C919大飛機(jī)的電氣系統(tǒng)

《大眾用電》讀者問：C919大型客機(jī)是中國首款按照最新國際適航標(biāo)準(zhǔn)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的干線民用飛機(jī)，標(biāo)志著我國民用航空領(lǐng)域的一次重大跨越。C919飛機(jī)由數(shù)以百萬計(jì)的零部件組成，那么，電力在C919飛機(jī)上有哪些應(yīng)用？C919飛機(jī)的電源系統(tǒng)有哪些方面保障？C919飛機(jī)的航電系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？

《大眾用電》編輯部在收集整理相關(guān)資料后為讀者解答：

1 電力在C919大飛機(jī)上的應(yīng)用

電動(dòng)機(jī)構(gòu)約占負(fù)載的30%，負(fù)責(zé)飛機(jī)的操作機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)，使用直流電和交流電。加熱和防冰負(fù)載約占負(fù)載的40%，在冬季得夜間飛行中，這部分的用電量最大，使用直流電和交流電。電力設(shè)備守護(hù)飛行安全，對(duì)電源質(zhì)量要求很高，使用交流電。照明設(shè)備和生活用電設(shè)備主要提供客艙照明，使用直流電和交流電。

2 C919大飛機(jī)的電源系統(tǒng)

C919使用電力作為主要的二次能源，交流電供電和直流電供電同時(shí)進(jìn)行。

飛機(jī)上裝有自己的發(fā)電設(shè)備，它具有重量輕、功率大、發(fā)電質(zhì)量高等特點(diǎn)。飛機(jī)在運(yùn)行的任何時(shí)候都不能停電。為了保證飛機(jī)的安全飛行，飛機(jī)上的供電系統(tǒng)是多重余度的，具有三重保障。

（1）第一重保障。大型客機(jī)用兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)。每一臺(tái)發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電力都足以供給全飛機(jī)的需要。平時(shí)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，但每臺(tái)都不是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。其中某一臺(tái)一旦發(fā)生故障，剩下的一臺(tái)立刻進(jìn)入滿負(fù)荷工作狀態(tài)。

（2）第二重保障。除了上述發(fā)電機(jī)外，在機(jī)尾又加裝了一個(gè)小型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，它的名字是輔助動(dòng)力裝置APU(Auxiliary Power Unit)。如果前面提到的那2臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)出現(xiàn)故障，這臺(tái)輔助動(dòng)力裝置就能承擔(dān)起為飛機(jī)提供全部電力的責(zé)任。APU可向飛機(jī)獨(dú)立提供電力和壓縮空氣，也有少量的APU可以向飛機(jī)提供附加推力。飛機(jī)在地面上起飛前，由APU供電來啟動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)。在地面時(shí)APU也提供電力和壓縮空氣，保證窖艙和駕駛艙內(nèi)的照明和空調(diào)，在飛機(jī)起飛時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率全部用于地面加速和爬升，改善了起飛性能。降落后，仍由APU供應(yīng)電力照明和空調(diào)，使主發(fā)動(dòng)機(jī)提早關(guān)閉，從而節(jié)省燃油。

（3）第三重保障?，F(xiàn)代客機(jī)上還裝沒有直流電系統(tǒng)，有容量很大的蓄電池。正常情況下，發(fā)電機(jī)經(jīng)變流器產(chǎn)生出直流電向使用直流電的設(shè)備供電，它同時(shí)也使蓄電池充電。蓄電池能起到調(diào)節(jié)電壓的作用，也用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。假定出現(xiàn)了前述的三臺(tái)發(fā)電機(jī)都發(fā)生了故障的特殊情況，此時(shí)蓄電池就是第三道防線，由它向飛機(jī)供電。但是，蓄電池貯存的電量畢竟有限，它只能保證向重要的設(shè)備和儀表供應(yīng)電力。

