沖擊和加速度也是造成材料或零件損傷或疲勞的原因。要特別注意設備的抗振穩定性。
燃油蒸氣、臭氧和蓄電池氣體等有害氣體,燃油、液壓油、滑油等液體,紅外、紫外、 和 射線等電磁輻射, "射線、質子和中子流等高能粒子流也對電氣設備有較大的影響,要防止由此引起的爆炸和火災等嚴重事故。
對電氣設備的基本要求包括五個方面,可靠性、維修性、體積重量、成本價格和電氣性能。
可靠性即要求設備在一定的環境下起到預定的作用,在規定的時間內不損壞。常用平均無故障工作時間 "%作為定量標準。高的可靠性來自良好的設計,認真的制造,全面的檢查,合理的使用,準確的安裝和正確及時的維修。
在飛機電氣設備和其他設備日益增多,且復雜性日益提高的情況下,改善維修性是提高飛機技術和經濟性的關鍵。采用設備自檢測系統自橙和故障診斷及定位技術,是現階段改善維修性的重要途徑。
減小飛機電氣設備的體積和重量,是提高飛機機動能力和經濟性的重要方面。新材料、新器件和新技術的發展,是減小電氣設備和系統體積重量的關鍵。
航空電氣設備中高新技術的應用也顯著提高了他的成本,設備的成本和他的使用壽命直接相關。還應該注意到設備裝饑后的維修費用,即不僅應考慮制造成本,還必須考慮其全周期費用,即從設備的原材料開始一直到該設備壽命期的總費用。
電氣設備的技術性能必須滿足飛機總體要求。不能因個別設備性能降低而使系統性能降級,甚至造成飛機的技術性能下降。
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第二章 恒速恒頻交流電源系統
第一節 恒速傳動裝置的基本原理及構成
一、電磁式恒裝
最簡單的電磁式恒裝就是電磁滑差離合器,他與飛機交流發電機裝于同一殼體內。電
磁恒裝磁極常為凸極式,由直流電勵磁。外轉子電樞由硅鋼片疊成,上有鼠籠,與鼠籠式異
步電動帆的轉子結構類似。航空發動機通過軟軸帶動外轉子旋轉時,由于電磁耦合作用,
磁極也跟著旋轉并帶動交流發電機的轉子。如果發電機的轉矩從 ",降到 "而勵磁電流
不變,則電機轉速將從, %&增加到, %。為使電機轉速不變,必須減小勵磁電流,當電流小到
對應的機械特性曲線時,恒裝輸出轉速即恢復到 %&。
如果發電機負載不變,加在恒裝上的負載力矩 "也不變,而發動機轉速增加,恒裝輸
出轉速從, %&增加到 %&。為使發電機轉速不變,必須減小勵磁電流,使其機械特性改變,轉
速才能回至 %&。
由此可見,在負載改變和發動機轉速變化時,如果相應地改變電磁恒裝的直流勵磁電
流,則可保持他的輸出轉速不變。
穩定工作狀態下,恒裝輸入轉矩和輸出轉矩相同,故輸入功率與輸出功率之比等于輸
入轉速與輸出轉速之比。如果發動機工作轉速范圍為 比 ,則在發動機最高工作轉速時
恒裝消耗的功率等于傳到發電機的功率,效率僅 ’( )。因此簡單電磁恒裝只用于發動機轉
速范圍變化不大、發電機容量較小的場合。仿照齒輪差動式液壓恒裝原理,可構成齒輪差
動電磁恒裝,以提高效率,但裝置結構變得復雜了。
二、齒輪差動式液壓恒裝
齒輪差動式液壓恒速傳動裝置主要由差動游星齒輪、液壓泵、液壓馬達轉速補償組件(簡稱泵馬達組件)、供油系統、調速系統和保護系統等部分組成。其中基本部件是差動游
星齒輪和泵馬達組件,他的方框圖如圖 ’ * *所示。
差動游星齒輪
恒速傳動裝置的差動游星齒輪和普通差動游星齒輪相似,差動游星齒輪系由游星架 ,
游星輪 +)、+ ,補償齒輪 +和輸出齒輪 +.組成,如圖 ’ * *所示。
-
如補償齒,輪 +-不轉動,游星架 順時針方向轉動,那么與補償齒輪嚙合的游星輪 +)則為反時針方向轉動,游星輪 + 順時針方向轉動,使輸出齒輪 + 也順時針方向轉動。如游
,.
•///•
星架 不轉動,而補償齒輪 -’反時針方向轉動,則游星輪 -(也反時針方向轉動,游星輪 -,順時針方向轉動,輸出齒輪 -*也順時針方向轉動。如游星架 順時針方向轉動,而補償齒輪 -’反時針方向轉動,則輸出齒輪 -,必須順時針方向旋轉,且他的速度比游星架或補償齒輪單獨旋轉時高。補償齒輪不轉動時,游星架轉一圈,輸出齒輪轉兩圈。游星架不轉動時,補償齒輪轉一圈,輸出齒輪也轉一圈。如輸出齒輪的轉速用 +*表示,游星架轉速用 +表示,補償
齒輪 -’的轉速用 +’表示,則差動游星齒+—恒裝輸入轉速; +,—恒裝輸出轉速; 輪的轉速關系為+&—補償齒輪轉速+* .+ +’(" )為了使輸出齒輪的轉速等于額定轉速,即 +* .+/,那
么當游星架轉速等于額定轉速的一半時,即 + . +/,補
償齒輪不旋轉,即 +’ .",輸出轉速即為額定轉速,這就是
零差動狀態。當游星架轉速低了,即 + 0 +/,必須使補
償齒輪逆時針方向轉動,才能使輸出齒輪轉速為額定轉速,且 +越低, +’應越高,這就是正差動狀態。游星架轉
速大了, +1 +/,必須使補償齒輪順時針方向轉動,才能
使輸出齒輪的轉速為額定值,這就是負差動狀態。
由此,如果差動游星齒輪的游星架與航空發動機的傳動軸相接,輸出齒輪與飛機交流發電機相接,補償齒輪由液壓馬達傳動,這就是組合電源中應用的恒速傳動裝置的一種方案,組合電源裝置中應用的噴油冷卻交流發電機,目前轉速為 """2 3 245+,零差動時的發動機輸出轉速為 )"""2 3 65+,與目前的飛機發動機恒速傳動裝置的工作轉速在(’""" 7 8""") 2 3 65+附近正合適。發動機傳動端轉速低于 )"""2 3 65+時為正差動狀態,而發動機轉速高于 )"""2 3 65+時為負差動狀態工作。
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