民用飞机辅助发电机多功能试验装置的设计与实现
民用飞机综合航电系统技术分析
I G I T C W技术 分析Technology Analysis62DIGITCW2022.121 民用飞机综合航电系统发展现状本文以波音787和空客A380的综合航电系统为例进行现状分析。
1.1 波音787波音787的综合航电系统采用开放式CCS 结构，具体构成为CDN （通用数据网）、CCR （通用计算设备）、RDC （远程数据采集器）等，构成相对复杂，结构成分较多。
其中，通用计算设备的机柜中安插若干个GCM （通用处理模块）、通用数据网（每秒100兆字节）以及LR M （可更换模块）。
波音787的综合航电系统还整合了非传统航电系统的处理与控制功能，具体包括燃油、环控、防火、电源、起落架、液压、防冰、舱门系统等。
除此之外，其计算机系统以ARINC 653为标准进行设计，以此控制系统改变流程期间的成本投入，同时提高系统的兼容属性，为日后迭代优化等工作提供支持。
该民用飞机的综合航电系统中还采用了网络技术以及与其相兼容的技术，由此可以实现数据的准确、高效传递。
数据链由核心网络、孔底数据链和通用核心系统组成，主要负责外界数据采集与上传。
其中，数据传输期间统一落实AFDX 标准，依托于LED 液晶显示屏的使用以及工业标准GUI 图形界面的设计，满足相关人员的数据查看与操控所需[1]。
1.2 空客A380空客A 380的综合航电系统以I M A 为主，所谓IMA ，是指集成模块化航空电子设备，同时辅以CTOS （商用货架产品）技术和Integeity-178B 操作系统。
在整个系统框架中，该飞机共使用32个IMA 模块，均属于场外可更换模块，分别应用于起落架、显示系统、告警系统、环控系统、引气系统、电传操纵系统、电气系统、自动驾驶系统、燃油系统和液压系统等。
对于该综合航电系统的核心处理以及输入、输出模块而言，其统称为CPIOM ，组成要素较多，构成成分包括PCI 内部互联板、中央处理器线路板、输入线路板等。
民用飞机辅助动力装置适航标准及验证方法研究
１．３
ＡＰＵ适航验证方法研究
ＦＡＲ２５部和附录Ｋ草案除了对ＡＰｕ安装提出 要求外，部分条款对ＡＰｕ本体也提出了一些要求，其
１４
２５．１３０９（ａ）
６．９．１
两者均要求电子控制部件需 在预期的环境条件下完成预 定功能。
可直接采用幅０一
ｃ７７ｂ的验证结果 表明对２５．１３０９（ａ） 的符合性。
万方数据
《装备制造技术》２０１５年第７期 明符合性的ＦＡＲ２５部相关条款。
２结束语
参考文献：
（１）本文通过对比髑Ｏ—Ｃ７７ｂ与鸭Ｏ—Ｃ７７ａ的 条款要求，分析了ＡＰＵ适航标准的发展趋势，并基于
５
滑油箱膨 胀空间
５．４．３
６．５．３ｌ
６．２
咖一忉ａ要求对关键转子制定寿命限制，
１∞一ｃ７７ｂ要求对所有转子均需制定寿命限制。
考虑现在的＾Ｐｕ进气管道较多的采用复合 材料．１ｓ０一ｃ：７７ｂ增加了在着火情况下，进气 管道不应产生危险量的有毒气体。虽然 ＦＡＲ２５部中未有该要求，但如果进气管道采
鸭Ｏ—Ｃ７７ａ
章节 章节 差异对比及分析
１ＳＯ—Ｃ７７ｂ
Ｓｅｃ血ｔｙ Ａｇｅｎｃｙ，ＥＡＳＡ）发布
１
负加速 度要求
１ｓＯ—ｃ７７ｂ翻除了负加建度持续时间不少于
５．７
４．４．１∽
５秒钟的要求。与附录Ｋ草案２５．９４３条款簧 求一致。由飞机级定义负加速度持续时间
Ｔｓ０一ｃ７７ｂ增加了对ＡＰｕ安装节防火的要求
１ｌ
附录Ｋ草案 ２５．１０９３（ｂ）（１）
７．２．１
两者均要求在２５部附录ｃ 定义的结冰包线内，ＡＰｕ不 会运转不利或严重的功率 损失；但２５部的验证需要 考虑进气系统结冰对ＡＰＵ 的影响。
民航航空动力装置期末考试考点总复习
航空器系统和动力装置航空器系统与动力装置是飞行签派员的一门技术基础课。
内容涉及飞机机体结构、飞行载荷与飞机过载，飞机各机械系统：起落架、操纵系统、液压系统、燃油系统、座舱空调系统、应急设备，飞机电气系统，直升机基本结构与操纵系统，航空活塞动力装置，航空燃气涡轮动力装置等内容。
