民用飞机机电系统发展与挑战图文
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航空机电设备与控制技术,是指应用机械、电气、电子、计算机、通信等多种技术手段,为民用和军用航空器提供动力、驾驶控制、通讯导航、火控指挥、环境控制、安全保护等方面的设备和系统。
这项技术发展自航空早期的简单机械式控制到现代高科技智能化控制,成为现代航空的重要组成部分。
一、发展历程20世纪初期,机械式、液压式、电气式等控制技术开始应用于航空器。
1930年代,自动驾驶器和电气量自动控制系统逐步问世;1950年代,液压控制技术得到广泛应用,随着半导体技术的发展,电气控制技术也得以进一步提高;1960年代,数字计算机逐步成为控制系统的主要组成部分,国际上开始发展综合机电控制技术;1970年代,航空机电控制系统开始实现数字化、集成化,航空器的设计和制造进入了新阶段。
二、现代发展现代航空机电设备和控制系统已经具有高度的智能化、数字化、安全化特征:智能化:采用计算机、控制器、检测传感器等智能设备,实现航空器的主副控制、导航、通信、火控等多种功能,极大提高了飞行安全和操作效率。
数字化:使航空器控制系统更为科学和精确,航空器控制所需的信息经处理后,以数字形式传递和控制,提高了精度和可靠性。
安全化:采用多重控制、自动纠错、自动备份、故障保护等技术手段,保障飞行安全。
目前,航空机电设备和控制技术的应用范围不断扩张,特别是飞行控制、导航、通信等系统的提高,则对整个航空器的使用和发展产生了重要影响。
三、航空机电设备和控制技术发展的趋势未来,全球航空市场将不断扩大,航空机电设备和控制技术将会出现以下几个趋势:自适应和智能化技术发展迅速:将在航空领域中有重要的应用和推广,特别是采用先进的传感器技术、智能控制和电子化技术,实现机舱、外部机载设备、飞机引擎和实验室实时监测和自动控制。
飞行管理系统的发展将继续以数字化、网络化、智能化的方向为主,通过全球定位系统、数据链技术等保证使用的效率和准确性,实现更加高效的航空交通运输体系。
航空器与地面系统的通讯将越来越多地采用卫星技术,101个卫星在轨交通管理技术将不断完备,这将导致更快的响应时间,更加高效的数据传输,以及更安全的飞行体验。
航空机电系统综合技术发展摘要:航空机电系统,作为飞机最复杂和最庞大的系统之一,它的稳定与否是直接决定航空飞机产业能否持续进步和发展的关键。
近5年来,中国已经成为世界飞机产业增长最快的国家,我国航空产业历经多年稳健发展现已形成一定规模,可是在技术上同国际前沿技术相比仍然有着较大差距,这也指明了我国现在和未来努力的方向。
关键词:航空机电系统;综合技术;发展分析1民用航空机电系统的现状1.1民用航空机电系统产业发展情况1.1.1国际航空机电系统产业整体发展局势按照《世界航空指南》目前的产品类别合计:与航空产业相关的配套供应商已超过500家,其中航空机电产品供应商已突破1270家。
统计显示,当前机电产业产值比重占到了整个航空产业的20%~30%。
1.1.2我国航空机电系统产业发展情况近5年来,中国已经成为世界民用飞机产业增长最快的国家。
根据预测,未来20年,中国最低需求标准为6630余架新飞机,商业价值达9500亿美元之多,而其中73%为单通道飞机。
按这个需求标准,机电产品实际价值相当于2370多亿美元,而维修配套以及生产转分包约为3087亿美元。
1.2我国民用航空机电系统面临的挑战1.2.1研发体系不够完善研发体系上,现阶段我国航空机电系统企业急需设立适应适航要求的体系和流程。
按目前我国的流程情况,同国际相应的标准和要求距离还较大。
目前与世界航空工业先进的研制能力相比,我国航空机电系统存在代差。
1.2.2系统运行能力水平较低我国民用航空机电系统在系统性解决方案、实验验证能力和适航取证方面同样存在不足之处,在当今日益严峻的竞争环境下面临着巨大的挑战。
首先,目前仍旧只有少数产品能满足适航认证条件,也基于此,我国还处在比较落后的阶段。
第二,在实验验证能力上,实验验证平台对于新技术的验证水平还较低,对于技术成熟度的提高有着较大阻碍,由此凸显出了航空机电系统的系统能力严重不足。
