探析航空電氣系統(tǒng)對安全飛行的重要性

黃鶴 周強

（中航飛機漢中飛機分公司，陜西 漢中723213）

安全飛行作為航空事業(yè)發(fā)展的基礎, 但是自從人類飛向天空的那時起,飛機的事故問題也在不斷增加,殘害了無數(shù)無辜的生靈, 世界各國的科技人員們?yōu)榱孙w機的飛行安全問題絞盡腦汁,嘗試了許多辦法、寫了許多著作,但都沒有真正的解決掉這一問題。歷史中因為電氣系統(tǒng)導致的事故和安全隱患比比皆是,曾經(jīng)的一份埃航空難的報告顯示, 因為飛機的迎角傳感器受到損壞損,由此產(chǎn)生的錯誤數(shù)據(jù)啟動了自動防失速系統(tǒng),正是由于該系統(tǒng)在飛機爬升過程中一直發(fā)送錯誤的指令, 最終機因為飛機向下力太大,導致飛機無法被穩(wěn)定,最終墜不受控制而墜毀,不僅造成了無法估量的生命損失,也給了航空事業(yè)沉重的一擊。

1 安全飛行

自從1930 年12 月萊特兄弟駕駛飛機飛向天空之后, 人類長期以來征服天空的夢想得以實現(xiàn),和一百多年前相比,現(xiàn)在的航天事業(yè)早已發(fā)生嶄新的變化,日漸成熟,隨著數(shù)量豪華的大型客機的誕生,意味著世界已經(jīng)邁進了一個全新的航空時代。航空的電氣系統(tǒng)是飛機安全運行的系統(tǒng)的主要原因之一, 航空電氣系統(tǒng)包括飛機的供電系統(tǒng)和其它飛機中的用電設施。飛機的供電系統(tǒng)包括飛機起飛的電源系統(tǒng)和飛機內(nèi)部用電的配電系統(tǒng);用電設施為飛機的操控、發(fā)電機的控制、旅客的服務、照明燈具等。近年來,乘坐飛機這種交通工具出行的人數(shù)越來越多,人民對飛機的飛行安全也越來越看重, 因此企業(yè)對飛機中的用電要求也越來越嚴格, 必須是電器的供電能力和電器的質(zhì)量同時保證才可以[1]。

2 影響航空電器工作的原因

2.1 氣候因素

溫度、風力、濕度、霧霾、沙土、高度、灰塵等都屬于氣候因素。在飛機的飛行過程,飛行高度的不同,溫度的變化也不相同,例如像夏天飛機場地平面的溫度是40℃,那么當飛機飛到一定高度后溫度可能變成-50℃。由于前后的溫度差較大,直接對飛機上的電氣設施正常工作造成了影響, 加大了電氣控制的工作難度,甚至造成工作失誤,導致飛機由正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉钦；驊钡墓ぷ鬟\行狀態(tài)。包括大氣壓、空氣中水的含量等都會跟著周圍環(huán)境的改變而改變,風冷容易造成發(fā)動機的散熱功能減慢,從而導致輸出的功率下降;空氣濕度變大會造成機體的絕緣功能差;沙塵進入機艙內(nèi)會導致機器設備的加速磨損[2]。

2.2 機械因素

機體的振動、沖擊、加速度過大都會影響電氣設備的使用,這些會導致電器材料的損壞、電導線的斷裂、運行的電動電刷進行不規(guī)則的跳動, 導致飛機進入一個非正常運行工作或應急工作的狀態(tài)。

2.3 化學核的影響因素

主要是飛機內(nèi)電器設施,接受到有害氣體、電磁輻射、粒子輻射的侵害,飛機一旦受到了影響,飛機上的設施都會受到不同程度的損壞,使飛機進入非正常工作或應急工作狀態(tài)。

3 航空電氣系統(tǒng)的組成

現(xiàn)代的航空按照飛行所需的設備進行大批量的采購, 這些設備的采購大多與能源的動力工作相關的,即用電設備。

3.1 用電設備的分類

依據(jù)使用功能進行分類,如發(fā)動機運行、噴氣、點火、轉(zhuǎn)速控制、飛機的儀盤儀表、飛機路線導航、通訊等設備控制設備;客艙燈光、廚房用電、軍用飛機的火力控制、投點瞄準等設備為用電設備。依據(jù)用電種類可以分為直流用電及交流用電設備。

3.2 航空電器的二次能源

飛機在地面啟動和高空飛行的過程中發(fā)生張力、拉力、推力使飛機進行飛行的動力裝置一般叫一次能源, 飛機及飛機發(fā)動機工作所需要的能源叫二次能源。

3.3 航空飛機的供電系統(tǒng)