飞行签派员理解民用飞机机体结构特点、各系统的基本工作原理、飞机动力装置的型式、工作性能特点、以及熟悉有关故障的基本处置方法，将为保证签派员安全、准确、正常、高效地实施飞行运营计划打下良好的理论基础。
基本要求如下：1、了解民用飞机机体结构特点，结构破坏形式与强度概念；理解飞行载荷及其变化；熟悉飞机过载及影响因素。
2、了解民用飞机起落架的型式特点，减震装置、收放机构、刹车装置等的基本工作原理；理解飞机着陆减震原理，轮胎过热与防止，起落架收放动力及应急放下起落架方式，飞机滑跑刹车减速原理；基本掌握飞机重着陆与结构检查，起落架收放信号及显示，刹车方式与安全高效。
3、了解民用飞机飞行操纵面及主操纵型式；理解无助力机械式主操纵特点，液压助力式主操纵原理与大型客机主操纵方式；熟悉无助力机械式主操纵失效的处置，调整片的工作原理及操纵，襟翼、缝翼与扰流板的操纵。
4、了解民用飞机液压传动系统基本组成及工作；理解液压传动原理，单液压源与多液压源系统的供压特点；熟悉液压传动在飞机上的应用与供压安全保证。
5、了解飞机燃油系统的功能及基本组成；理解民用飞机燃油系统的型式特点；熟悉供油方式及油泵失效的处置，飞机压力加油与空中放油控制，燃油系统的工作显示。
6、了解民用飞机空调系统的要求及功能；理解空调气源及控制，调压与调温基本方法与方式，熟悉客机座舱空调参数，调温控制原理，客机座舱压力制度及调压控制压力，空调空中失效的处置。
7、了解飞机氧气系统的基本组成及工作；基本掌握机组及乘客供氧使用方法。
8、了解直升机的应用、分类与基本结构；理解直升机结构特点的分类，旋翼的型式特点，飞行操纵原理及型式；基本掌握直升机飞行姿态操纵特点及方法。
民用航空器飞机的动力装置
（1）与活塞发动机相比结构简单，重量轻，推力大， （2）推进效率高，主要适用于超音速飞行 （3）耗油率大，噪声大
涡喷发动机剖视示意图
（2）涡轮螺旋桨发动机
螺旋桨
减速器
（2）涡桨发动机特点 （1）涡轮输出的功率大于压气机所消耗的功率,大出的部 分传给螺旋桨
（2）在一定亚音速范围内，具有较好的经济性， 发动机 工作效率比涡轮喷气发动机高的多
3. 喷气发动机的组成
（1）进气道 在各种状态下, 将足够量的空气, 以最小的流动损失, 顺利地引入压气机,并在压气机进口形成均匀的流场以避 免压气机叶片的振动和压气机失速.
（2）压气机 功能：对气体进行压缩, 提高空气的压力, 为燃气膨胀 作功创造条件。 次要功能：供应高压引气，冷却热部件；热空气用于防 冰；引气用于机舱增压、空调、燃油系统。 工作原理
用途：中速客机和支线客机
（3）涡轮风扇发动机
涡扇发动机组合了涡轮喷气和涡轮螺桨发动机的优点。
CFM56-7发动机
主要机件
（3）涡轮风扇发动机 当空气流经涡轮风扇发动机的前端风扇后，分为两个 部分： 一路是内涵气流，空气继续经压气机压缩，在燃烧室和燃 油混合燃烧，燃气经涡轮和喷管膨胀，燃气以高速从尾喷 口排出，产生推力； 另一路是外涵气流，流经风扇后的空气直接通过管道排到 机外（短外涵）或者一直流到尾喷口同内涵气流混合或分 别排出（长外涵） 外涵道与内涵道的流量之比，叫做涵道比，也叫流量比。
（4）涡轮轴发动机
3. 喷气发动机的组成
发动机各个部件功用如下： 进气道：恢复尽可能多的自由气流的总压，以最小的紊流 输送空气到压气机并保持飞机阻力最小。 压气机：通过旋转的叶片对空气做功，压缩空气提高空气 的压力。 燃烧室：空气和燃油混合、燃烧，将燃料化学能转变成热 能，生成高温燃气。 涡轮：燃气在涡轮内膨胀做功，涡轮功驱动压气机和附件。 喷管：燃气通过喷管继续膨胀，将燃气以一定的速度和要 求的方向排入大气，提供推力。 压气机、燃烧室、涡轮称为：燃气发生器。燃气发生器是 各种发动机的核心。
飞机机载机电系统CZ
2.5，第二动力系统作用总结
• 1，满足发动机起动快、功率增大的需要； • 2，满足飞机电源系统、空调系统等对能源的更多需要； • 3，提高先进作战飞机的自足能力(不依赖地面支援设备完成地面维护、主发动机起动以及在较长时间
内提供辅助功率的能力)； • 4，在地面发动机不工作时向飞机供电、向空调等系统提供能源，完成飞机地面维护检测等任务； • 5，先进作战飞机的电传操纵和主动控制技术，要求在所有飞行条件下不间断地向飞行控制系统提供电
