第十二章電氣和航空電子系統(tǒng)

1第十二章電氣和航空電子系統(tǒng)2013.4主講教師：147培訓(xùn)課件中國(guó)民航飛行學(xué)院航空工程學(xué)院中國(guó)民航飛行學(xué)院CivilAviationFlightUniversityofChina212.1系統(tǒng)介紹和部件載荷12.1系統(tǒng)介紹和部件載荷

羅賓遜R44II型直升機(jī)為28V電氣系統(tǒng)。其電氣設(shè)備包括一個(gè)28V、70A發(fā)電機(jī)（持續(xù)電流輸出能力為64A）、電瓶繼電器、發(fā)電機(jī)控制器和一個(gè)24V的電瓶。3主要用電設(shè)備的載荷12.1系統(tǒng)介紹和部件載荷412.2電源系統(tǒng)12.2電源系統(tǒng)

12.2.1系統(tǒng)概述

電源系統(tǒng)的功用：（1）為電子設(shè)備供電。如計(jì)算機(jī)、顯示器、傳感器、控制器等；（2）將飛機(jī)電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能（如：驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)）。（3）照明。如駕駛艙、客艙照明，航行燈、著陸燈等。（4）電能轉(zhuǎn)換成熱能：如電熱防冰類負(fù)載；512.2電源系統(tǒng)12.2.2系統(tǒng)組成飛機(jī)電源形式：直流電源和交流電源。

直流電源：飛機(jī)電瓶和直流發(fā)電機(jī)。其中，直流發(fā)電機(jī)又分為純直流發(fā)電機(jī)（DCgenerator）和交流—直流發(fā)電機(jī)(DCalternator)。純直流發(fā)電機(jī)發(fā)電和輸電都是直流電，交流—直流發(fā)電機(jī)發(fā)電為交流，輸電為直流。

交流電源：交流發(fā)電機(jī)。612.2電源系統(tǒng)R44II型直升機(jī)的電源系統(tǒng)由主電源、輔助/應(yīng)急電源、供電網(wǎng)絡(luò)組成。R44II型直升機(jī)使用28V直流電，單主匯流條供電。主電源：

R44II型直升機(jī)使用一個(gè)28V直流、容量70A（持續(xù)輸出電流限制為64A）交流—直流發(fā)電機(jī)作為飛機(jī)的主電源。位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的左后部。

為了克服直流發(fā)電機(jī)換向困難（尤其是在高空）、換向時(shí)產(chǎn)生火花及換向器和電刷的維護(hù)工作量大的缺點(diǎn)，可以采用交流一直流發(fā)電機(jī)。其基本原理是采用交流發(fā)電機(jī)，交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電經(jīng)二極管整流后變成直流電，再輸送到直升機(jī)電網(wǎng)供負(fù)載使用。交流一直流發(fā)電機(jī)原理：7主要優(yōu)點(diǎn)有：

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕；

②無機(jī)械換向裝置，高空性能良好，工作可靠，維護(hù)工作量小。

主要缺點(diǎn)有：

①不能作為啟動(dòng)發(fā)電機(jī)用；

②過載能力較差。

交流一直流發(fā)電機(jī)有以下優(yōu)缺點(diǎn)：8912.2電源系統(tǒng)位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙的左后部R44II型直升機(jī)的發(fā)電機(jī)新皮帶安裝力矩132～156英寸·磅。

R44II型直升機(jī)的發(fā)電機(jī)舊皮帶安裝力矩84～108英寸·磅 。R44II型直升機(jī)交-直流發(fā)電機(jī)皮帶力矩：10電源的控制包括對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)壓、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制、發(fā)電機(jī)輸出控制、發(fā)電機(jī)并聯(lián)控制和匯流條控制等。電源系統(tǒng)的保護(hù)裝置是當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和輸出。設(shè)置的保護(hù)項(xiàng)目有過壓（OV）、欠壓（UV）、過頻（OF）、欠頻（UF）、過流（OC）、差動(dòng)（DP）保護(hù)等。

控制及保護(hù)裝置：11

直升機(jī)直流電源的額定電壓為28V，但當(dāng)負(fù)載變化或發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，電壓將偏離額定值，因此，必須有調(diào)壓器來自動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以保持輸出電壓恒定。增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)輸出電壓增高，反之則減小。

常用的調(diào)壓器有振動(dòng)式調(diào)壓器、晶體管調(diào)壓器和炭片調(diào)壓器等。

調(diào)壓器工作可靠12

為克服振動(dòng)式調(diào)壓器機(jī)械觸點(diǎn)開合引起的問題，可以采用無觸點(diǎn)開關(guān)，即用大功率晶體管代替機(jī)械觸點(diǎn)。

晶體管調(diào)壓器具有調(diào)壓精度高、體積小、量輕、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，目前被大多數(shù)直升機(jī)所采用。

晶體管調(diào)壓器和振動(dòng)式調(diào)壓器都采用通斷勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，這會(huì)引起發(fā)電機(jī)電壓在小范圍內(nèi)波動(dòng)，從而影響動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。13R44II直升機(jī)采用晶體管調(diào)壓器：一、當(dāng)系統(tǒng)電壓降至24.00～26.00伏時(shí)，點(diǎn)亮發(fā)電機(jī)警告燈；

