多电全电飞机发动机 波音787 All More Electric Aircraft
民用飞机设计参考机种之一 波音787-8双发宽体中远程客机
年第 ４季 度
一 Ｉ ～口一 ／ 交付 给启 动客 户全 日空 ， 、 训 Ｈ， 一
启 动用 户签 订 确 认 订 单 。２０ ０６年 租 用 Ａ ｅｉ ｎ航 ｍ ｒａ ｃ 空 公 司的波 音 ７７进 行 飞行控 制规 律试 验 。主要 部 ７ 件 机翼 的 中央剖 面在 日本 的首次 金属 切割 的庆祝 仪
机集 团研 制生 产 的 中型 双 发宽 体 中远 程运 输 机 ， 是 波音 公 司 １９ ９ ０年 启动 波音 ７ ７计划 后 的 １ ７ ４年来 推 出的首款 全 新 机 型 。波 音 ７ ７系 列 属 于 ２０座 至 ８ ０
前 同类飞 机节 省 ２ ％ 的燃 油 消耗 ， 外 波 音 ７ ７采 ０ 此 ８ 用 中型飞 机 的尺寸 实 现 了 大 型 飞机 远 程 的结 果 ， 并
以 ０８ ．５倍声 速 飞行 ， 更好地 体 现 了其 点对 点远 程不
经停 直飞航 线 的能力 。
３０座 级 飞 机 ， 据 具 体 型 号 不 同 其 航 程 可 覆 ０ 根
盖 ６５０～１ ０ ｋ ０ ６Ｏ ０ ｍ。
波音 ７ ７将增 大 客舱 湿度 ， ８ 降低 客舱气 压 高度 ，
巡 航者”， 但于 ２０ Ｏ ２年 １ 取消 。７ ７飞机是 指 “ ２月 Ｅ 效 率 ”２０ ，０３年 ６月 １ ５日命 名为“ 梦幻飞机 ” ０５年 １ 。２０
月２ ８日宣布 设计 研 制 ７ ７飞机 ， 目总 部设 在 埃弗 ８ 项 雷特， 研制计划将 包括 １ ０ ｈ的风洞试验 。 ５０ ０ ２０ ０ ４年 ６月 ２ 日 ， ６ 日本 全 日空 航 空 公 司作 为
一
下 单翼 布局 ， 下 吊挂 两 台 涡扇 发 动 机 。机 翼 翼
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。
多电飞机系统分析
源，逐渐或全部取代传统飞机系统
中的液压能和气能，以提高能量的 综合利用效率，有效减少飞机的排 放量，降低其对环境的影响。
ElectraFlyer-C
一. 多电飞机简介及其发展历程
多电飞机简介以及发展历程
多电飞机特点与优势
目录
多电飞机关键技术简介
多电飞机发展与展望
一. 多电飞机的特点与优势
多电飞机最大的特点 在于，次级能源全部 或是尽量使用电能， 而不再是传统的液压、 气动、电力。
一. 多电飞机的特点与优势
提高系统的可靠性；
降低保障和使用费用； 改善任务执行能力； 增加设计的柔性，使之最优； 提高维修性； 改善旅客舒适性； 缩短制造周期，降低制造成本； 减少多环境的影响；
多电飞机简介以及发展历程
多电飞机特点与优势
目录
多电飞机关键技术简介
多电飞机发展与展望
一. 多电飞机关键技术简介
AEA/MEA关键技术及优势 关键技术
电力电子与电机驱动 高压可变电源 自动 配电技术 电力作动技术 多电发动机技术 整体启动发电技术
技术优势 减轻重量
提高功率密度和电源效率 ，减小体积 ，可靠性髙、 结构简单，实现余度供电及不中断供电 提高系统的性能、容错能力和可靠性 提高生存能力和可维护性 优化二级能源系统 改善发动机适用性 ，获得较大的电功率
一. 多电飞机的特点与优势
提高系统的可靠性：
电力作动可靠且具有容错能力：采用多余度电力系统为各子系统提供了 可靠的动力；飞机发生故障后可快速的重新布局以确保飞行负载的用电； 电力作动实行按需供电，较其他系统发热、磨损少；简化起落架系统， 避免液压燃烧隐患；大系统范围内进行热管理，即不损失可靠性又大大
波音787PPT课件
小時的首次測試飛行。
波音787，又稱為「夢想客機——Dreamliner」，是
波音公司型號中最新的寬體中型客機，由波音民用飛
機集團（BCA）負責開發，787可載210至330人，視座
位編排而異。
787比以往產品更省油，燃油效率更高。
787也是第一款主要使用複合材料建造的主流客機；
預計787將於2009年投入服務。
早在2005年1月28日，787在擁有正式名稱之前，稱為
「7E7」。在2006年4月26日，即研發計畫推出的一年
後，波音在787客機的外觀設計作出改動，包括將機
鼻202長1/4/8度改短。
2
787是不折不扣的國際化合作產物 ，大部分部件的細節設計 都是由供應商來進行的，來自海外的供應商有：中國、日本、 義大利、韓國和英國；來自美國本土供應商有：德克薩斯、 南卡羅來納、加州等；以及波音在澳大利亞、加拿大和俄羅 斯的分公司。
2021/4/8
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使用無紙化電腦化進行飛機設計是波音自777以來的技術創新
2021/4/8
•機身使用碳纖維製造，其重量占波音787重量的61%
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•碳纖維機翼構件系在日本製造
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日本川崎重工擁有世界最大的熱壓機，用於製造787的翼盒
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製造完成的垂直尾翼
