飞机自主发电系统及其控制系统研究

某轻型飞机电动环境控制系统简析摘要：本文以某轻型飞机现空气循环系统为改进原型，将空气循环系统与电环控系统的设计理念融合，探索并构建出适用于该机型的电动环境控制系统架构，并分析该类型飞机使用电动环境控制系统的优势及亟待解决的问题。

关键词：空气循环系统电动环境控制系统架构优势亟待解决的问题随着航空工业技术的发展以及人类对资源的合理化应用的意识的增强，机电技术在飞机环境控制系统、液压系统等上的应用已从概念阶段变为现实，多电技术在飞机上的应用程度将成为未来飞机的重要特征和发展方向。

电动环境控制系统作为重要的机电系统，近年来也引起人们的关注。

现阶段普遍应用的空气循环系统，均要从发动机引气为座舱、电子设备等制冷散热，大量的从发动机引气必然导致发动机的代偿损失增加及性能的大幅下降，在对飞机机动性能要求越来越高的今天，无疑形成了很大的技术障碍，而电动环境控制系统的概念应运而生，该系统引入了无引气增压、无引气制冷等先进的技术概念，有效解决该问题。

目前，国内大型的飞机已逐步建立及引进电动环境控制系统的设计理念，但应用范围小、技术仍不成熟；在国外，该系统的应用已从概念阶段逐渐应用于实际，在大型的民航机、运输机上得以应用，典型的如波音787、A380等飞机。

但轻攻型飞机上应用还未有典型的案例。

本文将以某轻攻击机现简单式空气循环系统（以下简称空气循环系统）为改进原型，将空气循环系统与电环控系统的设计理念融合，探索构建出适用于该机型的电动环境控制系统构架，并浅析该类型飞机使用电动环境控制系统的优势及亟待解决的问题。

1 系统现状分析轻型飞机机动性能好、发动机性能要求高，环境控制系统大量的从发动机压气机的引气会导致发动机性能大幅度的下降，进而影响飞机的机动性能。

但以发动机压气机引气为系统资源的空气循环系统大量应用于该类型飞机，如米格系列的米格-19、米格-21歼击机、我国的“山鹰”、“教xxx”等飞机。

空气循环系统技术成熟、设备结构简单、重量轻、成本低、可实现座舱通风、增压、制冷及加温功能，后期的改进设计较容易。

飞机航电系统的构成和作用分析飞机航电系统是指用于飞机电气能源管理、通信导航、飞行控制和信息管理等各方面系统的总称。

由于航电系统是飞机中必不可少的一部分，因此了解其构成和作用是非常重要的。

一、航电系统的主要构成1. 电源系统：电源系统是整个航电系统的基础，它提供与飞机所有设备所需的能源。

电源系统包含电瓶、发电机和相应的电路元件。

电源系统的很多组成部分，如发电机、变频器、静变流器等，都是由飞机的发动机直接驱动的。

2. 飞行表现和导航系统：飞行表现和导航系统是航电系统的另一个重要组成部分，它涉及到飞机的飞行控制和导航，包括如下几个方面:航向计算器和飞行导航系统：这是飞机导航的基础。

航向计算器通过读取机头的当前方向来确定飞行方向，而飞行导航系统通过导航计算机的计算来指导飞行员驾驶飞机到达目标位置。

自动驾驶系统：自动驾驶系统能够自动控制飞机的方向、高度和速度等参数，从而减少飞行员的工作量，同时保证飞机飞行的安全性和稳定性。

3. 通信和信息系统：航电系统还包括了通信和信息系统，包括了飞机与地面通信、飞机与空中交通管制机构的通信、飞机与天气预报机构的通信以及飞机内部的通信。

现在的航空公司都使用无线电通信，这是航电系统的重要部分，能够保证飞机与地面保持通信，并确保一旦出现问题能够及时进行处理。

4. 地形警告系统：地形警告系统还是近年来飞机安全性的重要保障。

地形警告仪器安装在飞机上，它可以通过扫描固定的地面点来预测出飞机是否会遇到危险的地势。

二、航电系统所起的作用1. 提供飞行所需的电气能量：航电系统的首要任务就是提供飞机所需的电气能量和电流。

2. 控制飞行并保证安全：飞机的导航和控制都依赖于航电系统，包括了高度、速度、航向和导航的控制。

3. 提供适当的环境舒适度：航电系统还有助于保证适当的环境舒适度，包括了温度、湿度和氧气的控制。

4. 实现通信和信息管理：航电系统通过提供通信和数据传输，保证了飞机与地面交流的安全和有效性。

民用飞机电传飞控系统浅析摘要：电传飞行控制系统是从上世纪80年代开始在民用飞机上逐步推广使用的飞行控制系统，它取代了以钢索传动为特征的机械操纵系统，重量更轻，安全性更高。

阐述了电传飞控系统的优点及以B777与A380飞机飞控系统为代表的两种典型的电传飞控系统的架构，并简单地分析和对比了两种飞控系统的计算机系统架构。

希望为大型客机电传飞行控制系统的自主设计和研制提供参考与借鉴。

关键词：余度；可靠性；安全性；架构0 引言电传飞行控制系统(fly—by—wire control system)是取代机械操纵系统的电飞行控制系统。

它实质上是一种全权限的控制增稳系统。

驾驶员通过操纵装置(驾驶盘、驾驶杆或侧杆、脚蹬)发出控制指令，由指令传感器将驾驶员的机械指令转换成电信指令，并由电缆传输到飞控计算机，通过作动器驱动舵面偏转，控制飞机飞行。

电传飞行控制系统主要由指令装置、传感器、飞控计算机和作动器等组成。

一般电传操纵系统都采用余度备份系统。

余度设计是为完成规定功能而设置的重复架构、备件等，以备局部发生失效时，整机或系统仍然不至于发生丧失规定功能的设计。

1 电传飞控系统相对机械操纵系统的优势1.1 电传飞控系统带来的收益1.1.1减轻重量一架电传飞控的飞机可能比常规控制的飞机设计得轻，这一部分是因为系统部件的总重量更低的原因，另一部分是因为可以放宽飞机的固有气动稳定性，这意味着作为飞机结构的一部分起稳定性作用的活动面可以被做得更小。

这包括一般位于飞机尾部的水平安定面与垂直安定面。

如果可以减小这些结构的大小，也就可以减轻飞机的重量。

1.1.2可靠性由于使用导线代替了机械传动的传动杆、钢索等，使得系统的结构重量减轻、体积减少、节约了空间、容易安装、维护方便，设计飞机时布局也更加灵活，提高了飞行操纵系统的可靠性和生存性。

1.1.3维护性其次是消除了机械操纵系统的摩擦、滞后等现象，使飞机操纵性得到改善，并且杜绝了机械操纵系统易受弯曲、热膨胀等飞机结构变形的影响。