二、當(dāng)系統(tǒng)電壓升至32.00～33.40伏時(shí)，斷開勵(lì)磁電流；

三、通過調(diào)整勵(lì)磁電流，控制發(fā)電機(jī)輸出電壓在28.25～28.75伏。

在發(fā)電機(jī)的日常維護(hù)中，應(yīng)注意檢查發(fā)電機(jī)的輸出電壓，使用萬用表測(cè)量電壓，范圍應(yīng)在27.25～29.25伏。

R44II型直升機(jī)的調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓范圍的寬度0.25—1V

。 R44Ⅱ型直升機(jī)的調(diào)壓器有三個(gè)功能：141512.2電源系統(tǒng)1612.2電源系統(tǒng)輔助/應(yīng)急電源：飛機(jī)電瓶。

航空蓄電池（或稱電瓶）它的主要功用有：①在直流電源系統(tǒng)中，切換大負(fù)載時(shí)起到維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的作用；②用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；③在應(yīng)急情況下（主電源失效），向重要的飛行儀表和導(dǎo)航設(shè)備供電，保證直升機(jī)安全著陸。

根據(jù)電解液性質(zhì)的不同，航空蓄電池分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩大類。電源系統(tǒng)17

R44II型直升機(jī)使用CONCORDE公司生產(chǎn)的型號(hào)為RG24-15鉛酸電瓶，其電壓為24V，容量為13.6AH。（免維護(hù)）電瓶安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙左前部。

RG24-15鉛酸電瓶使用時(shí)間為4年，4年后報(bào)廢。

電源系統(tǒng)

容量測(cè)試

1.每年飛行時(shí)間少于1000小時(shí)：a.首次測(cè)試在裝機(jī)后第12個(gè)月（±1月）進(jìn)行。b.如果測(cè)試容量高于90%，之后每12個(gè)月（±1月）進(jìn)行測(cè)試。c.如果測(cè)試容量在85%到90%之間，之后每6個(gè)月（±1月）進(jìn)行測(cè)試。d.如果測(cè)試容量低于85%，電瓶報(bào)廢。

電源系統(tǒng)2.每年飛行時(shí)間多于1000小時(shí)：a.首次測(cè)試在裝機(jī)后第1000小時(shí)（±100小時(shí)）進(jìn)行。b.如果測(cè)試容量高于90%，之后每1000小時(shí)（±100小時(shí)）進(jìn)行測(cè)試。c.如果測(cè)試容量在85%到90%之間，之后每500小時(shí)（±100小時(shí)）進(jìn)行測(cè)試。d.如果測(cè)試容量低于85%，電瓶報(bào)廢。3.以上的容量測(cè)試間隔是針對(duì)大多數(shù)使用情況的推薦標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)不同機(jī)型可作出調(diào)整。電源系統(tǒng)R44II型直升機(jī)的機(jī)載電瓶進(jìn)行容量測(cè)試時(shí)先采用恒壓進(jìn)行充電。R44II型直升機(jī)的機(jī)載電瓶進(jìn)行容量測(cè)試，如在額定容量85%以上則通過測(cè)試。如果R44II型直升機(jī)的機(jī)載電瓶通過容量測(cè)試，則采用恒壓充電到滿充狀態(tài)。電瓶可以進(jìn)行安裝。如果R44II型直升機(jī)的機(jī)載電瓶沒有通過第一次的容量測(cè)試，則采用恒流方式進(jìn)行充電，然后再次進(jìn)行容量測(cè)試。如果電瓶安裝在航空器上并長(zhǎng)時(shí)間停放，需脫開電瓶導(dǎo)線。航空器電瓶有一個(gè)最低的容量限制，不允許使用容量低于80%的電瓶。2112.2電源系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙左前部2212.2電源系統(tǒng)注意：日常工作中拆卸電瓶時(shí)，一定要先斷開負(fù)線，再斷開正線；安裝電瓶時(shí)，一定要先連接正線，再連接負(fù)線。這樣是為了防止安裝或拆卸時(shí)，工具造成的不慎短路。日常維護(hù)時(shí)，需要注意保持電瓶及其連接點(diǎn)的清潔。2312.2電源系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)：主匯流條。

注意：

R44II型直升機(jī)的雙針轉(zhuǎn)速表不由主匯流條供電，即使主電門關(guān)閉，它仍可由發(fā)電機(jī)或電瓶供電。2412.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)12.4.5無線電設(shè)備

