SR2X系列飛機電源系統的使用維護實踐
2014-03-12 18:58:11杜光明王書偉
現代電子技術 2014年5期
杜光明 王書偉
摘 要： SR2X系列飛機擁有復合材料結構和先進的空氣動力學特性，蘊含了平面儀表板、多功能顯示技術和極為出眾的安全性革新，其中包括終極的保護手段——西銳機身降落傘系統（CAPS），為目前行業中最暢銷的機型，有“空中寶馬”之美譽。隨著中國低空空域的逐步開放，將會有越來越多的SR2X系列飛機進入尋常百姓家，與之俱來的是飛機的使用與維護問題。從飛機使用維護的角度出發，介紹了SR2X系列飛機電源系統的組成及功用，結合電源系統工作原理，闡述了電源系統的使用及維護方法，并提出了存在的問題。
關鍵詞： 電源系統； 直流； 交流發電機； 蓄電瓶； 斷路器； 標稱電壓
中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）05?0143?06
0 引 言
國家“十二五”規劃明確提出，要積極促進通用航空事業、航空制造業和綜合交通運輸體系的發展，拉動內需，擴大就業，培育新的經濟增長點。在這樣的背景下，將會有越來越多的SR2X系列飛機進入尋常百姓家，與之俱來的是飛機的使用與維護問題。本文以Serials 2016 & subs w/ Perspective Avionics的SR20機型為介紹對象，從機型簡介及電源系統的簡介、組成與功用入手，結合系統工作原理，闡述了系統的使用及維護方法，并提出了存在的問題。
1 機型及電源系統簡介
1.1 機型簡介
SR2X系列飛機是美國西銳飛機公司的主要產品，有“空中寶馬”之美譽，目前有三個序列的產品：SR20：使用200馬力，是入門級產品，適用于航校、俱樂部和低端用戶；SR22：使用310馬力，是高端產品，適用于私人客戶，是銷售的主力產品；SR22T（目前的TURBO）：使用310馬力的雙渦輪增壓發動機，適用于高原高溫地區。
三款飛機的機體一樣，主要區別是發動機，機載設備、涂裝和內飾，可根據客戶需要選擇。
1.2 電源系統簡介
SR2X飛機的電源系統為純直流供電電源系統，由2臺發電機（ALT1、ALT2）、2組蓄電瓶（BAT1、BAT2）、1個主控制組件（MCU?140）、1個外部電源插座、1個斷路器板及配套的電纜和操作開關組成。BAT1和BAT2供電時標稱電壓均為DC 24 V，ALT1供電時標稱電壓為DC 28 V，ALT2供電時標稱電壓為DC 28.75 V。
2 電源系統組成及功用
SR2X飛機的電源系統由電源部分和分配、控制與保護部分組成，主要功用：向全機用電負載提供電源；對全機電源進行分配、控制和保護；對電源系統狀態進行監控，并提供相應的狀態及告警信息；起動發動機。
2.1 電源部分
2.1.1 BAT1
由12個單體組成的24 V、10 A·h的酸性航空蓄電池構成，主要功用為起動發動機、為ALT1和ALT2提供起動激磁電源、地面短時間維護時供電、為機上提供應急電源等。
2.1.2 BAT2
由2塊6個單體組成的12 V、7A·h串聯的免維護酸性航空蓄電池，主要功用為當ALT1、ALT2和BAT1失效時為機上提供應急電源。
2.1.3 ALT1及激磁控制模塊（FCU1）
ALT1是一個自帶整流器的“自激勵非自起動”三相交流發電機，每相采用兩個整流二極管進行整流輸出。采用皮帶傳動，最大輸出電流為100 A。發電機的輸出電壓與發動機的轉速及負載存在函數關系，FCU1的主要功能是對ALT1的輸出電壓進行調整控制，使其正常工作時的輸出電壓穩定在28 V，并實現過壓保護。ALT1的主要功用是正常情況下為MAIN DIST BUS1及BAT1充電提供電源。
2.1.4 ALT2及激磁控制模塊（FCU2）
ALT2是一個自帶整流器的“自激勵非自起動”三相交流發電機，每相采用兩個整流二極管進行整流輸出。采用齒輪傳動，最大輸出電流為70 A。發電機的輸出電壓與發動機的轉速及負載存在函數關系，FCU2的主要功能是對ALT2的輸出電壓進行調整控制，使其正常工作時的輸出電壓穩定在28.75 V，并實現過壓保護。ALT2的主要功用是正常情況下為MAIN DIST BUS2、ESSENTIAL DIST BUS及BAT2充電提供電源。
2.1.5 外部電源插座
外部電源插座集成在MCU?140中，由二長一短共三根插針組成。長插針用來傳輸電源，短針用來控制外部電源接觸器的供電。插上電源時，只有插緊后，外部電源接觸器才能吸合；拔出時，保證先斷開外部電源接觸器，防止拔出時產生火花，即所謂的“滅弧”原理。外部電源插座的主要功用：天氣冷時起動發動機、地面長時間維護時供電等。
2.2 分配、控制與保護部分
2.2.1 MCU?140
MCU?140是電源系統的分配、控制與保護部分的核心部件，是一個航線可更換件（LRU），內部由著LANDING LIGHT RELAY、EXTERAL POWER RELAY、BAT1 RELAY、STARTER RELAY、FCU1、FCU2、MAIN DIST BUS1、MAIN DIST BUS2、ESSENTIAL DIST BUS、外部電源插座及配套的電纜、熔斷器及電路板等組成，主要功用是對全機電源進行分配、控制和保護。
2.2.2 匯流條
