Оборудование летательных аппаратов

3ТЕМА N 8: "ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ЛА"

3ЗАНЯТИЕ N 2 0 (Гр., 2 часа).

31. _ Авиационный электропривод.

На современных ЛА имеется большое количество различных испол-

нительных механизмов и агрегатов, функционирование которых связа-

но с затратами механической энергии. В качестве источников меха-

нической энергии используются гидравлические, пневматические и

электрические приводы. Наиболее универсальным из них является

электрический привод (ЭП). Он может быть основным источником ме-

ханической энергии или входить в качестве управляющего устройства

в приводы другого вида.

Основными элементами ЭП являются (рис. 1):

┌──────┐ ┌──────┐

│ ИЭ │ │ ИМ │

└──┬───┘ └──┬───┘

│ │

┌ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ ┐

┌──┴───┐ ┌──────┐ ┌──┴───┐

───┼──┤ УУ ├──────┤ ПЭ ├──────┤ СП │ │

└──┬───┘ └──────┘ └──┬───┘

│ │

│ ┌───────┐ │

│ └ ─ ─ ─ ─ ┤ ДОС ├ ─ ─ ─ ┘ │

└───────┘

└ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘

Рис.1.

- преобразователь электрической энергии в механическую (ПЭ);

- источник энергии (ИЭ);

- система передачи (СП);

- исполнительный механизм (ИМ);

- управляющее устройство (УУ);

- датчик обратной связи (ДОС).

В зависимости от типа ПЭ различают электродвигательный привод

(на базе электродвигателей различных типов) и электромагнитный

привод (на базе электромагнитных устройств). Электродвигательный

привод широко применяется во всех видах оборудования ЛА (насосы,

устройства механизации планера и шасси, системы запуска и т.д.).

- 2 -

Электромагнитный привод используется на ЛА для управления гидрав-

лическими и пневматическими устройствами (электрокраны, электрок-

лапаны), а также он является основным элементом переключающих

устройств (реле, контакторы).

В авиационном ЭП широкое применение находят электродвигатели

постоянного тока. Магнитный поток возбуждения может создаваться с

помощью постоянных магнитов или специальных обмоток возбуждения,

располагаемых на полюсах.

В зависимости от способа включения обмоток возбуждения разли-

чают электродвигатели: независимого возбуждения, параллельного,

последовательного и смешанного возбуждения.

Электродвигатели с постоянными магнитами, а также независимо-

го и параллельного возбуждения имеют жесткую механическую харак-

теристику т.е. у них частота вращения при изменении момента наг-

рузки в рабочем диапазоне меняется сравнительно мало. Поэтому та-

кие двигатели применяют в тех случаях, когда исполнительный меха-

низм должен работать с малыми изменениями частоты вращения (нап-

ример, программные механизмы).

Двигатели последовательного возбуждения используют в тех слу-

чаях, если на валу имеется нагрузка, постоянство частоты вращения

не имеет существенного значения и требуются большие пусковые мо-

менты (привод хвостовой опоры, триммеров и т.д.).

Электродвигатели смешанного возбуждения применяют там, где

требуется сравнительно большой пусковой момент, возможны резкие

изменения нагрузки и, в то же время необходимо ограничить частоту

вращения при холостом ходе (например, привод створок люков, при-

вод подкачивающих насосов).

Электродвигатели переменного тока используются для приводов

гироскопов, топливных насосов и в различных автоматических уст-

ройствах. Наибольшее распространение получили трехфазные асинх-

ронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором и двухфазные

индукционные электродвигатели с полым ротором.

В состав систем передач (СП) входят редукторы, винтовые пере-

дачи и различного рода муфты. Для уменьшения массы авиационные

электродвигатели выполняются высокооборотными (8 - 12 тыс.

об/мин), однако для многих ИМ требуются сравнительно малые ско-

рости движения. Поэтому в СП применяются понижающие редукторы.

Механические муфты сцепления служат для механического соеди-

нения и разъединения валов электродвигателя и ИМ.

В качестве УУ используются контактные и бесконтактные комму-

таторы, регуляторы тока, мощности, а также преобразователи энер-

гии.

Датчики обратной связи ДОС у нерегулируемых ЭП служат для ог-

раничения движения в крайних положениях ИМ. У регулируемых ЭП,

- 3 -

ДОС измеряют регулируемую величину, характеризующую положение или

скорость движения исполнительного механизма.

32. _ Электрифицированные системы управления

_ 3силовыми установками.

Силовая установка современного летательного аппарата предс-

тавляет собой сложный энергетический комплекс, включающий в себя

газотурбинный двигатель, входное и выходное устройства. В настоя-

щее время самым распространенным типом двигателя является турбо-

реактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой (ТРДДФ).

Основные элементы ТРДДФ (см. рис.2 ):

1 - компрессор низкого давления (КНД), иногда его называют

вентилятором;

2 - компрессор высокого давления (КВД);

3 - основная камера сгорания (ОКС);

4 - турбина высокого давления (ТВД);

5 - турбина низкого давления (ТНД);

6 - камера смешения;

7 - форсажная камера сгорания (ФКС).

На рисунке показаны также буквенные обозначения основных се-

чений двигателя, которые и будут использоваться в дальнейшем: В -

вход; К - камера; Г - газа; Т - турбина; См - смешения; Ф - фор-

- 4 -

сажное.

Принцип действия ТРДДФ состоит в следующем. КНД и КВД непре-

рывно сжимают и подают воздух в ОКС. Часть воздуха подается во

второй контур, представляющий собой кольцевой канал, расположен-

ный вокруг первого контура двигателя. В ОКС воздух нагревается

непрерывным сжиганием топлива. В результате сжатия и нагрева газ

приобретает запас высокой энергии. Полезная часть этой энергии

используется для приведения в действие ТНД и ТВД (а значит и КНД

и КВД), а также для создания реактивной тяги. Воздух из второго

контура