Требования, предъявляемые к авиационному электрооборудованию

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 51Следующая ⇒

К электрооборудованию самолетов предъявляются требования минимальной массы, габаритов и стоимости; технологичности; удобства и безопасности в эксплуатации. Особенно высокой должна быть надежность. Она зависит от климатической, механической и электрической стойкости и устойчивости электроагрегатов.

Стойкость характеризуется способностью материалов и агрегатов, не имеющих подвижных частей, выдерживать эксплуатационные воздействия без изменения своих свойств. Понятие устойчивости относится к приборам, машинам, механизмам и характеризует не только их стойкость, но и способность сохранять свои номинальные параметры в указанных условиях.

Климатические требования

С увеличением высоты снижается плотность воздуха, его давление и температура; изменяется влажность. За пределами тропосферы к этим факторам добавляется влияние озона и солнечной радиации.

Влияние изменения давления и плотности воздуха. Снижение плотности воздуха вызывает уменьшение его электрической прочности. В ионизированных слоях атмосферы воздух уже не может быть использован в качестве, диэлектрика. На больших высотах ухудшается процесс гашения электрической дуги, возникающей при размыкании тока, и разрывная способность плавких предохранителей; увеличивается искра на контактах выключателей и коллекторах электрических машин. Снижение плотности воздуха уменьшает его способность отводить тепло.

Для уменьшения влияния указанных воздействий применяют принудительный отвод тепла, в коммутационную и защитную аппаратуру помещают в герметичный корпус, в котором сохраняется нормальное давление.

Высота, на которую рассчитано самолетное электрооборудование, определяется потолком самолета. Эта высота обычно достигает 20-30 км.

Влияние влажности. Под абсолютной влажностью подразумевается количество водяного пара в 1 м³ воздуха. Она резко уменьшается начиная с высоты 6 км. Это влечет увеличение трения и износа щеток электрических машин.

Относительной влажностью называется отношение имеющейся абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности, возможной при данной температуре и давлении, выраженное в процентах. Относительная влажность с увеличением температуры возрастает, поэтому при снижении температуры часть парообразной влаги конденсируется и выпадает в виде росы. Это происходит при быстром наборе высоты. Влага может попасть на агрегаты самолета и непосредственно из окружающего воздуха. Влага приводит к коррозии металлов и образованию токопроводящих дорожек на электрической изоляции.

Самолетное электрооборудование должно надежно работать при относительной влажности 95-98%, замененной при температуре +40°С, а для тропических условий работы - до 100%.

Влияние озона. Оно сказывается на высотах более 12 км. Озон здесь образуется в результате воздействия ультрафиолетовой радиации на кислород воздуха. Будучи сильным окислителем озон делает хрупкими или разрушает материалы органического происхождения, например, натуральные резины. Устойчивость материалов к воздействию озона достигается присадкой антиозонаторов — специальных химических веществ.

Солнечная радиация. Представляет опасность при высотных полетах во время появления пятен на солнце. Защита от такой опасности — снижение высоты полета в указанное время.

Температурные влияния

Температура электроагрегата зависит от температуры окружающей среды, теплового излучения соседних агрегатов и тепла; выделяемого током, проходящим через электроагрегат. Температура окружающей среды определяется географическими условиями, временем дня и года.

В тропосфере (до высоты 10-15 км) температура убывает в среднем на 6,5^оС на 1 км. В стратосфере до высоты 30-35 км температура постоянна и равна —56,5^оС, затем повышается и на высоте 50-55 км доходит до 0. Поэтому воздух в малой степени влияет на повышение температуры самолета. При большой скорости полета происходит аэродинамический нагрев, который зависит от высоты полета. Например, при скорости 2500 км/ч температура обшивки достигает

+ 130° С.

С течение одного полета температура электроагрегата может изменяться в широких пределах. Это влечет изменение свойств материалов, режимов работы агрегатов и образование внутренних напряжений, которые обусловлены температурными колебаниями размеров деталей.

Колебания величины зазоров создают периодические прослабления и натяги, что способствует увеличению трения в подшипниках и разрушению деталей. При снижении температуры густеет смазка, увеличивая сопротивления в механизмах. При повышении температуры ухудшаются свойства диэлектриков.

Типичным требованием к агрегатам авиационного электрооборудования является надежность их работы в диапазоне температур от -60^о до + 60^о или +80° С. При более высоких температурах окружающей среды требуемый положительный предел повышается и может быть задан до 200-300° С.

Для повышения температурной устойчивости в сопряжениях применяют детали из материалов, у которых минимальна разница температурных коэффициентов расширения.

От внешних источников тепла агрегаты изолируют теплоустойчивыми материалами, помещают в герметические кабины или отсеки. Для защиты от низких температур агрегаты подогревают.

Агрегаты, нагревающиеся током, охлаждают. Простейшим является естественное охлаждение (конвекция). Для этого корпус агрегата делают из материала хорошо проводящего тепло (дюралюминий), окрашивают в темный цвет, искусственно увеличивают поверхность охлаждения при помощи гофров или ребер на корпусе или делают отверстия в корпусе для вентиляции.

С увеличением высоты полета эффективность естественного теплоотвода падает. Так, на высоте 13 км она становится незначительной, а на высоте 30 км практически прекращается. Для высот до 12-15 км возможно охлаждение встречным потоком воздуха. Но при скоростях, превышающих 1М, воздух поступает настолько нагретым, что охлаждение им становится невозможным. В этом случае нагревающиеся агрегаты охлаждают при помощи вентилятора, струи воздуха от трубопровода или при помощи протекающей жидкости, чаще всего масла, которое подается от общей для самолета системы охлаждения.