Boejing 787 Dreamliner
波音787 ——夢想客機（Dreamliner）
編製 ZJL 2009 12 18
所有圖片均來自網路
2021/4/8
Music ： Leaving On A Jet Plane
1
2009年12月15日媒體發佈消息：該日於美國太平洋時
波音787
波音787百科名片波音787梦想飞机效果图波音787，又称为“梦想客机”（英语：Dreamliner），中型双发(动机)宽体中远程运输机，是波音公司1990年启动波音777计划后14年来推出的首款全新机型，由波音民用飞机集团（BCA）负责开发，在2004年4月正式启动。
经多次延期后，于美国时间2009年12月15日成功试飞，标志着787飞机的制造项目进入交付使用前最后一个阶段，预计2010年交付使用。
目录[隐藏]波音787简介基本参数发展历程特点硬件设施技术及设计特点经济性主要机型波音787简介基本参数发展历程特点硬件设施技术及设计特点经济性主要机型波音787与中国[编辑本段]波音787简介波音787波音787系列属于200座至300座级客机，航程随具体型号不同可覆盖6500至16 000公里。
波音公司强调波音787的特点是大量采用复合材料，低燃料消耗、较低的污染排放、高效益及舒适的客舱环境，可实现更多的点对点不经停直飞航线。
以及较低噪音、较高可靠度、较低维修成本。
波音787梦想飞机是航空史上首架超长程中型客机，打破以往一般大型客机与长程客机挂勾的定律。
预计2010年787的单位造价为$1.38--1.88亿美元。
最早于2005年1月28日，波音787在拥有正式名称之前，被称为「7E7」。
2 004年4月，随着全日空确认订购50架波音787飞机，该项目正式启动。
波音787原型机2006年开始生产，2009年12月15日成功试飞，预计2010年交付使用。
波音787787在技术和设计上的突破，使中型尺寸的787具有在同座级的飞机中，无以伦比的航程能力与英里成本经济性。
倘若乘客偏爱不经停直飞服务及更高航班频率，那么7 87就是开辟这种新航线的完美机型，尤其是不适合大型飞机的客源少的远程航线。
波音787除了让中型飞机尺寸与大型飞机航程的实现结合，还以0.85倍音速飞行，这也使其点对点远程不经停直飞能力得以更好的体现，从而能在450多个新城市对之间执行点到点直飞任务，这让运营商能更灵活地把机型与市场相匹配。
用于波音787客机的GEnx发动机设计特点_陈光
GEnx 发 动 机 的 推 力 小 于 GE90 的 378 ～511 kN， 大 于 CF6- 80C2 发 动 机 ( 用 于 波 音 747- 400 飞机)的 258 kN。采用了 高的涵道比（10)和总压比（为 45； GE90 发动机的分别为 8、40）和部 件 效 率 。 GE90- 76B 发 动 机 于 1995 年底投入营运，到 GEnx 发 动机研制成功，历经 4 次技术提 高，使 GEnx 发动机耗油率、排放、 噪声和直接使用费用等都很低， 如图 1 所示；GEnx、CF6- 80E1 与 GE90 发动机耗油率的比较如图 2
图 13 高压压气机内置式喷水装置
发动机每工作 200～500 循 环 后 ，视 情 决 定 是 否 需 喷 洗 。 在 慢 车 下 喷 射 清 洗 液 ，清 洗 后 不 再 需 用 清 水 冲 刷 ，清 洗 一 次 耗 时 约 30 min （其他发动机一般需耗时 4 h）。GEnx 发动机是第 1 种安装 内置式喷水装置的发动机。 3.4 燃烧室
CF6- 80E1A4 发动机的低 15.4%， 用于 B787 - 9 的 GEnx - 1B70(310
比 用 于 B777 客 机 的 GE90- 94B kN)；3 型发动机的风扇直径均为
发动机的低 6.9%。图 3 给出了 GEnx 发动机为降低耗油率所采 用的措施及其收益。
2.819 m。
发展的一些先进技术，因此，不仅 性能达到了较高水平，而且研制 周期较短。
本文介绍并分析了 GEnx 发 动机的发展和设计特点。
2 发展特点
GEnx 发动机是在 1996 年投 入使用的 GE90 发动机（用于波音 777 飞机）基础上发展的，原来是 专为波音 787 客机研制的，后来 又被波音 747- 8 客机选作其惟一 的动力装置。
波音787研制历程
2009年12月15日，波音公司的革命性作品波音787成功完成首飞。
与以往客机不同的是，波音787预先进行了充足的调研，然后依靠雄厚的技术积累，采用全球制造和电子化运营的方式来进行生产。
这些革新思想让波音787落地成虎，带着一种与生俱来的王者霸气。
波音787被波音称为“梦想客机”，寄予了很重的期望。
2009年12月15日上午10时(北京时间16日凌晨2时)，美国波音公司的波音787客机从埃弗雷特潘恩机场首次起飞成功，这是波音787客机发展的一个重大的里程碑，标志着这型新型客机向投入营运飞行又迈进了一大步。
做为新世纪波音公司也是当今民机工业最为重要的飞机研制计划，波音787被称为新世纪的“梦想客机”。
这个梦想包括新世纪客机的标准以及波音公司力图在新世纪保持民用飞机领域领先地位，由此可见这个型号对于波音公司的重要意义。
波音787的市场反应极为热烈，客户来自世界六大洲—非洲、亚洲、澳洲、欧洲、北美洲和南美洲，合同储备订单总价值达到1400多亿美元。
