СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ С ЦИФРОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
© А.Г.Капустин, Н.С.Карнаухов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Авиация и воздухоплавание"
2016 г.
Показатели и характеристики систем электроснабжения (СЭС) современных воздушных судов (живучесть, готовность к действию, качество электрической энергии и др.) нуждаются в существенном улучшении. Поэтому, дальнейшее совершенствование современных СЭС целесообразнее связывать с использованием в них цифровой техники. Современные технологии позволяют создавать бортовые цифровые системы управления (ЦСУ), обеспечивающие эффективное решение задач управления СЭС.
Самолетная СЭС с ЦСУ — это СЭС, в которой автоматически комплексно решаются задачи управления, регулирования, защиты, контроля технического состояния и диагностирования места неисправности в системе посредством единой цифровой системы управления. ЦСУ получает необходимую информацию от систем генерирования и распределения электроэнергии и управляет отдельными приемниками и воздействует на исполнительные устройства СЭС.
Анализ возможностей достижения в СЭС с ЦСУ указанных ранее свойств, а также особенностей их реализации, показывает, что:
а) улучшение качества электроэнергии обусловливается использованием: цифрового регулирования; взаимосвязанного управления возбуждением генераторов и безынерционной защиты СЭС; регуляторов-усилителей, позволяющих изменять полярность напряжения на обмотке возбуждения возбудителя;
б) построение, практически, безынерционной управляемой защиты в СЭС требует: максимально возможной частоты анализа текущего состояния выходных координат каналов генерирования электроэнергии при минимальном числе устройств ввода информации; разработки метода безынерционного диагностирования места неисправности в СЭС; безынерционной передачи информации в ЦСУ о коротком замыкании (КЗ) в элементах системы распределения (СР); разработки информационных и управляемых коммутационных устройств для элементов СР; разработки алгоритма определения места КЗ в СР высокой достоверности;
в) повышение живучести СЭС требует: гибкой автоматической управляемой структуры СЭС с рациональным числом распределительных устройств, питание каждого из которых обеспечивается от двух (или более) независимых каналов (источников), причем силовые провода, идущие от независимых каналов генерирования к РУ, должны прокладываться вдоль борта (от одного канала) и в плоскости, перпендикулярной продольной оси самолета (от другого канала); разработки структуры СЭС, обеспечивавшей при повреждении (неисправности) ее элементов, восстановление работоспособности системы с минимально возможным ущербом для самолета; разработки алгоритма, использующего информации о техническом состоянии СЭС и полетной ситуации (об условиях, характере и режиме полета) и позволявшего определить наиболее выгодный для данных условий вариант структуры СЭС и состав необходимых приемников;
г) повышение степени готовности и снижение трудозатрат на обслуживание СЭС с ЦСУ обусловлено: бортовым автоматическим контролем технического состояния и диагностированием места неисправности в каналах генерирования с точностью до агрегата (блока), а в СР с точностью до элемента; прогнозированием технического состояния генераторных установок (ГУ) и аккумуляторных батарей (АБ).
Проведенный анализ указывает на важную особенность путей совершенствования характеристик и свойств СЭС с ЦСУ. Эта особенность заключается в том, что достижение эффекта в улучшении свойств автономных СЭС базируется не только на применении, соответствующих цифровому управлению, исполнительных устройств (силовых ключей, коммутационных устройств), датчиков информации технического состояния элементов системы, а и на использовании новых методов анализа и оценки состояния системы, оптимальных алгоритмов решения тех или иных задач.
Использование ЦСУ в самолетных СЭС сделает последние высоко оперативными, независимыми от аэродромных средств контроля.