02 机载机电系统子系 统介绍
1，电源系统
电力系统分为供电系统和用电 设备，供电系统分为电源系统 和配电系统。
现代飞机主电源系统有四种类 型:28V低压直流电源，270V 高压直流电源，400Hz恒频交 流电源和360- 800Hz 115/200V变频交流电源
电源系统中有主电源、辅助电 源、应急电源和二次电源
飞机机载机电系统学习总结
目录
01. 机载机电系统定义与组成 02. 机载机电系统子系统介绍 03. 机载机电系统设计与仿真
01 机载机电系统定义 与组成
机载机电系统定义与组成
定义：飞机上执行飞行保障各 项功能的系统的总称。
典型组成：电源、燃油、液压、 第二动力、机轮刹车、环境控 制和生命保障系统。
等;同时还用于驱动部分副翼、升降舵(或全动平尾)和方向舵的助力器。 • 助力液压系统仅用于驱动上述飞行操纵系统的助力器和阻尼舵机等，助力液压系统本身也可包含两套
独立的液压系统。 • 为进一步提高液压系统的可靠性，系统中还并联有应急电动油泵和风动泵，当飞机发动机发生故障使
液压系统失去能源时，可由应急电动油泵或伸出应急风动泵使液压系统继续工作。
A320配 电系 统是单 独供 电 ， 当有两个交流电源向飞机电网 供电时，这两个电源分别向各 自的交流/直流汇流条供电，并 不并联。
民用飞机辅助动力装置起动电气系统研究
民用飞机辅助动力装置起动电气系统研究【摘要】辅助动力装置系统的主要作用是为飞机在地面和空中提供备用电源并为发动机起动及环控系统提供气源。
起动系统作为辅助动力装置系统的重要组成部分，是保证APU正常工作的前提条件。
文本对辅助动力装置起动系统几个典型构型的电气原理和电气接口进行了介绍和分析，并通过对各种电气设计的对比，分析得出民用飞机在辅助动力装置起动系统电气设计上的发展方向，为民用飞机辅助动力装置起动系统设计方案的选择提供参考和借鉴。
【关键词】辅助动力装置；起动系统；电气接口；起动机0 引言辅助动力装置（简称APU），是在20世纪60年代被引入飞机设计中的，其主要功能是为飞机提供备用电源并为发动机起动及环控系统提供气源。
现代化的大、中型客机上，APU是保证发动机空中停车后再启动的重要装备，它直接影响飞行安全，同时随着越来越多的双发飞机替代三发和四发飞机作洲际或越洋飞行，对双发延程飞行（ETOPS）的飞机而言，APU是飞机上一个重要的不可或缺的系统[1]。
APU电气控制系统包括进气、供油、防火、起动、点火、引气和告警与指示等电气分系统。
起动电气分系统作为辅助动力装置系统的重要组成部分，是保证APU正常工作的前提条件。
本文将详细描述辅助动力装置起动系统电气设计的通用技术及典型构型。
1 辅助动力装置起动系统电气原理研究1.1 典型构型1该构型的辅助动力装置起动系统的特点是APU起动机采用起动机，发电机合二为一的设计。
全新设计的起动发电机（SG），在APU起动时，作为起动机，采用三相交流起动机的工作原理，通过起动发电机内部的位置传感器，提供转子的位置反馈信号给起动控制器（SCU），使SCU计算瞬时的三相交流电供给SG，从而保证APU稳定均匀地加速起动；发电时，作为发电机，采用三相同步发电机的工作原理。
该设计的好处是起动机，发电机二者合一，减轻重量的同时也使得航线拆装简便易行（毋须吊下APU）。
起动电气控制系统由起动电源装置（SPU）、电子控制单元（ECU）、起动转换单元（SCU）、起动发电机（SG）和发电机控制单元（GCU）等组成，如图1所示。
民用飞机辅助动力装置适航标准及验证方法研究
民用飞机辅助动力装置适航标准及验证方法研究
张强;银未宏;李博
【期刊名称】《装备制造技术》
【年(卷),期】2015(000)007
【摘要】辅助动力装置(APU)是一个小型的动力装置,其适航要求与动力装置有所不同.对比了TSO-C77b与TSO-C77a的条款要求,分析了APU适航标准的发展趋势,总结了APU本体在TSO验证时,需考虑的飞机级安装条件;通过对比FAR25部部分条款与TSO-C77b的要求的差异性,分析了直接采用TSO-C77b的验证结果来表明符合性的FAR25部相关条款.