中国订了57架，包括国航、东航、南航、海南航空和上海航空。
A380代表着空客对未来民航枢纽模式的预测。
当今民机市场基本被波音与空客垄断，当然这也没什么意外，这后面是美国与西欧强大的经济技术实力做后盾的结果，通常这两家公司会推出差不多的客机，互相竞争，争夺市场，但在本世纪初，两家公司分别推出迥然不同的重大飞机研制计划，即空客的A380大型客机与波音的波音787中型客机。
这两者似乎并不存在竞争，更象一种互相相互配合的关系，实际上这后面是两家公司对于未来民航客运模式预测的差异。
要枢纽还是要直达空客公司认为未来民航“车轮辐射式”即人们支线客机到达中心机场，然后搭载大型客机到达另外一个中心机场，再通过搭乘支线飞机到达最终的目的地。
随着全球经济的发展，客流量也随之猛增，因此中心机场之间需要大型客机运输，以减少所需要的飞机架次，降低中心机场调度、维护等方面的压力，所以空客决定研制超大型客机-A380，进入长期被波音垄断的超大型客机领域。
787空调系统与发动机启动关联故障分析
105787空调系统与发动机启动关联故障分析黎明1 杨春枝21北京飞机维修工程有限公司 2中国国际货运航空有限公司摘要：787的空调系统和发动机的启动有什么关系？为什么会影响发动机的启动？本文通过对B-1591飞机出现的典型故障进行了详细分析。
关键词：787飞机；空调系统；发动机启动系统缩写词:ASG APU 启动发电机；BPCU 汇流条电源控制组件；CCR 公共资源柜；CDN 共用数据网络；CMCF 中央维护计算功能；CMSC 公用马达启动控制器；EMP 液压电动泵；GCU 发电机控制组件；OJMC 超控抛油泵马达控制器；PCU 空调组件控制器；RDC 远端数据转换器；RFMC 冲压风扇马达控制器；VFSG 变频器的发电机。
1 故障描述在2017年，12月份期间，B-1591飞机（787-9）多次报告发动机启动期后EICAS 出现PACK MODE L 咨询信息，后又消失；此外还有 ELEC ENGINE STARTER L1和ELEC ENGINE STARTER R1状态信息出现。
（见图1）2 排故经过根据现存有维护信息代码：80-94071、80-94072进行排故（参见FIM 的维护代码，执行工卡：DMC-B787-A-R80-00-07A-421A-A）。
787飞机是全电飞机，它的空调组件的CAC 和发动机起动机都是由电马达驱动，既由CSMC 供电并控制转速和扭矩，因此CMCF（中央维护计算功能）给出的维护提示：可能原因分别指向L1 CAC CMSC 和L2 CAC CMSC,RDC 07和RDC15。
更换L1 CAC CMSC 和L2 CAC CMSC 以及,RDC 07，RDC15又更换了L1 VFSG 和R1 VFSG 后试车故障依旧。
询问BOEING 回复左RFMC 可能性能衰减。
后根据波音提示，对调左右RFMC 再次试车，故障转移。
更换L RFMC 后再次试车故障消失。
3 原因分析这个故障有很多难点，因为根据CMCF 的维护方案，已经穷尽，可故障依然存在。
交通运输概论 4.4.2 多电全电电动飞机 图文
德国研制的Ce-Liner电推进客机
➢自调整，非平面C形机翼 ➢根据机场空间大小调节 ➢减少自旋的激发 ➢高爬升率 ➢创新的飞行控制与逻辑 ➢无水平方向高度要求啊（无 水平尾翼）
机舱设计 ➢宽体双通道 ➢每排7座（2-3-2） ➢灵活舒适的侧向可折叠座椅 ➢中门便于快速登机/下机
连续式舷窗带 ➢透明与应力结构 ➢旅客全新体验
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波音787发动机
5
波音787发动机的永磁起动/发电机 250kVA，235V， 360–800 Hz
（2）太阳能电动飞机
电动飞机指采用电机做发动 机的飞机。瑞士的阳光动力2号 太阳能飞机，可长航时、不耗燃 油昼夜连续飞行。翼展72米，超 过体积最大的商用客机，重量 2300公斤，与一辆家用汽车相当。 2015年实现了环球飞行。
电驱动系统 ➢高温超导电动机 ➢集成低温冷却机系统 ➢可反向推进 ➢静音叶片
机载电池箱
➢类似传统货物箱，特殊改装 ➢先进锂电池技术 ➢容量：2000Wh/kg ➢返航更换该电池箱，不充电
电力电子与电源
➢DC电源 ➢AC发动机控制器 ➢固态电力控制器 ➢3000V-540VDC变流器 ➢DC作动器控制器
燃油管
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螺旋桨
第二种方案是涡轮发动机只带发电机发电，涡轮发电机通过导线向 电动机供电驱动螺旋桨。与串联混动车类似。
涡轮发动机
发电机 电力母线
电动机
燃油
电能存储与电力管理 11
谢谢！
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因此多电/全电飞机的发电机与供电系统要大幅提高容量。目前的 主要手段是将大容量发电机与发动机一体化。
例如永磁起动/发电机，与发动机高压轴连接，在飞机发动机起动 时作为电动机帮助发动机起动；发动机起动后作为发电机，为飞机提供 电源。
盘点全球十大民用涡扇发动机
盘点全球十大民用涡扇发动机
1.CFM56-5B：该发动机由CFM国际联合公司生产，是空客A320系列客机的常见发动机之一。