同时,我国航空机电企业对于适航认证,只有为数不多的单位进行了系统级研究。
航空机电系统综合技术发展摘要:航空科技是保障国家安全、推动我国经济发展的重要力量。
自从2008年开始,民航事业有了很大的推动与发展,我国的旅客流量也有了很大的增长,到目前为止,伴随着航班客容量的持续增长,同时也涌现了许多新见解、新成果、新方法与新技术。
与世界上发达的国家的航空机电产业水平进行比较,我国也在追赶,并且由于国家发展战略的关注,未来的发展空间巨大。
关键词:航空机电系统;航空产业发展;综合技术;引言航空机电复合化控制结构是将机电、电子、信息、计算机技术联系在一起。
因此有了第一代航空电子系统,然后在其分立式航空电子控制结构的基础上,完成了信息交互,从而建立了联合式结构,进而朝着数字化的方向发展。
由于该产业逐步完成了跨领域的连接与应用,使得飞行器的操控精度、安全系数得到了全面提高。
随后,第三代和第四代的机电技术发展迅速,它们也真的实现了集信息技术、通讯、显示、无线连接等功能的综合运用。
从目前的航空器来看,它们的表现十分出色。
一、机电系统综合技术应用现状1.军用飞机机电系统综合化技术当前的军用航空飞行器具有综合化、多电化的特点,它的系统具体包含了以下内容:分布式供电系统、动力与热管理系统(组合动力 T/EMM)、风扇函道散热器、内置起动发电机、电液作动器(EHA)、电储能器等。
在这些系统当中,组合动力、电液作动器、风扇函道散热器等都是最先使用的。
动力与热管理系统将辅助动力系统、应急动力系统、环境控制系统、燃油系统、电源系统等有机结合起来,它将辅助动力/应急动力设备的压气机、涡轮、环境控制系统的涡轮以及切换磁阻起动/发电机整合到一个轴上,它通过一种磁性轴承来支持,转子的速度可以达到很高的数值,这样可以减少其质量与尺寸,同时还可以增加其稳定性,这样的动力热管理系统就可以将涡轮的机械系统和动力管理系统结合起来。
消除了为维护供电和制冷而进行的地面支援运输工具,使其可以在全航程范围为主要引擎供电,为航空器供电,并在主要系统出现问题时为其供电。
空中飞行器的机电系统和航空电子设备在现代航空航天技术中,机电系统和航空电子设备被广泛应用于空中飞行器。
机电系统负责控制飞行器的机械运动和能量转换,而航空电子设备则负责操纵和监控飞行器的各种系统,确保其安全、高效地运行。
本文将对空中飞行器的机电系统和航空电子设备进行全面介绍。
一、机电系统的组成与功能机电系统是飞行器的核心部分,由多个子系统组成。
其中,主要包括发动机系统、液压系统、燃油系统、起落架系统和传动系统等。
每个子系统都起着不可或缺的作用。
1. 发动机系统发动机系统是提供飞行器动力的重要组成部分。
它通常由燃油系统、燃烧室、喷气口和涡轮等组件构成。
发动机系统的主要功能是产生推力,推动飞行器前进。
其中,燃油系统负责提供燃料,并将其喷入燃烧室进行燃烧,产生高温高压的气体。
这些气体通过喷气口排出,产生反作用力推动飞行器。
2. 液压系统液压系统是机电系统中的重要支撑系统,主要用于飞行器的控制和动力传输。
液压系统通常由压力供应装置、油箱、液压泵、液压缸和阀门等组件构成。
它的作用是通过压力将油液传输到各个液压执行器,并通过液压缸实现飞行器的起落架、襟翼、飞行操纵面等的运动控制。
3. 燃油系统燃油系统是负责储存和供应燃料的系统,确保发动机的正常运行。
燃油系统通常由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器和喷油嘴等组件构成。
它的主要功能是存储和提供燃料,并通过燃油喷油嘴将燃料喷入燃烧室进行燃烧。
4. 起落架系统起落架系统是飞行器在地面和空中之间切换的重要机构。
起落架系统通常由起落架、缓冲装置、刹车和轮胎等组件构成。
它的主要功能是在起飞和降落时支撑飞行器的重量,以及提供良好的操控和减震性能。
5. 传动系统传动系统是机电系统中负责传输动力和运动的重要组成部分。
传动系统通常由传动装置、轴和齿轮等组件构成。
它的主要功能是将发动机的动力传输到各个子系统,以实现飞行器的运动控制和动力传递。
