Система электроснабжения летательного аппарата

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА(57) Сущность изобретения: система содержит первичные генераторы переменного тока с блоками защиты, регулирования и управления и шинами, коммутационную аппаратуру первичной се - ти, выпрямительные устройства с блоками защи - ты и управления и шинами, аккумуляторы и ком - мутационную аппаратуру вторичной сети. СистеОК) 3 СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР щ ОПИСАНИ к авторскому с ма снабжена генераторами постоянного тока, приводимыми от гидроприводов, включенных в гидромагистрали гидросистемы летательного аппарата. Генераторы постоянного тока через контакторы подключены к соответствующим ши - нам выпрямителей, при этом аккумуляторы подключены к этим же шинам. Кроме того, система снабжена шиной запуска вспомогательной силовой установки, которую на время запуска ослов могательной силовой установки отключают . от основной сети постоянного тока. Кроме того, в систему введены дополнительные шины наземного питания переменного и постоянного тока, связанные посредством коммутационной аппаратуры первичной и вторичной сети с шинами первичных генераторов переменного тока и шинами выпрямителей. 1 э.п. ф - лы; 1 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к авиационной технике, в частности, к системам электроснабжения летательных аппаратов (ЛА).Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сути является система электроснабжения, содержащая первичные генераторы переменного тока, подключенные посредством контакторов первичной сети к шинам переменного тока. К этим шинам подключены выпрямители, связанные с помощью коммутационной аппаратуры вторичной сети с шинами постоянного тока. К этим шинам подключены шины потребителей третьей категории, а также через дифференциальные минимальные реле - аварийные шины, К последним подключены аккумуляторы, являющиеся аварийным источником электроэнергии на борту ЛА, Система позволяет снабжать электроэнергией потребители в нормальных условиях полета а также в случае отказа основных источников энергии на борту ЛА - запустить ВСУ от аккумуляторов с целью снабжения электроэнергией потребителей первой категории в аварийном режиме полета, В случае неудавшегося запуска ВСУ система обеспечивает снабжение потребителей первой категории от аккумуляторов и позволяет тем самым выполнить аварийную посадку ЛА за время, не превышающее время разрядки аккумуляторов до минимального установленного уровня. Недостатком такой системы является то, что она не обеспечивает снабжение электроэнергией потребителей в аварийном полете при условиях, когда нет возможности в кратчайшее время (не превышающее время разрядки аккумуляторов) совершить посадку ЛА, например, при полете над горным массивом или над водной поверхностью. Кроме того, разделение шин постоянного тока на шины нормального и аварийного питания и запитка последних через дополнительный коммутационный элемент (дифференциальное минимальное реле) снижает надежность снабжения электроэнергией потребителей первой категории в нормальных условиях полета, Кроме того, в данной системе в аварийном полете в момент запуска ВСУ на аварийных шинах происходит значительный провал напряжения, так как подключение стартера ВСУ приводит к броску потребляемого тока, Провал напряжения на аварийных шинах отрицательно сказывается на работе потребителей первой категории и может привести к сбоюв их работе,Кроме того, при наземной эксплуатации и обслуживании ЛА и при питании систем ЛА от наземного источника через разъем аэродромного питания описанная система электроснабжения не дает возможности запитатьпотребители, не имеющие непосредственного отношения к полету и необходимые только при обслуживании ЛА. Такими потребителями могут быть, напри-. мер, система погрузки и выгрузки груза, габаритные и подсвечивающие огни. Запитать эти потребители можно, поставив ЛА под ток из кабины экипажа, что не исключает несанкционированные действия обслуживающего персонала.