基于多电飞机概念下的飞机电气发展方向
基于多电飞机概念下的飞机电气发展方向
【摘要】本文主要剖析了进入21世纪以来诞生的三种多电飞机，即A380、B787和F-35的电气系统新技术，指出电气科技的发展是实现多电飞机的关键，多电飞机技术的应用推进了航空科技的发展。
【关键词】多电飞机；起动/发电机；固态功率控制器；电液作动机构；机电作动机构
1. 引言
随着F-35、A380和B787飞机的先后诞生，多电飞机已经从概念逐步变成了现实，多电飞机是下一代先进战斗机的一个重要特征。一方面，由于对战斗机性能要求的提高而使电子设备的用电量猛增。另一方面，缩小或取消集中式的液压系统，广泛采用电力作动器和功率电传技术作为飞机操纵、环控、液压、机轮刹车的动力源，使飞机可靠性、维修性、灵活性大为改善，重量大幅度降低。多电飞机的实质是用电力系统部分取代次级功率系统，其特征是具有大容量的供电系统和广泛采用电力作动技术。
2. 概述
本文通过对目前国外先进飞机电气系统的阐述，提出了今后飞机电气系统发展方向，并揭示了多电飞机的特征，对多电飞机供电系统先进技术进行了简单阐述，探讨了多电飞机的电气系统关键技术的研究现状和发展趋势，阐述了PSP 和ELMC 的功能，发展多电飞机电源系统关键技术的设计方案。
3. 国内外研究状况
在激烈竞争的航空领域，降低飞机的使用维护费用是减少飞机全寿命周期费用的重要措施。现在的飞机制造商更强调采用新技术来降低飞机的飞行费用和维护费用，在多电飞机上尽量采用电力系统代替飞机上的其它二次能源，这样可以大大降低系统重量和成本，提高飞机的维护性和可靠性。
早在20世纪70年代初期，美国空军就在进行用机电作动系统取代液压作动系统的研究，后来随着电传操纵系统的装机使用，人们开始多电飞机电气系统技术的研究。波音公司开展了先进电源系统和控制方案的研究，用通用多功能硬件和计算机技术将电源系统和数字电子信息系统结合在一起。F-22、F-35 战斗机和波音787、A380等民机电气系统中采用电气负载自动管理多路传输技术。F-22 已经采用了多电飞机技术，用软件控制配电中心保护飞机布线不受故障影响，并为电力管理和余度进行负载转换。F-22 还采用了负载自动管理、自检测和故障隔离等新技术。F-16、 YAH - 64以及海军LAMPS 舰载直升机使用了分布式配电及负载自动管理技术。美国的第一代多电飞机C-141“电运输星”和F-18“系统研究机”使用了功率电传作动器技术，大量采用钐钴永磁电动机作为电力作动器。