飞机电气系统 绪论 第一章

绪论0.1飞行控制系统简史1912年美国的Eimper Sperry和他的儿子Lawrence Sperry制成了世界上第一台自动驾驶仪。

该装置由两个双自由度陀螺、磁离合器以及用空气涡轮驱动的执行机构组成，用它可保持飞机稳定平飞。

早期飞机的自动控制就是用自动驾驶仪稳定飞机的角运动。

二次大战期间，美国制造了功能完善的电气式自动驾驶仪，其敏感元件是电动陀螺，采用电子管放大器和电动舵机。

二次大战后期，德国制造了V-1（飞航式）和V-2（弹道式）导弹，这种全自动飞行武器上的自动驾驶仪不仅可以稳定导弹飞行，而且更重要的是与弹上或地面其他装置耦合完成战斗任务。

二次大战后，飞机自动驾驶仪逐渐与机上其他装置耦合以控制航迹（定高或自动下滑），它既能稳定飞机，又能全面地控制飞机，直至全自动着陆。

50年代前自动驾驶仪主要用于运输机和轰炸机的平飞。

歼击机突破音障及飞行包线扩大后，飞机自身稳定性恶化，要求在机上安装飞行控制系统以改善飞机的稳定性。

于是从50年代起，歼击机安装上了阻尼器，利用速率陀螺测出飞机的振荡角速度，采用反馈控制增加飞机自身的阻尼，来阻止飞机的振荡，以消除飞机高空高速飞行时，由于阻尼性差而引起的机头摆动。

在阻尼器的基础上，引入更多的反馈，形成了增稳系统，它不仅能改善阻尼而且能改善飞机静稳定性。

由于阻尼、增稳系统在一定程度上削弱了飞机操纵反应的灵敏度，为解决稳定性与操纵性的矛盾，在50年代中期又出现了控制增稳系统。

这种系统除了反馈以外，还引入前馈。

控制增稳系统除具有增稳功能外，还增加了一个与机械操纵链并行工作的电气操纵链，因此它不仅改善了飞机的稳定性，还改善了操纵性。

60年代控制增稳系统全权限地操纵飞机时，它就发展成为电传操纵系统。

这时机械操纵系统已完成它的历史使命而退居到备用，甚至被取消的地位。

电传飞行控制系统在50年代就已出现，但由于电子、电气设备的可靠性不如机械系统，所以当时并未付诸使用。

60年代末随着电子技术的发展和集成电路的广泛使用，另外余度技术和容错技术的应用也逐渐成熟，使飞行控制系统在安全可靠性方面能与机械系统相比甚至有所超过。

天津市高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：飞机电气系统课程代码：0844第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点本课程是高等教育自学考试机务维修管理专业所开设的专业技术课之一，它是一门理论联系实际、应用性较强的课程。

本大纲适用于本科生的教学，教学计划中规定为108学时。

本课程讲授飞机电气设备的基础理论知识。

通过本课程的学习，能对飞机电气设备有全面系统的了解，获得维修工程师的基本训练，初步具备分析判断故障、解决本专业实际维修问题的能力，为今后学习各种飞机电气设备打下坚实的基础。

二、课程目标与基本要求本课程的教学基本要求是使学生掌握现代飞机电气元件、电机和电源的功能、结构及特性，了解典型飞机电气控制系统的组成和原理，学会运用电气理论知识分析和解决飞机电气设备维修问题的基本方法。

三、与本专业其他课程的关系《飞机电气基础》是机务维修管理专业大学本科必修的专业技术课程，它与机务维修管理专业其他许多课程有着密切的关系。

《电工学》、《电子技术基础》、《自动控制原理》等是本课程的基础课。

第二部分教学内容与考核目标绪论一、学习目的与要求通过本章的学习，了解飞机电气设备的概念、特点、发展概况及维修规范。

二、考核知识点与考核目标识记：飞机电气设备的概念、特点、发展概况及维修规范第一章飞机电气元件一、学习目的与要求通过本章的学习，了解电磁铁和电接触的基本知识，掌握飞机常用电气元件的功能、结构、工作原理以及特性参数。

二、考核知识点与考核目标（一）电磁铁和电接触的基本知识（次重点）识记：直流电磁铁的典型结构、工作原理、吸力计算公式，电接触的基本概念理解：直流电磁铁的静态吸力特性，接触电阻，气体放电，触点磨损应用：飞机电器常用的熄弧方法及熄火花电路（二）航空继电器（重点）理解：电磁继电器的结构、工作原理，固态继电器、混合式继电器和特种继电器的结构、工作原理和特点应用：电磁继电器的主要技术参数和时间特性（三）航空接触器（重点）理解：单绕组、双绕组和自锁型接触器的结构、工作原理和特点（四）飞机电路保护电器（一般）识记：对电路保护电器的基本要求理解：熔断器和自动保护开关的结构、工作原理和特点（五）飞机发动机点火电器（重点）理解：点火激励器和航空电嘴的结构、工作原理和特点（六）飞机常用传感器识记：传感器的基本概念（一般）理解：飞机常用传感器的结构、工作原理和特点第二章航空电机一、学习目的与要求通过本章的学习，掌握航空电机的结构、工作原理和特性。

第1章绪论1.1航空静止变流器[1-5]飞机电源系统是飞机上电能产生、调节、控制和电能变换部分的总称。

它是现代飞机的一个重要组成部分，其作用是为飞机的用电设备提供电能。

随着现代科技及航空工业的发展，各种机载电子设备性能不断提高，对飞机电源系统的供电质量和可靠性提出了更高的要求。

飞机供电系统已日益成为影响航空技术发展的重要因素。

这些都促使飞机供电系统不断向大容量、高供电质量、高可靠性、高效率、易维修性等方向发展。

多电和全电飞机是未来飞机发展的趋势，飞机高压直流供电系统的发展为飞机二次能源的统一创造了条件，促进了多电和全电飞机发展。

高压直流电源的主电源由高压无刷直流发电机及其控制器构成，它易于并联，易于实现不中断供电和余度供电，且具有重量轻、效率高的优点。

航空发动机直接传动无刷交流发电机输出变频交流电，该交流电经整流得到直流电，并经过两条汇流条向用电设备供电，其中一条直接提供270V的高压直流电，另一条经过逆变器变换后提供115V恒频交流电。

在美国第四代战斗机F-22上使用了类似的270V高压直流电和115V/400Hz恒频交流电的混合电源。

最新和即将装备的飞机航空静止变流器主要有如下四类：（1）输入270VDC－输出50Hz/220VAC单相；（2）输入270VDC－输出400Hz/115/200VAC单相/三相；（3）输入VFAC(Variable Frequency Alternative Current)/115/200VAC－输出400Hz/115/200VAC单相/三相；（4）输入VFAC/115/200VAC－输出50Hz/220VAC单相。

1.2航空静止变流器的基本技术要求及其基本架构[1-4]航空静止变流器的基本技术要求有两类：使用要求和电能质量要求【1】。

使用要求有：体积小，重量轻，使用维护方便，工作可靠，价格便宜。

电能质量要求有：输出频率稳定，输出电压稳定，负载突变时电压恢复快，输出正弦波形失真度小，效率高，对设备电磁干扰小。