2. GE90：这款发动机是波音777系列客机的标配，是目前世界上最大的民用涡扇发动机。
3. Rolls-Royce Trent 1000：这款发动机是波音787系列客机的标配，是一款高效、低噪音的发动机。
4. Pratt & Whitney PW4000：这款发动机是波音747、767和777系列客机的常见发动机之一，具有良好的经济性能。
5. CFM International LEAP：这款发动机是 A320neo 和737 MAX 系列客机的标配，具有更高的燃油效率和更低的排放。
6. Pratt & Whitney JT8D：这款发动机是波音727、737和MD-80系列客机的常见发动机之一，是一款可靠、经济的发动机。
7. IAE V2500：这款发动机是A320系列客机的可选发动机之一，具有良好的经济性能和低噪音水平。
8. Rolls-Royce RB211：这款发动机是波音747、757和767系列客机的常见发动机之一，是一款高效、可靠的发动机。
9. General Electric CF6：这款发动机是波音747、767和MD-11系列客机的常见发动机之一，具有良好的经济性能和可靠性。
10. Pratt & Whitney PW6000：这款发动机是爱琴海航空工业公司ARJ21客机的标配，是一款高效、低噪音的发动机。
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民用飞机设计参考机种之一波音787_8双发宽体中远程客机_图(精)
机种介绍ji z hong jie shao 民用飞机设计参考机种之一波音 787-8双发宽体中远程客机波音 787梦想飞机 (D rea m li n er 是波音民用飞机集团研制生产的中型双发宽体中远程运输机 , 是波音公司 1990年启动波音 777计划后的 14年来推出的首款全新机型。
波音 787系列属于 200座至 300座级飞机 , 根据具体型号不同其航程可覆盖 6500~16000km 。
里程碑2004项目启动 2005. 1. 28宣布设计研制 2005年第 2季度构型设计冻结 2005. 9. 23完成联合发展阶段初步设计 2009. 12. 15首飞预计于 2010年第 4季度交付给启动客户全日空三面图波音公司研制 787使用了声速巡航者所提出的技术以及机体设计 , 并决定在 787的主体结构 (包括机翼和机身上大量采用先进的复合材料。
这将使波音 787成为有史以来第一款在主体结构上采用先进复合材料的民用飞机。
其重量比例将达到空前的 50%。
在发动机方面 , 波音 787可选装通用电气 (GE 公司的 G enX 系列或罗 -罗遄达 1000系列。
此外 , 波音 787作为在民用飞机上首次配备两种发动机提供标准的发动机接口界面 , 从而使波音 787飞机能够随时配备任一款制造商的发动机。
由于采用了大量复合材料 , 同时采用新型的发动机和创新的流线型机翼设计 , 将使波音 787比目前同类飞机节省 20%的燃油消耗 , 此外波音 787采用中型飞机的尺寸实现了大型飞机远程的结果 , 并以 0. 85倍声速飞行 , 更好地体现了其点对点远程不经停直飞航线的能力。
波音 787将增大客舱湿度 , 降低客舱气压高度 , 乘客会感到更舒适。
机上娱乐、因特网接入等设施将更为完善 , 机身截面形状采用双圆弧形 , 顶部空间也进行了优化设计 , 可为乘客提供更宽敞的空间。
研制过程 2001~02年波音公司开始研制效率高 , 可以获得高额利润的客机 , 于是向市场推出声速巡航者 , 但于 2002年 12月取消。
多电飞机电气系统关键技术研究
多电飞机电气系统关键技术研究一、本文概述Overview of this article随着科技的飞速发展和环保理念的日益深入人心，多电飞机（More Electric Aircraft，MEA）已成为航空领域的研究热点。
多电飞机通过提高电气系统在飞机总体系统中的功率占比，实现了对飞机能源使用效率的大幅提升，同时也为飞机设计带来了更多的灵活性和创新性。
然而，随着电气系统在飞机上的广泛应用，其关键技术的研究与突破显得尤为重要。
本文旨在深入探讨多电飞机电气系统的关键技术，包括其设计理念、核心技术、挑战以及未来发展趋势，以期为多电飞机的研发和应用提供有益的参考。
With the rapid development of technology and the increasing popularity of environmental protection concepts, More Electric Aircraft (MEA) has become a research hotspot in the aviation field. Multi electric aircraft achieve a significant improvement in energy efficiency by increasing the power proportion of the electrical system in the overall aircraft system, while also bringing more flexibility and innovation toaircraft design. However, with