【总页数】3页(P201-203)
【作者】张强;银未宏;李博
【作者单位】中国商飞上海飞机设计研究院, 上海201210;中国商飞上海飞机设计研究院, 上海201210;中国商飞上海飞机设计研究院, 上海201210
【正文语种】中文
【中图分类】V239
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蓝天;章弘
5.民用飞机辅助动力装置进气系统降扬雪适航验证要求研究 [J], 王晗;刘昊;张强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
民航机载设备之试验室适航符合性验证试验(MoC4)
民航机载设备地面试验室适航符合性验证试验（MoC4）流程的研究（中国商飞上海飞机设计研究院，中国上海 201210孟益民）【摘要】本文总结了民用飞机航电系统在地面试验室开展适航符合性验证试验（MoC4）的一般试验流程，详细分析了试验构型的符合性说明方法，从试验件、试验设施、质量体系、试验程序和人员资质等方面详细阐述了其能够满足符合性所应具备的条件关键词：MoC4；航电系统；适航；试验流程作者简介：孟益民（1984.07—），男，湖北黄石人，硕士，工程师，主要研究方向为航电系统集成验证。
0 引言适航符合性验证试验是民用飞机向适航当局表明其对适航条款符合性的重要手段。
根据中国民用航空局（CAAC）的规定，适航符合性验证分为：符合性声明（MoC0）、说明性文件（MoC1）、分析/计算（MoC2）、安全评估（MoC3）、试验室试验（MoC4）、机上地面试验（MoC5）、飞行试验（MoC6）、航空器检查（MoC7）、模拟器试验（MoC8）和设备合格性（MoC9）等十种方法[1]。
由于航电系统功能复杂，与飞机各个系统都有交联关系，很难在地面试验室将航电系统独立出来，因此航电系统的适航符合性验证试验一般多在飞机上进行，即采用机上地面试验（MoC5）和飞行试验（MoC6）的方式。
然而，航电系统的一些功能如机组告警等需要飞机工作在故障状态才会触发，在飞行试验时验证这些功能具有一定的危险性，加上飞行试验本身的成本高昂，目前世界上主要的飞机制造商如美国波音公司、欧洲空中客车公司等越来越多的选择将航电系统的适航符合性验证试验放在地面试验室进行，从而节省大量的飞行小时数，降低制造成本。
我国民用飞机的研制尚处于起步阶段，在航电系统MoC4试验方面尚无成熟的经验，本文针对航电系统MoC4试验的过程和方法开展了研究。
１MoC4试验流程１.1 概述在试验室环境中进行航电系统适航符合性验证试验的流程如图1所示。
首先，飞机制造商编制适航符合性验证计划（CP）。
大型民用飞机电源系统的现状与发展
大型民用飞机电源系统的现状与发展一、本文概述随着全球航空业的快速发展，大型民用飞机的设计和制造成为了航空工业的重要组成部分。
电源系统作为飞机的关键系统之一，其性能和可靠性直接影响到飞机的安全运行和乘客的舒适度。
本文旨在综述大型民用飞机电源系统的现状，并探讨其未来的发展趋势。
本文将介绍大型民用飞机电源系统的基本构成和工作原理，包括但不限于主电源、辅助电源、电源转换系统以及电源管理系统。
接着，将分析当前电源系统面临的主要挑战，如提高能效、减轻重量、增强系统的可靠性和安全性等。
本文还将探讨新兴技术对大型民用飞机电源系统的影响，例如，新型电池技术、超级电容器、无线能量传输技术等。
这些技术的发展有望为电源系统带来革命性的改进，提高飞机的整体性能和经济性。
本文将展望大型民用飞机电源系统的未来发展方向，特别是在绿色航空和可持续发展的大背景下，如何通过技术创新和系统优化，实现更加高效、环保的电源系统设计。
通过对现状的分析和未来发展的探讨，本文期望为航空工程师和相关研究人员提供有价值的参考和启示，共同推动大型民用飞机电源系统的进步和创新。
二、大型民用飞机电源系统技术现状介绍大型民用飞机电源系统的基本组成，包括主电源、辅助电源、应急电源等。
阐述其主要功能，即为飞机上的飞行控制系统、导航系统、通信系统、乘客服务系统等提供稳定可靠的电力供应。
分析当前大型民用飞机电源系统所采用的主流技术，如传统的液压系统、电气系统以及新兴的更多电飞机技术。
探讨这些技术在实际应用中的表现，以及它们在效率、安全性、可靠性等方面的优点和不足。
描述国际民航组织（ICAO）和各国民航局对大型民用飞机电源系统制定的相关标准和规范，以及这些标准和规范对电源系统设计、测试、维护等方面的影响。
探讨当前电源系统领域的技术创新，例如无线能量传输、能量存储技术的进步、电力电子设备的小型化和高效率化等。
分析这些创新技术如何推动电源系统的发展，以及它们在未来可能带来的变革。
民用飞机航电系统地面试验室适航符合性验证试验(MoC4)流程的研究
２ ． ３ ． １ 概述