R44II型直升機(jī)上的無線電設(shè)備有：一套音頻控制系統(tǒng)；兩套甚高頻通訊設(shè)（

GNC420W或GNS430W）；一套GPS導(dǎo)航設(shè)備；一套空中交通管制應(yīng)答機(jī)；一套應(yīng)急定位發(fā)射機(jī)。這些設(shè)備由于采用大規(guī)模集成電路和印刷電路板等先進(jìn)技術(shù)，故設(shè)備體積小，重量輕，它們的接收機(jī)或發(fā)射機(jī)都與其控制顯示面板組裝在一起，集中安裝在中央控制臺(tái)上。通信系統(tǒng)組成和功用現(xiàn)代直升機(jī)通信系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)直升機(jī)與地面之間、直升機(jī)與直升機(jī)之間的相互聯(lián)絡(luò)，還包括機(jī)內(nèi)通話、廣播、駕駛艙內(nèi)話音記錄等。該系統(tǒng)可以分為機(jī)內(nèi)通話系統(tǒng)、無線電通信系統(tǒng)和直升機(jī)事故調(diào)查設(shè)備三部分。2612.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)（1）音頻控制系統(tǒng)R44II型直升機(jī)安裝型號(hào)為AA12S的音頻控制系統(tǒng)，可對(duì)甚高頻通訊收發(fā)機(jī)、導(dǎo)航接收機(jī)、自動(dòng)定向儀、測(cè)距機(jī)、指點(diǎn)標(biāo)接收機(jī)等實(shí)行音頻控制。但是注意R44II型直升機(jī)并未安裝自動(dòng)定向儀等設(shè)備。

2712.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)音頻控制系統(tǒng)安裝于無線電設(shè)備架的第一層。2812.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)（2）甚高頻通訊通信系統(tǒng)組成和功用：現(xiàn)代直升機(jī)通信系統(tǒng)主要用以實(shí)現(xiàn)直升機(jī)與地面之間、直升機(jī)與直升機(jī)之間的相互聯(lián)絡(luò)，還包括機(jī)內(nèi)通話、廣播、駕駛艙內(nèi)話音記錄等。該系統(tǒng)可以分為機(jī)內(nèi)通話系統(tǒng)、無線電通信系統(tǒng)和直升機(jī)事故調(diào)查設(shè)備三部分。整個(gè)VHF通信系統(tǒng)的工作如下所述：無線電管理板用于選擇頻率，該頻率既作為發(fā)射機(jī)中的載波，又作為接收機(jī)中的本振信號(hào)；而音頻控制板用于啟始發(fā)射功能和選擇音頻信號(hào)。在正常工作時(shí)，發(fā)射形式為調(diào)幅（AM)。VHF頻率范圍：118.00—136.975MHz，通訊頻率間隔：25KHz。VHF使用垂直極化刀形天線。甚高頻電波的傳播方式以空間波為主。

29甚高頻電臺(tái)的傳播距離略大于視線范圍。CI-2480-201天線和CI-248-5天線前后排列安裝于尾梁上。兩個(gè)天線外觀上是一樣的，區(qū)別在于CI-2480-201天線內(nèi)部組合了GPS天線，CI-248-5天線為單獨(dú)的通訊天線。303112.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)甚高頻通訊/導(dǎo)航天線

3212.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)

兩部GNC420（或者一部GNC420和一部GNS430）安裝于無線電設(shè)備架的第二和第三層。如圖所示為GNS422220W的面板3312.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)GNC420為GARMIN公司生產(chǎn)的400系列中的一款，其具有以下功能：①GPS導(dǎo)航功能。②顯示存儲(chǔ)的導(dǎo)航和地圖數(shù)據(jù)。③使用位置/速度信息和存儲(chǔ)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)航。④進(jìn)近導(dǎo)航和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。⑤提供和其他飛行儀表交聯(lián)的接口。⑥甚高頻收發(fā)功能。⑦通訊音頻輸出。如圖所示為GNS430W的面板圖:(1)“COMPower/Volume”:該旋鈕用于控制系統(tǒng)的電源和通信的音量，按壓該按鍵可以關(guān)閉自動(dòng)噪聲抑制功能。(2)“VLOCVolume”:該旋鈕控制VOR/LOC的音頻音量。(3)“COMFlip-flop”:該按鈕用于交換正在使用的通信頻率和備用頻率，按壓并保持一段時(shí)間則調(diào)到應(yīng)急頻率121.500MHz。(4)“VLOCFlip-flop”：該按鈕用于交換正在使用的VLOC頻率和備用頻率。(10)“SmallLeftKnob”：該旋鈕用于COM和VLOC頻率的kHz位調(diào)整，按壓該按鈕可在COM備用頻率和VLOC備用頻率之間轉(zhuǎn)換，被選中的頻率上會(huì)有光標(biāo)指示。3512.4電氣設(shè)備及電子系統(tǒng)(3)應(yīng)急定位發(fā)射機(jī)R44II型直升機(jī)安裝了一套自動(dòng)接通的應(yīng)急定位發(fā)射系統(tǒng)，型號(hào)為AFINTEGRA。接通時(shí)該系統(tǒng)可在國(guó)際遇險(xiǎn)頻率上發(fā)射全向無線電信號(hào)，以助于尋找失事飛機(jī)。發(fā)射機(jī)組件安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)。遠(yuǎn)控開關(guān)安裝于中央控制臺(tái)上，共有三個(gè)位置，即斷開位（OFF）、自動(dòng)（ARM）、接通位（ON）。