飛機電源系統的現狀與發展分析

王宗輝

摘 要：隨著技術進步與經濟發展，高壓直流的飛機電源系統逐步取代了恒頻變速與低壓直流的系統，上述轉變在本質上代表著電源系統的整體改進。早在1914年，飛機系統就運用了直流式的發電機；截至目前，上述系統已獲得了全方位的改進。為此針對新時期的飛機電源系統而言，有必要探明電源系統的真實現狀；結合電源系統運用于航空領域的狀況，探求電源系統的發展趨勢。

關鍵詞：飛機電源系統；現狀；發展

引言：

從基本類型角度來講，飛機電源系統通常可以分成低壓直流、恒頻交流以及變頻交流的幾類典型系統。近些年來，與飛機電源有關的各項技術措施正在獲得全方位的改進，這種現狀在客觀上有助于保證系統性能并且提升了電源運行的實效性[1]。面對信息化的新形勢，飛機電源系統整體上表現為更高層次的發展水準，因此也在本質上推動著與之相應的技術進步。

一、電源系統的應用現狀

（一）頻率恒定的交流電源

飛機具體在航行時，通常都會受到多樣化要素帶來的影響。較長時期以來，很多型號的航班都配置了400Hz、115V以及三相的交流電源。在此基礎上，發電機受到恒定的電流驅動，進而產生了恒定的發電頻率。與此同時，傳動裝置可以帶動CSD，確保主齒輪箱與發動機的其他位置都能維持平穩的轉速。因此經過分析可知，從目前的現狀來看，針對恒頻交流的飛機電源仍然適合推廣組合式的驅動電機。這是由于，組合式的驅動電機運用了恒速傳動的模式，因此有助于縮小整個發電機的體系，針對發電系統的可靠性也進行了全面提高[2]。

（二）高壓的直流電源

早在上世紀初，飛機就開始運用直流的航空發電機。因此從額定電壓來看，6V以及12V的額定電壓都構成了早期的飛機供電系統。截至目前，上述的飛機供電系統已經獲得了較大幅度的改進，在此基礎上誕生了高壓直流的飛機供電系統。在飛機電源的整個系統中，高壓直流電源通常可達80%的供電實效。在某些情況下，上述電源甚至超出了85%的電源頻率。具體來講，直流電源一般都會涉及到發電機與控制器，二者共同構成了新型的直流電源。例如：270V的飛機電源應當屬于上述的高壓直流系統。相比于其他類型的飛機電源而言，高壓直流的飛機電源表現為更清晰的結構、更高的功率以及更安全的運行狀態。

（三）頻率可變的交流電源

變頻交流電源適合運用于飛機電源，這是由于，變頻交流的飛機電源具備相對較高的能量轉換效率，同時也符合了更高的功率與更簡單的結構。因此可以得知，交流發電機不能缺少直接性的傳動裝置，在此前提下配置了恒速傳動的二次變換裝置。可變的交流電源很可能將會影響到整個系統中的功率輸出，其中的典型為渦噴發動機等[3]。從現狀來看，播音787以及A380的民用航班已經開始嘗試著運用上述的變頻發動裝置，這是由于上述發動機設置了可變的轉速。

二、探析發展趨勢

調查結論已經顯示：目前的狀態下，B737以及其他型號的航班都改進了儀表板。在駕駛艙的范圍內，用較大尺寸的顯示器替換了原先的儀表板。因此可以得知，針對駕駛艙進行全面改進有助于提升航班的服務水準，確保乘客都能實現更高層次的滿意度。從飛機電源的角度來講，駕駛艙與飛機客艙平均消耗了相對較高的電量，因此與之有關的發電功率也有必要加以提高。此外，目前很多航班設有新型的二次電源，借助液壓能或者氣壓能來提供航行所需的電能，因此構成了多電子系統。

現階段與飛機電源有關的關鍵技術應當集中于發電機與發動機，對此實現了功率較大的系統發電。近些年來，電子電力技術正在運用于新型的飛機電源，在此基礎上誕生了多樣化的飛機供電系統，其中典型為變頻交流的飛機供電模式。例如：A380型號的民用航班整體上可達915KVA的發電功率，因此構成了商用飛機中的典型。具體在布置電源系統時，對此分別配置了四臺600KVA的交流系統。此外，針對恒速發電機配置了動力裝置APU作為輔助，因此在最大限度內消除了地面故障的可能性[4]。

未來在實踐中，有關部門仍要致力于自主研發，針對發電機的整體容量進行逐步的擴大。這是由于，技術人員如果要改進恒速裝置，那么難度還是相對較大的。受到現有工藝與材料的阻礙，在較短的時間段里仍舊很難突破上述的難題。此外，我國海軍目前已開始運用繞線發電機與開關磁阻配合的高壓直流飛機電源。如果能夠把上述電源系統推廣至軍用飛機，則可以獲得更顯著的綜合效益。

結束語：

截至目前，與飛機電源系統密切相關的技術手段正在漸趨完善。然而相比于域外，我國現有的飛機電源體系仍然欠缺健全性，對此亟待加以改進。最近幾年，商用飛機配置的電源系統表現為更高層次的技術特征，這種現狀有助于推進國際協作。未來在實踐中，技術人員還需不斷的摸索，針對域外的先進經驗予以全面的借鑒，進而從源頭入手改進飛機電源系統。

參考文獻：

[1]胡鵬飛. 淺析飛機電源系統的現狀與發展[J]. 電子制作，2013（21）：219.

[2]萬偉悅，嚴仰光. 現代飛機電源系統及其發展[J]. 黑龍江科技信息，2011（03）：47-48.

[3]程國華. 大型飛機電源系統的現狀與發展[J]. 飛機設計與研究，2012（04）：1-5.

[4]牛星巖，沈頌華. 飛機電源系統智能BIT的發展及解決方案[J]. 儀器儀表學報，2016（S3）：2519-2521+2553.