二、航空电子设备的应用与特点航空电子设备是现代飞行器的重要组成部分,用于飞行器的导航、通信、监控和安全保障等方面。
航空机电系统综合技术发展摘要:航空科学技术是保障国家安全、推动我国经济发展的动力之一,自2008年以来,民用航空业得到了显著推动与发展,国内的客运流量也明显上升,到目前为止,该领域的客机容量也在不断增加,其中也出现了诸多新见解、新成果、新方法与新技术,与国际先进国家的行业水平相比,我国也正在迎头赶上,而且由于国家发展战略的重视,其前景无比广阔。
关键词:航空机电系统;综合技术;发展引言航空机电综合化控制结构与机电、电子、信息、电脑技术相关,有第一代航空电子系统,接着又在其分立式航空电子控制结构基础上,完成了信息交互,实现了联合式结构的创设,进一步向着数字化方向发展,随着该行业逐渐完成了跨领域的连接与应用,军用飞机的命中率、安全系数全面提升;紧接着第三代、第四代发展速度快,也真正达到了集信息技术、通讯、显示、无线连接等功能的综合应用,以现在的军用、民用飞机来看,性能非常好,据相关数据报道其软件编程中已经可以应用7000亿个编码。
1机电系统综合技术应用现状1.1军用飞机机电系统综合化技术F-22战斗机中应用的燃油热管理系统通过环控系统的液冷热交换器、液压系统热交换器和润滑系统热交换器等,利用燃油作为整机热载荷的热沉,从而实现对机电系统的燃油热管理,减小了系统重量,提高了整个飞机性能。
F-22以综合飞机子系统控制器(IVSC)为顶层、公共设备控制处理器(UCP)为底层,共同构成了机电综合管理系统的两级结构。
IVSC根据飞机总的输入状态,通过UCP向各机电系统发出命令和信息,各机电系统响应IVSC的命令和信息执行动作,但与IVSC无直接的通讯联系;UCP实现对各机电系统的基本控制功能。
F-35战斗机是第一个采用多电技术的战斗机,具有综合化、多电化特征的系统包括分布式供电系统、动力与热管理系统(核心为组合动力包T/EMM)、风扇函道散热器、内置起动发电机、电液作动器(EHA)、电储能器等,其中组合动力包、电液作动器、风扇函道散热器等都是首次应用。
大型民用飞机电源系统的现状与发展程国华(上海飞机设计研究所电气系统研究室摘要 :飞机电源系统经历了由低压直流、恒速恒频交流、 , 本文在分析了统的发展现状和研究水平 , 关键字 :; ; 1飞机电源系统发展的历程飞机电源系统经历了低压直流、交流、高压直流的发展过程 , 其中交流电源经历了恒速恒频、变速恒频、变速变频。
1. 1低压直流电源系统自 1914年飞机上第一次使用航空直流发电机以来 , 飞机直流电源系统经历了九十年的发展过程 , 其额定电压由 6伏、 12伏 , 逐步发展为 28伏的低压直流电源系统 , 一直沿用至今。
28伏低压直流电源系统主要由直流发电机、调压器、保护器和滤波器等组成。
1. 2交流电源系统随着飞机的不断发展 , 机载电子设备和电力传动装置不断增加 , 机上用电量大大增加 , 而且对供电质量要求有所提高 , 低压直流电源系统已不能满足飞机的用电需要 , 从而促进了飞机交流电源系统的发展。
交流电源系统经历了恒速恒频交流电源系统、变速恒频交流电源系统、变速变频交流电源系统。
1. 2. 1恒速恒频交流电源系统恒速恒频交流电源系统是一种通过各种恒速传动装置 (简称恒装使发电机恒速运行以产生恒频交流电的系统。
目前它是应用最为广泛的一种飞机电源系统。
1. 2. 2变速恒频交流电源系统变速恒频电源系统是一种通过电子功率变换器把变频发电机输出的变频交流电变换为恒频交流电的系统。
在变速恒频电源系统中 , 交流发电机由飞机发动机直接驱动 , 发电机所输出的交流电的频率随发动机转速的变化而变化 , 通过功率变换器将变频交流电变换为 400Hz 恒频交流电。
1. 2. 3变频交流电源系统变频交流电源系统是最早在飞机上使用的交流电源系统。
变频交流电源系统中 , 交流发电机是由发动机通过减速器直接驱动的 , 因而输出的交流电频率随发动机转速的变化而变化。
它主要用于装有涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机的飞机或直升机上 , 并称之为窄变频交流电源系统。