the widespread application of electrical systems in aircraft, research and breakthroughs in their key technologies have become particularly important. This article aims to delve into the key technologies of multi electric aircraft electrical systems, including their design concepts, core technologies, challenges, and future development trends, in order to provide useful references for the research and application of multi electric aircraft.本文首先将对多电飞机的概念、发展历程及其优势进行简要介绍，阐述其在现代航空领域的重要地位。
多电全电飞机发动机 波音787 All More Electric Aircraft
2
02
Increase maintenance and operational costs
5
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
03
Increase Specific Fuel Consumption
分布式供能方式
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The level of power of the B787 ram air turbine (RAT) has increased dramatically
Compared with B767 single 90 to 120 kVA per engine Expanded electrical system generating twice as much electricity than conventional aircraft Center hydraulic system is powered by two large 30 GPM / 5000 PSI electric‐motor driven hydraulic pumps (230 VAC), compared with B767 two 7 GPM / 3000 PSI electric
引气对涡轮进气温度的影响
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Beijing University of Aeronautics and Astronautics
多电飞机二次电源系统分布
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
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传统飞机
多电飞机
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
走近波音787认识波音787
SCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界2011年10月第30期科技视界Science &technology vision“音速巡航者。
”波音787是目前世界最新的双发宽体中远程客机,采用复合材料机体和节能减排的发动机,被称为“梦想飞机”。
其座位数在200座至300座之间,航程可覆盖6500至16000公里。
波音787是目前世界最新的双发宽体中远程客机,它的体积与波音767相仿,但因大量使用复合材料、发动机低耗能低排放、数字化程度高等一系列技术革新而被称为“梦想飞机”(Dreamliner)。
依据不同的具体型号,波音787的座位数在200座至300座之间,航程可覆盖6500至16000公里。
今年10月26日,波音787的首家客户日本航空公司将完成它的首次商业飞行。
研制背景1990年代后期,波音虽然兼并了老对手麦道公司,但民用飞机市场份额仍不断流失给其欧洲竞争对手空中客车公司(Airbus)。
特别是争夺主要市场的双发机型波音767在与空中客车A330的竞争中处于下风。
为此波音公司决定研发其取代产品,向市场推出“音速巡航者”(Sonic Cruiser),强调在燃油消耗与波音767和A330相当的情况下,达到接近音速(0.98马赫)的飞行速度,以减少旅途时间。
当时美国不少大规模的航空公司对“音速巡航者”的概念表示乐观,但9·11事件后全球航空市场受到重创,加之油价不断攀高,最终效益战胜了速度,“音速巡航者”因难以获得足够的启动订单而被放弃,代之为波音“7E7”,当中的“E”可解释为“Efficiency”(效率)、“E⁃conomics”(经济性)、此外也可解释为“Environmentally Friendly”(环保)、“Extraordinary comfort and conve⁃nience”(超凡的乘坐舒适性和便利性)、以及“E-en⁃abled”(电子化系统)等。