由于在地面试验环境 中 ． 试验设施 模拟 了飞行 环境 ． 包含 了试验 件 的连线 ．以及在试验 件组成 的飞机 系统中加 入的必要 的测试工具 ． 如数据采集 、 故障注入 等 ． 这些都是 造成地面试验 环境与飞行环 境偏 差 的主要来源 ． 因此 ． 说明试验设施 的符合性在整 个符合性说 明中显 得 尤为重 要。试 验设施 的符合性 有以下 几个方 面： １ ） 试验设施ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制造符合性 ： ２ ） ｉ ￣验设施的安装符合性 ａ ３ ） 对偏离的分析 ： ４ １ 通过一些测试来证明符合性 ２ ． ３ ． ２ 试 验设施 的制造 符合性 试验设施 的制造 符合性是 为了说明试验设施 的整个设计 制造流 程是可控 、 可追溯的。 说 明试验设施 的性能指标是满足要求的 可 以通 过提交文件资料的方式说明试验设施 自身的制造符合性 ， 包括 ： １ ） 试验设施 的技术要求 ： ２ ） 试验设施 的制造商提供的制造符合性声明和符合性矩阵 ： ３ ） 经承试单位批准的试验设施的验收测试程序（ Ａ ｒ ｒ Ｐ ） 和验收测试 报告（ Ａ Ｔ Ｒ） ： ４ ） 试验设施制造 商按照适航当局的要求提供 的试验 设施 制造过 程文件和制造商的质量体系文件 ： ５ ） 上述 四条说 明了试 验设 施的制造过程是可控 的． 并 且最终产品 符 合 技 术 规 范 试验设施 的性 能可通过提供试 验台的计量 报告来说 明试 验设施 的性能是满足设计指标（ 试验要求） 的。 一般情况下试验设施的计量每 年进行一次。 ２ ＿ ３ ． ３ 试 验设施的安装 符合性 试验设施的安装符合性是为了说明在试验 室中 ． 被 测系统与试验 ３ 结 论 设 施的安装情况与飞机 是一致 的。 说明 了本次试验的构型是具有代表 本文对民用飞机航 电系统在地 面试 验室开展适航 符合性验证 试 性的（ Ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ） ， 是 的可控 、 可追溯 的。 可以通过提交试验设施的 验的流程 进行 了研究 ，总结 了航 电系统 Ｍｏ Ｃ ４试验的一般试验 流程
民用飞机供电系统设计
民用飞机供电系统设计吴明星【摘要】China has carried out the research of civil aircraft,the aircraft electrical system of advanced technology consists of the following aspects:variable frequency power,electrical multi -channel transmission systems and electrical load management cen-ters (ELMC).With the development of foreign status and trend,it is introduced from power supply system,electrical power dis-tribution system and electrical load management three aspects of the design of civil aircraft electrical systems.%针对我国已经开展大型客机的开发和研制，对飞机的电气系统先进技术变频电源、电气多路传输系统和电气负载管理中心（ELMC）进行了一些探讨。
结合国外电气系统发展的现状及发展趋势，从电源系统、配电系统和电气负载三个方面阐述了民用飞机电气系统的设计。
【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P7-9)【关键词】电气系统;变频电源;多路传输系统;负载管理中心(ELMC)【作者】吴明星【作者单位】上海飞机设计研究院，上海 201210【正文语种】中文0 引言世界航空业的快速发展，电子新技术、新材料、新设备越来越广泛地应用到民用航空领域中，采用大容量、效率高、频率范围广但又不会降低供电特性、电能质量稳定的供电系统，对提高民航飞行安全，促进行业稳步、协调可持续发展起着举足轻重的作用。
飞机电源系统课件
03
飞机电源系统的设计与实现
电源系统的设计原则与要求
01
02
03
04
可靠性原则
电源系统必须能够保证飞机在 任何情况下都能提供稳定的电 力，特别是在紧急情况下。
效率原则
电源系统应尽可能地减少能源 浪费，确保能源的高效利用。
适应性原则
电源系统应能适应各种环境和 飞行条件，包括高海拔、高温、
极寒等极端环境。
交流发电机的发电原理
当转子在发动机的带动下旋转时，线圈切割磁力线，产生三相交流电动 势。整流器将三相交流电转换为直流电输出。
03
交流发电机的并联运行
飞机上通常有多个交流发电机，为了满足负载需求，这些发电机需要并
联运行。并联运行时，各发电机的电压、频率和相位必须保持一致。
直流Байду номын сангаас电机原理