Целью изобретения является повышение надежности электроснабжения потребителей первой категории во всех режимах полета ЛА, а также повышение технологичности наземного обслуживания ЛА и исключения при этом несанкционированных действий обслуживающего персонала.Для достижения указанной цели предложена система электроснабжения ЛА, отличительной особенностью которой является то, что она снабжена генераторами постоянного тока, приводимыми от гидро- приводов, включенных в гидромагистрали гидросистемы ЛА. Генераторы постоянного тока через контакторы подключены к соответствующим шинам выпрямителей, при этом аккумуляторы подключены к этим же шинам.Кроме того, система снабжена шиной запуска ВСУ, к которой на время запуска ВСУ в режиме полета с отказавшими основными источниками питания подключают дополнительные аккумуляторы, при этом данную шину на время запуска ВСУ отключают от основной сети постоянного тока,Кроме того, в систему введены дополнительно шины наземного питания переменного и постоянного тока, связанные посредством коммутационной аппаратуры первичной и вторичной сети с шинами первичных генераторов переменного тока и шинами выпрямителей, соответственно.В связи с отсутствием технических решений со сходными признаками заявляемое изобретение обладает существеннымиотличиями. На чертеже показана структурная схема системы, имеющей два независимых основных канала генерирования,Система электроснабжения летательного аппарата содержит первичные генераторы П (1), Г 2(2), Гвсу(3) переменного тока со своими блоками БЗРУ защиты регулирования и управления, шины Ш 1 (4), Ш 2 (5) переменного тока, коммутационную аппаратуру (617) первичной сети, разъем (18) аэродромного питания РАП, выпрямительные устройства ВУ 1 (19), ВУ 2 (20), ВУрез (21)со своими блоками БЗУ защиты и управления, шины Ш 1,(22), Ш 2,(23) постоянного тока, коммутационную аппаратуру (2441)вторичной сети, аккумуляторы (4245), шины Ш ( ) 1 откл, (46, 47) и Ш2 откл. (48, 49), отключаемые потребители второй и третьей категории. шину Шзапвсу (50) запуска ВСУ, генераторы постоянного тока Ггп 1(51), Ггп 2 (52) с соответствующими блоками БЗРУгп защиты, регулирования и управления, гидроприводы ГП 1 (53), ГП 2 (54), включенные в ответвления от основных гидромагистралей (55, 56), перекрывные клапаны К 1 (57), К 2 (58), шину Шн.п. (59) наземного питания переменного тока и шину Шн,п, (60) наземного питания постоянного тока, Генераторы Г 1 (1) и Г 2 (2) приводят от различных двигателей ЛА. При этом генераторы Г 1 (1) и Г 2 (2)через замыкающие контакты контакторов(6) и(7) подключены к шинам Ш 1,(4) и Ш 2 (5), соответственно. Генератор Гвсу.(3) вспомогательной силовой установки (ВСУ) через 51015 20 замыкающие контакты контактора (8) и размыкающие контакторэ (6) связан с шиной Ш 1 (4), а через замыкающие контакты кон тактора (11) и через размыкающие контакторов(9) и(7) - связан с шиной Ш 2 (5). Шины Ш 1(4) и Ш 2 (5) соединены между собой через раэмыкающие контакты контакторов (6), (8), (10) и контакторов (11), (9) и (7). РАП 30 (18) через замыкающие контакты контактора (9) и размыкающие контактора (7) связан с шиной Ш 2(5), через замыкающие контакты контакторэ (10) и размыкающие контакторов(8) и (б) связан с шиной Ш 1 (4), а через 35 замыкающие контакты контактора (12) связан с шиной Шн.п.,(59). Последняя через размыкэющие контакты контактора (12) свя, зана с шиной Ш 2 (5). Выпрямительные устройства ВУ 1 (19) и ВУ 2 (20) через 40 включающие контакторы (15) и(16) подключены к шинам Ш 1(4) и Ш 2(5), соответственно. При этом выпрямительное устройство резервное ВУрез (21) через размыкающие контакты контакторов (13) и (14) и включаю щий контактор (17) связано с шиной Ш 1.