多电飞机系统研究分析(新修订)
一. 多电飞机关键技术简介
EHA结构示意图
一. 多电飞机关键技术简介
一. 多电飞机关键技术简介
一. 多电飞机关键技术简介
多电飞机简介以及发展历程
多电飞机特点与优势
目录
多电飞机关键技术简介
多电飞机发展与展望
一. 多电飞机发展与展望
燃料电池飞机：燃料电池的燃料是氢气，氢气与空气中的氧气发生电化学反应 后生产电能
多电飞机系统分析
多电飞机简介以及发展历程
多电飞机特点与优势
目录
多电飞机关键技术简介
多电飞机发展与展望
多电飞机简介以及发展历程
多电飞机特点与优势
目录
多电飞机关键技术简介
多电飞机发展与展望
一. 多电飞机简介
多电飞机（More-Electric Aircraft ， MEA ）： 实现全电飞机的中间产物
一. 多电飞机的特点与优势
提高系统的可靠性：
电力作动可靠且具有容错能力：采用多余度电力系统为各子系统提供了 可靠的动力；飞机发生故障后可快速的重新布局以确保飞行负载的用电； 电力作动实行按需供电，较其他系统发热、磨损少；简化起落架系统， 避免液压燃烧隐患；大系统范围内进行热管理，即不损失可靠性又大大
一. 多电飞机简介及其发展历程
多电技术研究： 欧洲：欧洲侧重多电技术系统 性研究；1996年，民用飞机开展了 完全集成多电系统；2002年，欧洲 开展了功率优化飞机（POA）项目； 2008年，洁净天空（Clean sky）计划； 2013年洁净天空2（Clean Sky 2）计 划。
美国：美国侧重多电技术的应 用；到80年代末，波音和洛克希德 公司开展了集成数字/电动飞机 （Integrated Digital/Electric Aircraft， IDEA）的研究工作；2007年美国空 军研究实验室（AFRL）启动了综合 飞行器能量技术（Integrated Vehicle energy Technology，INVENT）计划。
波音787电传飞控系统架构介绍
波⾳787电传飞控系统架构介绍波⾳ 787 家族787 是波⾳公司最新型号的宽体中型客机，波⾳ 787 系列飞机包括 787-3 （因没有订单⽽取消）、787-8、787-9、787-10。
以波⾳ 787-8 为例，飞机全长 56.69 m，⾼ 17 m，翼展 60.17 m，两级客舱布局可搭载 242⼈。
787 尺⼨略⼤于 767，⼩于 777，其主要竞争对⼿是空客 A350和A330NEO。
波⾳ 787 飞控系统在777 的基础上，全⾯采⽤电传操纵技术，将⾃动飞⾏、主飞⾏控制、⾼升⼒都整合在⼀起。
787 引⼊了 REU（Remote Electronic Unit，远程电⼦控制装置）的概念，使 REU 的位置尽可能靠近作动器PCU，减少导线的⽤量，达到飞机减重⽬的。
787 终极备份形式与 777 类似，但采⽤了电备份的形式。
此外，波⾳ 787 还可以通过襟副翼和升降舵实现垂向阵风减缓功能，提⾼了乘坐品质。
B787 飞控舵⾯布置波⾳ 787 飞控系统的舵⾯布置，如下图所⽰。
787 与 777 的舵⾯配置，⼤体相同。
787 采⽤了传统外型布局，翼吊两台发动机。
两侧机翼上布置有⼀对外侧副翼、⼀对襟副翼、七对扰流板，以及前缘缝翼、后缘襟翼等增升装置。
尾翼布置有⼀块⽔平安定⾯、⼀对升降舵和⼀块⽅向舵。
B787 飞控系统组成由于 787 全⾯采⽤了电传飞控技术，甚⾄终极备份也采⽤了 “电” 的形式，因此飞控系统对供电的要求⾮常严格。
787 配置了 4 台电源调节模块 PCM（Power Conditioning Module, 电源调节模块），PCM 配置了 3 个交/直流供电余度（分别是PMG、直流汇流条、蓄电池），为飞控系统提供不间断供电。
波⾳ 787 飞控系统物理架构，如下图所⽰。
787 的飞控系统架构⽅案，与 777 较为相似（例如⼯作模式、余度管理等）。
之前关于 777 的相关⽂章已经介绍过了，这⾥不再赘述。
波音787制造
波音787飞机生产所体现的先进制造技术波音787复材机身段的制造技术碳纤维合成技术已有数十年的历史，自20世纪80年代以来，广泛应用于试验飞行和军事航空领域。
不过，波音787是第一种主要采用碳纤维材料制造的商业客机：70%机体使用合成材料制造。
碳纤维丝被植入树脂中，然后将一层层的碳纤维夹在别的材料之间，以便令碳纤维丝处于不同方位。
利用这种技术制造的材料既轻又坚硬——强度至少是钢材的四倍。
金属机身一般由长方形金属板构成，然后用成千上万个铆钉固定，使用合成材料，整个机身的管状截面可以作为整体制造出来——基本上是在一个巨型炉子(称为高压釜)烧制碳合成材料。
接着，只要通过更少的扣件就能将更少的部件固定。
这使得波音公司可以重新考虑整个制造过程。
波音不是像以前那样，将机身结构组装完毕，然后再安装所有的布线、管线和其他机载系统，而是将机身整个部分外包，造好以后再在埃弗雷特进行组装。
由于复合材料结构有着许多众所周知的优点，在对复材结构做了大量成功的研究试验基础上，波音公司决定787机体主要结构大规模地采用复合材料。
由777飞机复材用量的12%一步跨越到50%，即机身和机翼壳体几乎都由碳纤维增强。
由于复合材料结构有着许多众所周知的优点，在对复材结构做了大量成功的研究试验基础上，波音公司决定787机体主要结构大规模地采用复合材料。
