Електрика на літаку
Хочу розповісти Новомосковсктелям Geektimes про електрику на літаку. Про те, звідки воно береться, як перетворюється і куди витрачається. Описувати все це я буду на основі літака CRJ-200. Що стосується інших типів літаків, то багато схоже, принципи повторюються, різниця в нюансах.
Тож почнемо. Вся енергосистема літак ділиться на 2 підсистеми: система харчування трифазним змінним струмом напругою 115V частотою 400Hz і сиcтема харчування постійним струмом напругою 28V. Чому не звичні нам 50Hz? Тут вирішальну роль відіграло те, що з підвищенням частоти вдалося зменшити габарити і масу трансформаторів та інших електричних машин. А це є дуже добре для літака, так як возити зайві кілограми нікому не хочеться. Пройдемося по кожній системі.
Система змінного струму
Основними джерелами електроенергії для даної системи є 2 генератора (IDG - integrated-drive generators), які встановлені на коробці приводів кожного двигуна і приводяться в обертання від валу турбіни високого тиску.
Потужність кожного становить 30kVA. Оскільки обороти реактивного двигуна непостійні, для того, щоб на виході генератора отримати стабільну частоту в 400Hz, потрібно щоб вал генератора обертався з постійним значенням оборотів. Для цього всередині генератора встановлений механізм, який цим і займається. На радянській техніці він називався привід постійних оборотів, а тут CSD - constant speed drive. Він перетворює змінну частоту обертання на вході в постійні 12 000 оборотів в хвилину на виході. На фотографії вище ліва частина - CSD, а права - власне генератор. Так само передбачена можливість відключення генератора від коробки приводів. Відключення може бути як ручне, так і автоматичне. Автоматично генератор відключається в двох випадках: коли температура масла в CSD перевищить допустиме значення або коли виникне дуже великий крутний момент на валу, наприклад, всередині щось розвалиться і його заклинить. Ручним відключенням користуються пілоти, якщо з генератором щось трапляється в польоті.
Додатковим джерелом змінного струму служить генератор допоміжної силової установки (ВСУ - невеликий газотурбінний двигун, встановлений в хвості літака). Генератор тут такий же, як і на двигуні, за винятком того, що він без приводу постійних оборотів. ВСУ на відміну від двигуна завжди обертається з постійними оборотами, і потреба в ньому відпала. Цей генератор може використовуватися для харчування літака в повітрі, в разі відмови одного з генераторів, встановлених на двигуні. Так само його використовують для того, щоб живити літак на землі, коли двигуни не працюють.
Аварійним джерелом змінного струму служить ADG - air driven generator, турбіна, яка розкручується потоком, що набігає повітря.
Випускається вручну або автоматично, коли стає зовсім погано з електрикою. На одному валу з турбіною варто генератор, який дає нам 15kVA змінного трифазного струму 115V 400Hz. Від нього живляться тільки життєво-важливі споживачі.
Система постійного струму
Основними джерелами постійного струму на літаку служать 5 випрямний пристроїв TRU - transformer rectifier units.
Вони перетворять змінний струм 115V 400Hz в постійний 28V. Максимальний струм, який може видати такий випрямляч - 100A. На фотографії можна порівняти, якої товщини дроту підходять до випрямляча, і який йдуть.
Ще одними джерелами постійного струму служать 2 нікель-кадмієвих акумулятора: Main Battery і APU Battery. Main Battery - 24V 17Ah. APU Battery - 24V 43Ah.
Кожен акумулятор має своє зарядний пристрій, який підтримує акумулятор в повністю зарядженому стані.
наземне харчування
Для харчування літака електроенергією на землі передбачено 2 роз'єми. Один в носі - для підключення змінного струму.
Другий в задній частині літака - для постійного:
На практиці другим користуються ну вкрай рідко. Основним є змінна напруга, а з нього вже можна отримати все інше.
На цьому все. Якщо до даної тематики буде інтерес, планую продовжити. У планах розповісти про те, як це все комутується, розподіляється і резервується. А в подальшому - хто це все споживає і для чого.