(4), через замыкающие контакты контактора (13) и включающий контактор (17) связано с шиной Ш 2 (5), а через размыкающие контакты контакторов (13) и (14) включающий 50 контактор (17) связано с шиной Ш 1 (4) и через замыкающий контакт контактора 14 - с шиной Шн.п,ь(59)Кроме того, выходы постоянного тока выпрямительных устройств ВУ 1 (19), ВУ 2 55 (20) связаны с шинами Ш 1(22) и Ш 2,(23), соответственно, а выход постоянного тока ВУрез(21) связан через включающий контактор (32) с шиной Ш 1 -(22) и через включающий контактор (33) - с шиной Ш 2 (23). К шине Ш 1 (22) через включающие контакторы (24), (26), (28), (30) подключены аккумуляторы (42), (44) и шины Ш . 1 откл. (46), Ш(2) откл. (48) соответственно. К шине Ш 2 (23) через вкл ючающие контакторы (25), (27), (29), (31) подключены аккумуляторы (43), (45) и шины Ш,1 откл. (47), Ш "2 откл. (49) соответственно. К выходу ВУрез (21) через замыкающий контакт контактора (34) подключена шина Шн.п. -(60), которая также через размыкающий контакт контактора(34) связана с шиной Ш 2 откл. (49). Шины Ш 1. (22) и Ш 2 (23) связаны между собой через включающий контактор(35). Шина Шзап.всу (50) через включающие контакторы(36) и(37) соединена с шиной Ш 1. (22) и Ш 2- (23), соответственно. А через включающие контакторы (38), (39) к шине Шззп,всу (50) подключены аккумуляторы (44), (45).Кроме того, к шине Ш 1-(22) через включающий контактор (40) подключен выход генератора Ггп 1(51), а к шине Ш 2- (23) через включающий контактор (41) подключен выход генератора Ггп 2 (52). Генератор Ггп (51) приводят во вращение от гидропривода ГП 1 (53), включенного в ответвление от гидромагистрали (55) через клапан К 1 (57), а генератор Ггп 2 (52) приводят во вращение от гидропривода ГП 2 (54). включенного в ответвление от гидромагистрали (56) через клапан К 2 (58).Работает система следующим образом; В нормальных условиях работают генераторы Г 1 (1) и Г 2 (2), выпрямительные устройства ВУ 1 (19), ВУ 2 (20), аккумуляторы (4244), включены контакторы (6), (7), (15), (16),(2431), На шинах Ш 1.(4), Ш 2 (5), Шн.п.- (59) присутствует переменное напряжение, которое подают на выпрямительные устройства ВУ 1 (19) и ВУ 2 (20). Постоянное напряжение с выхода последних поступает на все шины Ш 1- (22), Ш 2- (23), Ш откл. (46), Ш откл. (48), Ш-" 1 откл. (47), Ш-" 2 откл, (49), Шнп. (60) вторичной сети, Клапаны К 1 (57) и К 2 (58) закрыты, гидроприводы ГП 1(53), ГП 2 (54) и,генераторы Ггп 1 (51) и Ггп 2 (52) не работают. Таким образом, на всех шинах сети присутствует соответствующее напряжение для питания потребителей.При отказе одного из генераторов выключают соответствующий контактор (6) и (7). При этом происходит подключение шины отказавшего генератора к шине работающего. Например. при выключении контактора (6) шина Ш 1 (4) через размыкающие контакты контакторов (б), (8), (10) подключается к шине Ш 2 (5), Все потребители переменного и постоянного тока получают питание от своих шин. При заходе на посадку или входе в зону обледенения возникаетнеобходимость включить мощные потребители электроэнергии (насосную станцию ипи противообледенительную систему), для питания которых необходим дополнительный источник энергии. При этом запускают ВСУ и подключают ее генератор Гвсу (3) к шине отказавшего генератора с помощью контакторов (8) или (11), соответственно, а шина отказавшего генератора теми же контакторами отключается от шины работающего, При отказе обоих генераторов Г 1 (1) и Г 2. (2) запускают ВСУ, отключают контакторы (6) и (7), включают контакторы (8), (11), тем самым подключают генератор Гвсу (3) к шинам Ш 1,(4), Ш 2 (5) обоих генераторов.Запуск ВСУ осуществляют следующим образом, При отказе одного иэ основных генераторов Г 1 (1), Г 2,(2) включают контакторы (36), (37), подключая этим шину Взад.