由777飞机复材用量的12%一步跨越到50%，即机身和机翼壳体几乎都由碳纤维增强复合材料制成，仅少数机体部位应用铝合金或其他材料。
而空客公司原来的A350设计方案是在A330飞机基础上进行的，机身仍是以铝合金的铆接结构为主，复材用量仅为35%，这样，波音787就大幅度地拉大与A350复材用量的差距。
对于波音的竞争对手空客公司来说，客机的超大型机身复材部件的制造技术是一个难于逾越的巨大挑战。
这种由复材组成机身的787客机，是全球第一款利用高科技碳纤维复合材料打造的客机，机身段省去1500块铝合金钣料零件和4~5万个连接件，使机体结构件尺寸变小，但更轻盈坚固。
揭秘波音787梦想飞机
揭秘波音787梦想飞机位于埃弗雷特的波音787生产线。
波音787的设计在Cray超级计算机上累计用时80万个小时。
整个客机机体各部分在全球50个地方组装用于烧制碳合成材料的巨型高压釜波音787正视图。
到2013年，波音公司计划每个月向客户交付10架波音787波音787的起落装置北京时间9月8日消息，据国外媒体报道，作为美国波音公司历史上最成功的新机型，波音787“梦想客机”在世界上最大的建筑物内制造，每架仅用时四天即可组装完毕，它还是世界上第一种采用碳复合材料制造的商业飞机。
但是，这种革命性新型客机能否在与欧洲空中客车公司的竞争中胜出呢？“造梦工厂”揭秘在美国西北角，距西雅图以北大约30英里(约合48公里)的地方，坐落着世界上最大的建筑物，整个埃弗雷特镇都被这个建筑物占据。
它长0.75 英里(约合1.2公里)，宽0.33英里(约合530米)。
在混凝土地板下面，则是多条长达2英里(约合3.2公里)的人行隧道，与此同时，在遍布整个区域内的一个五层楼高的结构内，设有会议室、办公室和咖啡厅。
这个奇特、庞大“宫殿”的居民或乘高尔夫球车，或骑自行车四处活动。
由于整个建筑如此之大，雨水溢流池(西雅图冬天必需之物)足以令一艘远洋客轮漂浮起来，另外，它还有自己的消防队。
然而，“造梦工厂”埃弗雷特最令人瞩目的地方不是结构本身，也不是城镇大小的规模，而是里面发生的故事。
在同一个屋檐下，共有26辆安装在屋顶的吊车和百万个电灯泡，大约3.3万人正在参与一场关系到航空旅行未来的价值数十亿美元的“赌博”。
设在埃弗雷特的波音工厂最初为波音747设计，可以容纳15架处于不同制造阶段的喷气式飞机，以及大量机翼、机尾等其他机身零部件。
在其中一个车间，放着4架喷气式客机，技术人员和工人们蜷缩在里面工作，一定程度上衬托出整个建筑的规模。
在寻常人看来，波音787“梦想客机”与别的客机无异：圆形头部、三角形尾部、细长的管状机身和优雅的弧形机翼。
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Beijing University of Aeronautics and Astronautics
2
1
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3
表1 AEA/MEA技术研究及验证
时间
80年代以后
研究 内容
分布式功率管理技术中主要研究的是固态功率控制器 电作动刹车系统中主要研究的是机电作动器 直升机电动作动器技术主要研究的是直升机电传控制和电动作动器 大型机电作动器系统和可靠电动作动系统主要研究具有容错功能的永磁无刷电机和相应的控制器 变频发电机和频率转换器
分布式供能方式
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The level of power of the B787 ram air turbine (RAT) has increased dramatically
Compared with B767 single 90 to 120 kVA per engine Expanded electrical system generating twice as much electricity than conventional aircraft Center hydraulic system is powered by two large 30 GPM / 5000 PSI electric‐motor driven hydraulic pumps (230 VAC), compared with B767 two 7 GPM / 3000 PSI electric
Beijing University of Aeronautics and Astronauticsຫໍສະໝຸດ 17表4 B787技术革新
气
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18
3
Embedded generator
Open rotor engine or propfan
引气对涡轮进气温度的影响
7
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多电飞机二次电源系统分布
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8
传统飞机
多电飞机
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Air cooled by air conditioning pack [pri & sec HEx + Air Cycle Machine (ACM)].