Наиболее надежным способом защиты от атмосферных влияний и изменения наружной температуры является размещение агрегатов в герметичных отсеках, салонах, в которых предусмотрено кондиционирование воздуха. Защита от атмосферных воздействий возможна и путем герметизации агрегата — помещения его в специальный герметический корпус. Современные сетевые и коммутационные аппараты выпускаются пыле и влагонепроницаемыми. Это обозначается буквой Г в шифровке аппарата. Герметичные аппараты разборке и ремонту не подлежат.

Динамические воздействия

Агрегаты электрооборудования должны надежно работать независимо от положения в пространстве и возможных динамических воздействий: вибрационных и ударных.

Вибрацией называют длительные, знакопеременные, обычно синусоидальные, колебания. Такие колебания возбуждаются вращающимися частями машин: валами и турбинами авиадвигателей, лопастями винтов, роторами электрических машин и насосов. Вибрация вызывается также нестабильностью процесса горения в авиадвигателях и турбулентностью обтекания воздухом корпуса самолета. Источником вибраций могут быть и другие самолетные агрегаты, если они попадают в резонанс с собственной частотой колебаний.

Ударные нагрузки отличаются кратковременностью и большой начальной амплитудой колебаний, которые затухают. Эти нагрузки возникают при взлете и посадке самолета; изменении его скорости, направления и высоты полета; стрельбе; отрыве подвесных грузов и ракет; при неспокойной атмосфере.

Динамические воздействия от места их возникновения передаются к электроагрегатам через места их крепления и могут вызвать нарушение работы агрегата, ускоренный его износ, отказы и самоотвинчивание резьбовых соединений.

Агрегаты располагают так, чтобы направление их максимальной динамической устойчивости совпадало с направлением максимальной силы, возникающей при вибрации или ударах.

К оборудованию самолетов, имеющих мощные турбореактивные двигатели, и сверхзвуковых самолетов предъявляются также требования устойчивости к звуковым воздействиям.

Для обеспечения динамической устойчивости применяют материалы, стойкие к вибрации и ударам, и на всех винтовых соединениях предусматривают средства против самоотвинчивания.

В тех случаях, когда требуется снизить динамические усилия, действующие на электроагрегат, применяют амортизаторы. Они имеют упругий элемент, благодаря которому энергия вибраций в течение полупериода действия не успевает полностью передаться на агрегат, так как за импульсом одного знака следует импульс другого. Кроме того, часть энергии вибрации расходуется на преодоление упругости материала. В качестве упругого материала используют резину или пружины.

Дополнительные требования

Дополнительные требования предъявляются к электроагрегатам, предназначенным для работы в особых условиях.

Взрывобезопасность. Этим свойством должны обладать агрегаты, соприкасающиеся с горючими материалами и их парами, например, двигатели топливных насосов. Такие агрегаты должны иметь герметичное исполнение, исключающее возможность появления открытой дуги или искры.

Огнестойкость. Агрегаты, работа которых необходима в аварийных условиях (и система электропитания этих агрегатов), должны быть огнестойки. Они должны сохранять свою работоспособность в течение 5 мин при воздействии на их поверхность пламени с температурой 1100° С. Это позволит агрегату при пожаре вы поднять свои функции.

Негорючесть. Это требование предъявляется к изоляционным материалам. Они не должны гореть или поддерживать горение в местах воздействия огня, искры или электрической дуги короткого замыкания. Допускается лишь обугливание на коротком участке соприкосновения с огнем. Это требование особенно важно для монтажных проводов.

Тропическая устойчивость. Это требование предъявляется я электрооборудованию, предназначенному для эксплуатации в условиях тропического и влажного климата. В таком оборудовании применяются специальные, стойкие к указанным условиям, материалы: диэлектрики, лаки, припои.

Отсутствие помех радиоприему. В системе электрооборудования источниками радиопомех являются искры в контактах аппаратов, щеточных узлах электрических машин и в системе зажигания, а также переменные магнитные и электрические поля машин и аппаратов. Защита от помех осуществляется при помощи фильтров и экранов. Оболочка, образующая экран, должна быть сплошной, без отверстий и щелей, через которые помехи могут проникать наружу.

Требования минимальной массы

Задача уменьшения массы отдельного электроагрегата подчиняется общей задаче снижения массы всего самолета. Эту связь; наиболее полно отражает понятие «полетная масса».

В полетную массу входит абсолютная масса агрегата и
дополнительная, учитывающая массу всех дополнительных
элементов, необходимых для работы этого агрегата.

Абсолютная масса снижается при использовании легких материалов (например, алюминия, магния и сплавов на их основе); замене металлов легкими пластмассами; увеличении жесткости без утолщения детали. Снижение массы дает и применение высококачественных активных и конструктивных материалов, замена медных проводников алюминиевыми, переход на питание током повышенного напряжения, разумный выбор запаса прочности и надежности.

Дополнительная масса может быть снижена при специализации назначения агрегата, совмещении нескольких функций в одном агрегате, рациональности кинематической схемы. Примером совмещения функций может быть деталь, изготовленная из диэлектрика, имеющего как конструкционное, так и изоляционное назначение, а также пружина, служащая упругим и токоведущим элементом.

Срок службы

Сроком службы, или ресурсом агрегата, называется гарантируемое заводом-изготовителем время безотказной работы, выраженное в часах работы или для коммутационных аппаратов в циклах переключения. Срок службы непрерывно увеличивается. Некоторые аппараты, например, выключатели, реле, контакторы, автоматы защиты ремонту не подлежат, поэтому их ресурс не может быть продлен.

Срок службы современных пассажирских самолетов достигает 60 тысяч часов. С этим срокам согласован срок службы статических элементов электрооборудования: щитков, коробок, светильников, электросети.

Увеличение срока службы авиационного электрооборудования представляет собой важную задачу.

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 2080; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!