осу (50)к сети постоянного тока, После этоо к шине подключают стартер ВСУ, представляющий собой двигатель постоянного тока (на схеме не показан). В качестве источников постоянного тока при таком запуске используют аккумулятооы (4245) и выпрямительные устройства ВУ 1 (19), ВУ 2 (20) или ВУрез (21), если отказало одно из основных ВУ 1 (19), ВУ 2 (20). Нагрузка во время запуска ВСУ между источниками тока распределяется в соответствии с длиной и сопротивлением соединительных линий от каждого источника до стартера ВСУ.При отказе обоих генератооов Г 1 (1), Г 2. (2) единственным источником питания на борту ЛА остаются аккумуляторы (42.45), При подключении к ним стартера с целью запуска ВСУ значительный пусковой ток стартера приводит к провалу напряжения в сети на время запуска, что приводит к сбою в работе потребителей первой категории, необходимых для управления летательным аппаратом в аварийной ситуации. Для повышения надежности питания потребителей первой категории и повышения качества подаваемой к ним электроэнергии во время запуска ВСУ выключают контакторы (26), (27) и включают контакторы (38), (39), Этим отключают аккумуляторы (44), (45) от основной сети постоянного тока и подключают к шине Шзал,всу (50). После этого включают стартер ВСУ, Таким образом, два аккумулятора (42) и (43) во время запуска снабжают потребители первой категории электроэнергией высокого качества, а два других аккумулятора (44) и (45) являются источниками тока для стартера ВСУ, который теперь не влияет на работу остальных.потребителей.При отказе одного иэ основных ВУ 1 (19) или ВУ 2 (20) отключают соответствующийконтактор (15) или (16) и включают контакторы (17) и (13) при отказе ВУ 1 или контактор (17) при отказе ВУ 2, запуская этим резервное выпрямительное устройство ВУрез (21), которое в зависимости от включенного или выключенного состояния контактора (13) может питаться от шины Ш 2,(5) или шины Ш 1 (4) соответственно. Затем включают контактор (32) или (33) и подключают выход ВУр, (21) к шине отказавшего устройства - Ш 1 (22) или Ш 2- (23) соответственно.При отказе двух выпрямительных устройств отключают их от сети переменного тока соответствующими контакторами и выключают контакторы (28) и (29), отключая этим отключаемые шины Ш откл, (46) и Ш-"откл,(47) и питаемые от них потребители третьей категории от основных шин Ш 1. (22) и Ш 2- (23), Это приводит к уменьшению нагрузки на оставшееся устройство. Включая контакторы (32) и (33) илн (35, объединяют шины Ш 1-(22) и Ш 2-(23) и обеспечивают при этом питание потребителей первой и второй категории от своих шин в обоих каналах постоянного тока.При отказе всех выпрямительных устройств илиобоих генераторов Г 1.,(1) и Г 2 (2) выключают контакторы (2831), отключая этим все отключаемые шины Ш откл. (46), Ш откл. (48), Ш-" 1 откл. (47), Ш-" 2 откл, (49) с потребителями второй и третьей категории, максимально разгружая аварийные источники питания - аккумуляторы (4244). От этих аккумуляторов производят попытку запуска ВСУ с помощью стартера постоянного тока (на схеме не показан). В случае неудавшегося запуска ВСУ и невозможности совершения экстренной аварийной по 5 10 15 20 25 30 35 405055 садки запускают аварийные генераторыпостоянного тока Ггпу (51), Ггпу (52), При этом открывают клапаны К 1 (57) и К 2 (58), перепуская часть потока гидрожидкости из основных магистралей (55), (56) на гидроприводы ГП 1 (53), ГП 2 (54), После выхода ихна режим включают контакторы (40) и (41), подключая генераторы Ггпу (51), Ггп 2 (52) ксоответствующим шинам постоянного тока. Гидроприводы ГП 1 (53), ГП 2 (54) питаются отисточников гидромощности на ЛА - гидронасосов, установленных на двигателях ЛА. Следовательно при исправных двигателях(или