航空飛機的供電系統(tǒng)包含電能的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)化、運輸和配送等步驟。包括從電器的電源到所有用電設備的終端,一般分為兩個部分,即電源系統(tǒng)和配電系統(tǒng)。飛機的電源系統(tǒng)主要是指主要電源、輔助電源、應急電源、二次電源以及地面電源的供電插座的五個部分。現(xiàn)代飛機的主要電源對航空發(fā)動機的發(fā)電系統(tǒng)運行都有直接或者間接的關系,發(fā)動機之間的工作是相連接的,通過一臺帶動另一臺發(fā)電機進行工作, 所以由多臺發(fā)動機組成主電源的飛機會更加安全[3]。

4 航空電器系統(tǒng)對安全飛行的重要性及診斷故障方法

飛機供電系統(tǒng)的正常運行分為三種情況: 正常工作運行狀況、非正常運行工作狀況及應急運行工作狀況。

4.1 電氣系統(tǒng)正常工作

正常運行工作狀態(tài)即飛機的飛行期間或是執(zhí)行任務時,飛機內(nèi)的供電系統(tǒng)一切正常, 沒有故障產(chǎn)生的情況為飛機正常工作情況。

4.2 電氣系統(tǒng)非正常工作的故障診斷辦法

電氣系統(tǒng)非正常運行工作狀態(tài)是飛機在高空飛行過程中,出現(xiàn)一種短暫性的失控狀況, 匯流條電壓或是電流頻率發(fā)生比較大的波動,比如配電箱或饋電線發(fā)生機體短路現(xiàn)象,從而導致電路進入自我保護狀態(tài),形成短路,在保護器跳閘之后電路系統(tǒng)就會恢復正常的工作狀態(tài)。飛機的電氣系統(tǒng)在非正常運行下工作出現(xiàn)飛機顛簸、機體失控、操作臺升降桿失靈一系列的問題,這些故障有可能因此導致飛機事故的發(fā)生,下列三種辦法,可以檢查出飛機電氣系統(tǒng)的故障[4]。第一,可以先通過觀察判斷一些明顯的電氣系統(tǒng)出現(xiàn)的問題,例如產(chǎn)生冒煙、機體發(fā)熱、操作器異常顯示、出現(xiàn)火花、電流等,這些狀況飛機的技術操作員通過視覺、嗅覺就可以了解設備的故障所在。第二,可以通過絕緣裝置進行測量。也可以使用超聲波檢測儀、漏電檢測儀等新型設備進行檢測。第三,電氣系統(tǒng)的故障檢測方法主要是通過了解電路電流和電壓的具體信息,進行分析判斷飛機中存在的危險。隨著電氣系統(tǒng)的故障檢測技術不斷的提高, 計算機的控制系統(tǒng)綜合方法也應用到了飛機的故障檢測中[5]。這個方式主要是依賴硬件設施進行診斷,把發(fā)電機的電流、電壓、運行速度的信息進行采集和分析,然后通過計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)匯報給主機終端,進而準確的找出飛機發(fā)生故障的地方。

4.3 電氣系統(tǒng)應急工作的故障診斷辦法

應急運行工作狀態(tài)指所有電源全部發(fā)生故障, 不能提供電量,必須啟用備用電源使飛機正常工作,但因為備用電源的能量有限,會發(fā)生隨時失去電力的危險,所以一旦發(fā)生這種情況,飛機必須盡快的返回出發(fā)點或者找到附近機場進行降落。在飛機落地后,機場的維修人員必須在第一時間對飛機的故障進行檢修。飛機上的工作人員一定告知維修人員發(fā)生事故的地點、情況、時間等, 機場的維修人員找到發(fā)生故障的地方后要認真仔細的檢測電力系統(tǒng)[6]。依照線性的檢測方式,以計算機功能為輔助,迅速準確的建立對比模型,提高電氣系統(tǒng)的安全性,從而使飛機的安全得到保障。目前已有兩種不同的電氣系統(tǒng)故障的檢查方法:第一, 小波變換的處理辦法。小波變換具備多個分辨率的特點,在小時頻率中擁有局部視頻的特點。因為這一特點,小波分析能夠準確的描繪飛機的動態(tài)信號, 適合在飛機電氣設備的計算機在線檢查中使用。第二,神經(jīng)網(wǎng)絡的檢查方式。神經(jīng)網(wǎng)絡檢查的主要方法是通過分布式進行信息存儲, 因為網(wǎng)絡具備勸阻分布性,非線性的信息交換可以實現(xiàn)。目前,有一種神經(jīng)網(wǎng)絡可以通過非線性動力學把信息儲存在神經(jīng)元中,形成動態(tài)記憶。

結束語

總而言之,航空電力系統(tǒng)對飛機安全飛行有足夠的影響。希望通過本文分析,可以讓人們意識到電氣系統(tǒng)的重要性,飛機的檢修人員在進行電氣系統(tǒng)的保養(yǎng)與維修時一定要認真, 并且對飛機上的用電設施進行仔細的檢查, 飛機工作人員在飛機運行過程中出現(xiàn)的問題在降落后一定要告訴維修人員及時解決,避免發(fā)生意外,這樣才能使安全飛行得到保障。