由主分配匯流條（MAIN DIST BUS1、MAIN DIST BUS2）、關鍵分配匯流條（ESSENTIAL DIST BUS）、主匯流條（MAIN BUS1、MAIN BUS2、MAIN BUS3）、關鍵匯流條（ESSENTIAL BUS1、ESSENTIAL BUS2）、非關鍵匯流條（NON?ESSENTIAL BUS）、航空電子匯流條（AVOINICS BUS）、空調匯流條（A/C BUS1、A/C BUS2）共12個匯流條組成，主要功用是將電源進行分配。
2.2.3 配套部分
由熔斷器、隔離二極管、斷路器及配套的電纜組成，主要功用是將分配至匯流條上的電源提供到各用電設備。
3 電源系統工作原理
SR2X飛機的電源系統的工作原理如圖1所示。
3.1 蓄電瓶供電原理
3.1.1 BAT1的供電原理
5.1.2 資料不全面
從電源系統的工作原理及使用操作的角度入手，BAT1、BAT2、ALT1、ALT2由相關的輸出電壓、電流指示，但是從圖1中找不到相關的測量點，在使用過程中出現這方面的故障時無法進行故障點的定位工作。
5.1.3 資料的操作性、指導性不強
以BAT1/BAT2的維護為例，SR20/AMM上提及了飛機停放過程中的相關維護內容，但是沒有具體指出如何進行BAT1/BAT2的維護、維護周期是多久等問題，操作性、指導性不強。
5.2 解決措施
針對上述發現的問題，作為用戶積極與西銳公司取得溝通，確認上述問題的符合性，如果問題屬實，建議西銳公司整改落實。目前，ALT1 RELAY 線圈接線錯誤的問題已與西銳復裝中心的人員進行溝通確認，屬實但暫未更改。
參考文獻
[1] Cirrus Design Corporation. Airplane maintenance manual for the Cirrus design SR20， P/N 12137?001 [M]. Duluth： Cirrus， 2010.
[2] Cirrus Design Corporation. Wiring manual for the Cirrus design SR20， P/N 12129?001 [M]. Duluth： Cirrus， 2010.
[3] Cirrus Design Corporation. Illustrated parts catalog for the Cirrus design SR20， P/N 12138?001[M]. Duluth： Cirrus， 2010.
[4] 鄭連興，任仁良.渦輪發動機飛機結構與系統（AV）上冊[M]：北京：兵器工業出版社，2006.
[5] 胡斌.電子線路學習方法（七）：第三講電感電路分析方法（上）[J].電子世界，2010（3）：33?34.
[6] 石榮德，趙廷弟，屠慶慈，等.故障診斷專家系統[J].北京航空航天大學學報，1995（4）：45?47.
[7] 王海青.航空電子系統綜合試驗新思路[J].飛機設計，2007（1）：18?21.
2.2.3 配套部分
由熔斷器、隔離二極管、斷路器及配套的電纜組成，主要功用是將分配至匯流條上的電源提供到各用電設備。
3 電源系統工作原理
SR2X飛機的電源系統的工作原理如圖1所示。
3.1 蓄電瓶供電原理
3.1.1 BAT1的供電原理
5.1.2 資料不全面
從電源系統的工作原理及使用操作的角度入手，BAT1、BAT2、ALT1、ALT2由相關的輸出電壓、電流指示，但是從圖1中找不到相關的測量點，在使用過程中出現這方面的故障時無法進行故障點的定位工作。
5.1.3 資料的操作性、指導性不強
以BAT1/BAT2的維護為例，SR20/AMM上提及了飛機停放過程中的相關維護內容，但是沒有具體指出如何進行BAT1/BAT2的維護、維護周期是多久等問題，操作性、指導性不強。
5.2 解決措施
針對上述發現的問題，作為用戶積極與西銳公司取得溝通，確認上述問題的符合性，如果問題屬實，建議西銳公司整改落實。目前，ALT1 RELAY 線圈接線錯誤的問題已與西銳復裝中心的人員進行溝通確認，屬實但暫未更改。
參考文獻
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[7] 王海青.航空電子系統綜合試驗新思路[J].飛機設計，2007（1）：18?21.
2.2.3 配套部分
由熔斷器、隔離二極管、斷路器及配套的電纜組成，主要功用是將分配至匯流條上的電源提供到各用電設備。
3 電源系統工作原理
SR2X飛機的電源系統的工作原理如圖1所示。
3.1 蓄電瓶供電原理
3.1.1 BAT1的供電原理
5.1.2 資料不全面
從電源系統的工作原理及使用操作的角度入手，BAT1、BAT2、ALT1、ALT2由相關的輸出電壓、電流指示，但是從圖1中找不到相關的測量點，在使用過程中出現這方面的故障時無法進行故障點的定位工作。
5.1.3 資料的操作性、指導性不強
以BAT1/BAT2的維護為例，SR20/AMM上提及了飛機停放過程中的相關維護內容，但是沒有具體指出如何進行BAT1/BAT2的維護、維護周期是多久等問題，操作性、指導性不強。
5.2 解決措施
針對上述發現的問題，作為用戶積極與西銳公司取得溝通，確認上述問題的符合性，如果問題屬實，建議西銳公司整改落實。目前，ALT1 RELAY 線圈接線錯誤的問題已與西銳復裝中心的人員進行溝通確認，屬實但暫未更改。
參考文獻
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