直流发电机的基本结构
飞机电源系统的组成与分类
组成
飞机电源系统主要由发电机、电源控 制器、汇流条、电缆和保护装置等组 成。
分类
根据发电方式和电源性质，飞机电源 系统可分为直流电源系统和交流电源 系统两大类。
飞机电源系统的历史与发展
历史
飞机电源系统的发展经历了从机械发电机到交流发电机的演变，目前已经进入 了数字化和智能化的时代。
案例分析
波音737飞机采用三相交流电源系统，主电源为两台发动机驱动的发电机，同时还配备有辅助电源和应急电源。 该系统的设计保证了在单台发电机故障的情况下，另一台发电机能够自动承担全部负载，确保飞机的正常供电。
飞机电源系统的故障诊断与排除
故障诊断
飞机电源系统的故障诊断通常采用在线监控和离线检测相结合的方式。在线监控可以实时监测电源系 统的运行状态和参数，一旦发现异常立即报警；离线检测则通过专业的检测设备对电源系统进行全面 的性能测试和故障排查。
飞机供电系统
发动机
恒装
发电机
1.4 各供电系统技术特点
二、恒频交流电源系统特点
2、变速恒频交流电源系统
在过去20年中,在若干民用飞机上试验并使用过一种产生恒 频电源的替代方法,即试图通过电子变频装置把由变速发动 机附件齿轮箱直接驱动的一台发电机产生的变频电源转换 为恒频电源。这就是所谓的变速恒频(VSCF)技术。变速恒 频交流电源系统与恒速恒频交流电源系统相比,具有电气性 能好、效率高、可靠性高、维护费用低等优点,因此曾一度 受到很高的重视。但大功率变速恒频电源系统主要受到功 率器件的限制。经过实践发现,这一技术没有能够达到预期 的可靠性要求,现在已经不把这一技术视为近期民用飞机领 域中恒频电源的替代技术。
2.多电技术的关键技术是大功率的发电机和大功率的电动机。 飞机技术的发展带来飞机的用电量的快速增加,要求飞机供 电系统的容量也相应增加。
3.随着电力电子技术、计算机技术的发展,飞机供电系统的电 压等级从28V 低压直流向115V、400Hz 恒频交流、 270V高压直流、115V变频交流和230V变频交流方向发 展。
发动机
变速器
发电机
1.4 各供电系统技术特点
四、高压直流电源系统特点
270V直流电源系统由发电机和控制器构成。恒速 恒频交流电源效率在68%左右,高压直流电源的效 率可达到85%以上。270V高压直流电源系统具 有结构简单、能量转换效率高、功率密度高、易 实现不中断供电以及使用安全等优点。
1.5 飞机供电系统的发展方向
2异步起动发电机技术的研究作为独立电源系统方面这是一个重要的发展方向3高功率密度永磁发电机的技术研究这类发电机技术在无人机高速飞行器上有较大的应用可4多级电压交直流发电机技术研究这类技术将有效的减少二次电能变换设备提高无人机的燃油利用率增加无人机的效载荷适应高性能无人机发展56二需要突破的技术关键32发电机先进结构方面的有关研究1组合到发动机内的内装式发电机的研究探索与航空发动机的协调结构设计等关键技术这种结构结合到多电飞机技术发展就可以取消发动机附件机匣或者飞机附件机匣技术上是跨越式发展2发电机新型的冷却结构方式和新的冷却技术研究大功率的发电机和集中式绕组的冷却技术如绕组导体内腔及铁心内部循油冷却技术在航空电机上应用3新型结构材料在航空电机上的应用研究特别是发动机内装的起动发电机需要的耐高温达60057三组合电源装臵不宜大力发展在研制新系统和新设备时既要考虑到技术可行性又必须估计到其发展前途和对今后发展的影响
APU辅助动力装置
讲APU（Auxiliary Power Unit 辅助动力装置），先从飞机发动机的起动说起：一、飞机发动机的启动。
航空燃气涡轮发动机的结构和循环过程，决定了它不能象汽车发动机那样自主的点火起动。
因为，在静止的发动机中直接喷油点火，因为压气机没有旋转，前面空气没有压力，就不能使燃气向后流动，也就无法使涡轮转动起来，这样会烧毁燃烧室和涡轮导向叶片。
所以，燃气涡轮发动机的起动特点就是：先要气流流动，再点火燃烧，也即是发动机必须要先旋转，再起动。
这就是矛盾，发动机还没起动，还没点火，却要它先转动。
根据这个起动特点，就必须在点火燃烧前先由其他能源来带动发动机旋转。
在以前的小功率发动机上，带动发动机到达一定转速所需的功率小，就采用了起动电机来带动发动机旋转，如用于国产运-7，运-8飞机的涡桨5、涡桨6发动机。
但是随着大推力发动机的出现，用电动机已无法提供如此大的能量来带动发动机，达到点火燃烧时的转速了，因此需要更大的能源来带动发动机，这时，采用APU，产生压缩空气，用气源代替电源来起动发动机成为了现在所有高涵道比发动机的起动方式。
二、压缩空气的来源毫无疑问，压气机是压缩空气最好的来源。
采用涡轮带动压气机就可以连续不断的提供飞机所需要的压缩气源。
而由于这个燃气涡轮装置提供的气源只要能满足发动机起动的需要就可以了，所以功率，体积相比发动机要小得多，这就使这套燃气涡轮装置可以采用电动机来起动，然后再由这套燃气涡轮装置产生压缩空气来起动发动机，这样就解决了发动机起动时需要大的能量的问题。