Cooled air enters cabin at 11.8 PSI / 60 °F. Much energy wasted as bleed air is delivered at excessive pressure and temperature.
Physical interface with engine and potential for distributing air flow.
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13
表3 AEA/MEA关键技术及优势
关键技术 电力电子与电机驱动 技术优势 减轻重量
All/More Electric Aircraft Engine & Airframe Systems Implementation
报告人：蒋斌 学号：SY1505508
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1
背景介绍
应用现状 前景展望
4
01
Increase both complexity and weight
2
02
Increase maintenance and operational costs
5
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03
Increase Specific Fuel Consumption
11
传统环境控制系统（ECS）
B787电环控系统（E-ECS）
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12
表2 ECS与E-ECS比较
Conventional ECS Engine bleed air delivered at 30 PSI / 400 °F. Electric ECS Electrical compressors delivered at 15 PSI / 200 °F determined by minimum temperature of ozone converter. Air cooled by air conditioning pack [pri & sec HEx + Air Cycle Machine (ACM)], requires greater ram air mass flow. Cooled air enters cabin at 11.8 PSI / 60 °F. System only delivers the necessary air ‐ temperature limited by ozone converter characteristics. Reduced interface with engine.
高压可变电源
自动 配电技术 电力作动技术 多电发动机技术 整体启动发电技术
提高功率密度和电源效率 ，减小体积 ，可靠性髙、 结构简单，实现余度供电及不中断供电
提高系统的性能、容错能力和可靠性 提高生存能力和可维护性 优化二级能源系统 改善发动机适用性 ，获得较大的电功率
集成组合动力装置技术（IPU）
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19
Thank you!
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20
极大地减 轻系统重 量 ，增 加飞机的可靠性和维护性
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14
Beijing University of Aeronautics and Astronautics
15
传统供能方式
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传统发动机
多电发动机
04
Reduce thrust
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6
05
Increase turbine entry temperature (TET)
06
Increase aircraft drag (profile and induced)
9
传统机械恒定频率发电机
新型可变电压可变频率发电机
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10
传 统 方 式 的 能 源 耗 散 多 电 方 式 的 能 源 回 收
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90年代末
C-141“电运输星”上验证了机电作动器驱动副翼的作用和效能
F/A“系统研究飞机” 上进行了电静液作动器用于水平安定面的 验证 F16验证机上进行内装式开关磁 阻启动发电机 、综合电源装置的地面和机上试验
21世纪 美国提出 “秃鹰 计划”，开始研制一款全电高空长航时无人机
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