C919飛機(jī)配電系統(tǒng)采用固態(tài)功率控制器(SSPC)。無需使用低可靠性的組件，從而提高了飛機(jī)的可靠性。與集中式配電系統(tǒng)不同的是，包含同態(tài)功率控制器的配電單元可以布置在整個(gè)飛機(jī)身上，可進(jìn)行遙控，從而最大限度地減少飛機(jī)總的布線需求，并減少飛機(jī)重量。

為保證飛機(jī)的電源系統(tǒng)安全和正常使用，在新飛機(jī)試飛前，都要進(jìn)行“銅鳥”電源系統(tǒng)試驗(yàn)。除“銅鳥”試驗(yàn)外，C919開展的系統(tǒng)集成試驗(yàn)中還包括“鐵鳥”“電鳥”，分別為飛控系統(tǒng)試驗(yàn)、航電系統(tǒng)試驗(yàn)，最大限度地保障首飛及后續(xù)飛行安全。

3 C919大飛機(jī)的航電系統(tǒng)

C919大型客機(jī)航電系統(tǒng)（航空電子系統(tǒng)），采用了最新技術(shù)，以綜合橫塊化航電平臺(tái)、航空全雙工以太網(wǎng)作為數(shù)據(jù)交換和處理的中樞，包含了綜合顯示、飛行管理、通信、無線電導(dǎo)航、綜合監(jiān)視、大氣數(shù)據(jù)測(cè)量、慣性導(dǎo)航、飛行記錄和機(jī)載維護(hù)等系統(tǒng)功能。此外，航電系統(tǒng)還與飛機(jī)眾多系統(tǒng)的電子控制單元有錯(cuò)綜復(fù)雜的交聯(lián)關(guān)系。

航電系統(tǒng)綜合試驗(yàn)臺(tái)“電鳥”，是C919飛機(jī)航電系統(tǒng)與飛機(jī)其他系統(tǒng)集成驗(yàn)證的重要平臺(tái)，承擔(dān)著航電系統(tǒng)各工作包集成與驗(yàn)證等研發(fā)試驗(yàn)，以及航電與電源、飛控、動(dòng)力裝置等系統(tǒng)的綜合交聯(lián)試驗(yàn)，承擔(dān)著飛機(jī)首飛前需要完成的關(guān)鍵性工作。通過開展航電系統(tǒng)綜合試驗(yàn)，不僅可以驗(yàn)證航電與其他35個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的功能，還可以驗(yàn)證各個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的正確性、完整性及安全性能，同時(shí)也將為C919飛機(jī)后續(xù)試飛、交付運(yùn)營、持續(xù)適航提供有力的數(shù)據(jù)與信息支持。

4 C919大飛機(jī)的飛控系統(tǒng)

飛控系統(tǒng)采用電能和多種電子傳感器采集數(shù)據(jù)，包括主飛控作動(dòng)器、主飛控電子實(shí)驗(yàn)件、高升力系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)的一大特色是采用了主動(dòng)饋送技術(shù)的飛行員飛行情境意識(shí)系統(tǒng)，可避免飛行員在飛行中對(duì)環(huán)境因素在時(shí)間上和空間上的感知錯(cuò)誤而造成災(zāi)難性的后果。C919大型“鐵鳥”試驗(yàn)臺(tái)的飛控、液壓、起落架系統(tǒng)的機(jī)械安裝接口、部附件安裝位置、液壓管路布置走向及安裝方式與真實(shí)飛機(jī)是一致的，承擔(dān)著飛機(jī)系統(tǒng)級(jí)研發(fā)和驗(yàn)證、飛機(jī)級(jí)多系統(tǒng)綜合驗(yàn)證，以及飛控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和起落架系統(tǒng)的適航驗(yàn)證等試驗(yàn)任務(wù)，對(duì)確保飛機(jī)系統(tǒng)集成、試飛安全、試飛故障排查、后續(xù)型號(hào)改進(jìn)等提供重要保障。