хотя бы одном из них) при отказавших основных источниках электроэнергии можно длительно обеспечить питание потребителей первой категории без ограничения времени полета и совершить аварийную посадку,При наземной эксплуатации и обслуживании ЛА основные источники питания не работают. Питание на потребители ЛА под1817623 10 ают через РАП (18). При. выполнении, например, погрузочно-разгрузочных работ нет необходимости подавать питание на основные шины, к которым подключены основные потребители. Для питания соответствующего ограниченного числа потребителей в этом режиме работы включают контакторы (12), (14), (17), (34) и переменный ток с РАП (18) поступает от наземного источника на шину Шн.н. (59) и через контакты контакторов (14), (1 3), (18) на ВУрез (21). С выхода последнего постоянный ток поступает на шину Шн.п." (60), При этом щиток управления включением шин Шн.п. (59) и Шн,.-(60) наземного питания располагают за пределами кабины экипажа в месте, доступном для наземного обслуживающего персонала, например, на конструктивных элементах передней опоры ЛА. Это снимает необходимость доступа наземного персонала в кабину экипажа, уменьшает возможность несанкционированных действий во время наземных операций и выход из строя Формула изобретения 1, СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА, включающая в себя первичные генераторы переменного тока с блоками защиты. регулирования и управления и с шинами, коммутационную аппаратуру первичной сети, выпрямительные устройства с блоками защиты и управления и с шинами, аккумуляторы, коммутационную аппаратуру вторичной сети, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей первой категории во всех режимах полета летательного аппарата, в том числе и при отказе всех первичных источников питания, в систему введены генераторы постоянного тока. приводимые от гидроприводов, включенных в ответвления от гидромагистралей гидро- системы летательного аппарата, генераторы постоянного тока через контактопо этой причине оборудования ЛА, незадействованного в проведении данных Операций,Таким образом, предлагаемая система 5 электроснабжения ЛА позволяет во всех режимах полета, в том числе и при отказах основных источников питания и попытках запуска ВСУ, повысить надежность снабжения электроэнергией потребителей первой 10 категории, причем при отказе всех основных источников электроэнергии система обеспечивает длительное снабжение электроэнергией данных потребителей,15 Кроме того, вследствие введения шинназемного питания система повышает удобство, технологичность наземного обслуживания ЛА и предотвращает при этом несанкционированные действия обслужи вающего персонала, что способствует сохранности оборудования на борту ЛА и повышает вероятность готовности к вылету ЛА. 25 ры подключены к соответствующимшинам выпрямительных устройств и к этим же шинам подключены аккумуляторы, а стартер вспомогательной силовой установки подключен к отключаемой от 30 основной сети постоянного тока шинезапуска вспомогательной силовой установки с подключенными к ней другими аккумуляторами.2, Система по п. 1, отличающаясятем, что, с целью повышения удобства, технологичности наземного обслуживания летательного аппарата и исключения при этом несанкционированных 40 действий обслуживающего персонала, всистему введены дополнительные шины наземного питания - переменного и постоянного тока, связанные посредством коммутационной аппаратуры первичной и вторичной сети с шинами первичных генераторов переменного тока и шинами выпрямительных устройств соответственно,1817623 4 Уиг. 7 ХЮиг г Составитель Г.МейлахТехред М. Моргентал орректор М.Керецман енина едактор Тираж Подписное НПО "Поиск" РоспатентаЗО 35, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 8 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1