kHz时的放电幅值降低80%，而放电重复率增加11.92倍，较高频率下多次累积的小幅值击穿成为威胁绝缘失效的主要原因。计算分析认为高频下空间电荷场强变化导致的放电延迟时间减少和周期数目增加分别导致局部放电脉冲幅值降低和放电重复率增加。本实验结果有助于针对多电飞机电气系统和相关装备开展针对性绝缘测试和评估，并有望为多电飞机向大功率高电压方向的设计提供参考和借鉴。     

多电飞机潮流下气动系统的未来

随着电气系统的出现并不断优化,传统气动系统的部分功能逐渐被取代。但是,飞机OEM仍在努力通过改进气动系统获得飞机在成本、重量、可靠性和可维护性方面的不断进步,因为有的性能优化是电系统技术所不能完全实现的。未来,到底是投资电系统还是气动系统主要取决于特定飞机构型和对其他机载系统所使用的技术的选择。     

分布式电推进飞机电力系统研究综述

继飞机二次能源逐步统一为电能形成多电/全电飞机之后,电推进技术成为飞机动力系统电气化的重要发展方向,有望进一步提高飞机动力系统能量转换效率、降低燃油消耗和排放,代表了航空电气化的高级阶段。飞机电力系统及相关技术是支撑电推进技术发展的重要基础。系统总结了电推进飞机的类型与发展现状,论述了飞机混合动力系统及分布式电推进系统的基本概念、特点与意义。阐述了航空电推进系统的基本结构,比较了适用于分布式电推进系统的电力系统架构,系统分析了实现电推进技术所需的高效高功率密度电机、高效大容量功率变换器和综合热管理等关键技术。小型纯电动飞机正在逐步迈向实用化,而分布式混合电推进技术是中大型飞机电气化的重要方向,仍然需要航空机电和动力系统等交叉融合与创新发展。