这套燃气涡轮装置被称作APU（Auxiliary Power Unit 辅助动力装置）。
三、起动过程发动机的起动过程是一个能量逐级放大的过程。
先由蓄电池提供电源给APU起动电机，带动APU转子旋转；APU达到起动转速后喷油燃烧，把燃料提供的化学能转变为涡轮的机械能，并通过压气机把机械能转换为空气的压力能。
由于燃料的加入，APU产生的压缩空气的能量已远远大于蓄电池的能量了最后，发动机上的空气涡轮起动机把APU空气的压力转化为带动发动机核心机转子旋转的机械能，在达到发动机起动转速时喷油点火，最终靠燃料的化学能使发动机进入稳定工作状态。
LMS航空发动机虚拟试验解决方案
LMS航空发动机虚拟试验解决方案背景介绍：在现代飞机设计和制造过程中，航空发动机的设计和验证是至关重要的环节。
传统的航空发动机试验需要昂贵的实验设备和大量的试验时间。
同时，试验中还存在较大的安全风险和环境污染问题。
因此，开发一种虚拟试验解决方案，能够高效、准确地模拟航空发动机的性能，并能在设计和验证过程中发现潜在问题，具有重要的意义和应用价值。
解决方案：1.几何建模和网格划分：首先，根据实际发动机的设计参数和尺寸，利用计算机辅助设计（CAD）软件进行几何建模。
然后，将几何模型转换为试验网格，并进行细分。
这一步骤的目的是确保几何模型的高度精确性，并为后续的仿真计算提供合适的网格。
2.流场流动计算：使用计算流体力学（CFD）软件对航空发动机的气流进行模拟计算。
该软件能够基于Navier-Stokes方程和湍流模型来计算气流的速度、压力和温度等参数。
通过模拟计算，可以精确地了解气流在发动机内部的流动规律，并预测围绕发动机的气流特性。
3.燃烧和燃气动力计算：在该步骤中，模拟软件会计算燃烧过程中的燃气动力学特性。
这包括燃料的混合和燃烧速度、燃烧产物的生成和燃气的压力、温度和速度等参数。
通过对燃烧和燃气动力学的模拟计算，可以验证发动机的燃烧效率和性能，并优化燃烧过程。
4.热传递计算：在航空发动机的设计中，热传递是一个重要的因素。
通过模拟软件，可以计算发动机内部的温度分布和热传递过程。
这有助于优化发动机的散热系统和排气系统，并确保发动机在高温和高压条件下的正常运行。
5.机械强度和振动计算：航空发动机在运行过程中承受着巨大的机械和振动负荷。
通过模拟软件，可以计算发动机零部件的应力和变形，以及发动机在振动频率下的响应。
这有助于优化发动机的结构设计，并确保其在高负荷和振动环境下的可靠性和安全性。
6.虚拟现实演示：最后，通过虚拟现实技术，将模拟计算结果呈现给用户。
用户可以通过虚拟现实设备，如头戴式显示器和手柄等，与虚拟发动机进行交互。
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摘
要：
根 据 民用 飞机辅 助 发 电机 （ Ａ Ｐ Ｕ Ｇ Ｅ Ｎ） 试 验需 求 ， 设 计 并 实现 了专 用于 Ａ Ｐ Ｕ Ｇ Ｅ Ｎ试验 的 Ａ Ｐ Ｕ Ｇ Ｅ Ｎ多功 能试
验 装置 ， 该 装置 可远 程操 控 ， 不仅 具有 冷 却 功 能 和加 热 保 温 功 能 ， 而且 还 具 有 润 滑 油 流量 连续 可 调 节 功 能 、
联 锁控 制 以及保 护 功能 ， 能 较好 地满 足 Ａ Ｐ Ｕ Ｇ Ｅ Ｎ 的试 验需 求 。该装 置 的成功 实 现 ， 不仅 保 障 了 民用 飞 机 电
源 系统 设计 验证 工 作 ， 而且 还积 累 了我 国 民用 飞机 电源 系 统试 验 配套 设 施 研 制 经 验 ， 对 我 国 民用 飞机 电源
系统试 验 具有 重要 的指 导意 义 。 关键词 ： 多功 能 ； 冷却 ； 加热 ； 流量 调节 ； 联 锁控 制
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ａ ｎ ｅ ｗ ｌ ｙ ｍｕ ｈ ｉ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｕ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ Ａ ｕ ｘ ｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｕ ｎ ｉ ｔ Ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ （ Ａ Ｐ Ｕ Ｇ Ｅ Ｎ） ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ
Ｔｅ ｓ ｔ Ｅｑ ｕｉ ｐｍ ｅ ｎｔ ｆ ｏｒ Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ａｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ Ａｕｘｉ ｌ ｉ ａ ｒ ｙ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｕｎｉ ｔ Ｇｅ ｎｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ
刘朝 勇 ／Ｌ ｉ ｕ Ｃ ｈ ａ ｏ ｙ ｏ ｎ ｇ
Байду номын сангаас
（ 上 海飞 机设 计研 究 院 ， 上海 ２ ０ １ ２ １ ０ ）
ａ ｌ ｓ ｏ ｈａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｏ ｃ ｋ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｕｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｒ ｆ ＡＰ Ｕ ＧＥＮ． Ｉ ｎ ａ ｗｏ ｒ ｄ，ｔ ｈ ｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｎ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ＡＰＵ ＧＥＮ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ — ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｖ ｅ ｒ ｙ ｗｅ ｌ １ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｕ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｕｌ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｖ ｅ ｙ ｒ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｏｒ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｌ ａ ｂ ｔ ｅ ｓ ｔ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ｍｕ ｃ ｈ ｈｅ ｌ ｐ ｆ ｕ ｌ ｉ ｎ ｖ ｅ ｉｆ ｒ ｉｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ， ｂ ｕ ｔ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｏｒ ｆ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ＆ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ｆｔ ａ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｑ ｕｉ ｐ ｍｅ ｎｔ ．
［ Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］Ｍｕ ｈ ｉ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ； Ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ； Ｏ ｉ ｌ Ｆ ｌ ｏ ｗ Ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ； Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌ ｏ ｃ ｋ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ 求， 设 计并 实 现 了一 种 能 够 满 足 Ａ Ｐ Ｕ Ｇ Ｅ Ｎ试 验 用 的多功能冷却加 温装置 ， 该装置能 保证 Ａ Ｐ Ｕ Ｇ Ｅ Ｎ 在试 验 室条 件下 按试 验要 求长 时 间正常 运行 。
民用 飞 机 设 计 与 研 究
Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ａｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ＆ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃｈ
民 用 飞 机 辅 助 发 电 机 多 功 能 试 验 装 置 的 设 计 与 实 现
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ Ｒｅ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ Ａ Ｎｅ ｗｌ ｙ Ｍ ｕｌ ｔ ｉ ｆ ｕｎｃ ｔ ｉ ｏｎ