飛機電氣系統(tǒng)課程介紹：

航電專業(yè)課；

理論探討電氣設備功用、組成及工作原理；

設備維護實踐和性能分析；飛機電氣控制設備重點內容

電力配送；

發(fā)動機電氣控制；燃油系統(tǒng)電氣控制；客艙系統(tǒng)電氣控制；告警與保護系統(tǒng)；飛機電氣控制設備工作

原理理論要求實踐要求主要功用掌握實踐與理論知識

部件結構教學要求

性能

分析隨著飛機電氣控制系統(tǒng)新技術新材料的應用，部件之間控制關系復雜化及分布廣泛化，大多工作環(huán)境比較惡劣，極易出現(xiàn)故障，要求理論聯(lián)系實際飛機大翼導線波音公司的導線系統(tǒng)飛機的“心臟”---發(fā)動機，附件、管路及導線導線與電路保護正確安裝和維護導線以防過載，過載會導致過熱、釋放有毒氣體，可能引發(fā)火災！飛機燃料泄漏控制器和傳感器控制器和傳感器墜落農田的飛機副油箱燃料管理油箱例行檢查火花塞發(fā)動機系統(tǒng)飛機發(fā)動機的監(jiān)控儀表新的和用過的火花塞飛機客艙系統(tǒng)運動地面顯示屏地形感知告警系統(tǒng)（TAWS）近地警告計算機“PULLUP”第7章導線與電路保護7.1概述

教學目標導線和電纜的定義01導線和電纜的種類02導線和電纜的工作環(huán)境03小測驗047.1概述1996年，執(zhí)行TWA800航班的B747客機發(fā)生空中爆炸，造成機上230人全部遇難。經調查，此次空難最可能的原因是飛機電氣線路故障產生的電火花進入燃油箱。1998年，瑞士航空公司的MD-11飛機失火造成空難。這些事件促使NTSB（美國國家運輸安全委員會）和FAA（美國聯(lián)邦航空管理局）對飛機線路更加關注。2007年11月，在FAR-25部中增加了H分部，統(tǒng)一組織和明確原來分散在各子系統(tǒng)中的有關電氣線路設計、安裝和維修方面的適航要求，對其他分部中與線路有關的條款也進行了修訂，最大限度地提高運輸飛機電氣線路系統(tǒng)的安全性。7.1概述

導線由帶有絕緣層和保護層的單根導體或絞合導體構成。

電纜定義為：

同一個絕緣層和保護層內的兩根或多根單獨的導線；

兩根或多根絞在一起的導線；

由一個金屬絲網或護套包覆的任何數(shù)量的導線；

由金屬外層導體包覆的單根絕緣導體（同軸電纜）。導線和電纜的定義017.1概述電纜7.1概述

一架飛機上使用的導線和電纜有很多種，可以按照它們的使用方式和用途進行分類：

●機身導線和電纜；

●設備導線和電纜；

●起動系統(tǒng)電纜；

●熱電偶電纜；

●數(shù)據總線電纜；

●射頻(RF)電纜。導線和電纜的種類027.1概述

飛機上安裝的導線與汽車、建筑物或工業(yè)上使用的導線相比，必須在更惡劣的環(huán)境下工作。除了傳導電流（常常在高壓下），飛機上的導線還會暴露在各種環(huán)境和工作條件下，包括污染物。例如：

●液壓油；

●燃料和／或潤滑油；

●高溫；

●磨損；

●振動。導線和電纜的工作環(huán)境037.1概述電纜為什么要屏蔽？

設計用于小信號（如傳遞數(shù)字信息）的導線或電纜都進行了屏蔽，以防傳輸?shù)男盘柺艿诫姶鸥蓴_的影響。傳輸高功率和／或高頻的導線和電纜也要進行屏蔽，以防它們產生電磁干擾。小測驗？？7.2構造與材料

飛機上的導線需要能夠發(fā)生物理變形，以便于安裝，而且能夠承受引起導線變形的振動。多股導體能增加導線或電纜的變形能力，使其更容易安裝、更容易承受飛機的振動。絕緣材料必須能夠承受施加的電壓，包覆材料需要能夠承受特定的污染物。導體要能夠傳導所需的電流而不至于導致過熱或燃燒；它們還必須有較低的絕緣電阻，以使電壓最小。銅導線在飛機上獲得廣泛應用的原因：

●低電阻率；

●高延展性；

●高拉伸強度；

●便于焊接。7.2構造與材料解釋電纜和導線為什么采用多股絞線？

多股導體能增加導線或電纜的變形能力，使其更容易安裝、更容易承受飛機的振動。

小測驗？？7.2構造與材料

導體必須進行絕緣，以防相鄰電路之間以及電路與機身之問造成短路。12V或28V供電不會構成電擊的危險，但導線必須絕緣，以防出現(xiàn)電弧、系統(tǒng)破壞和設備故障。絕緣層損壞和液體污染物的共同效應是導致濕弧放電路徑的形成。當絕緣層表面受到含有自由離子的物質污染時，就可能發(fā)生濕弧放電路徑現(xiàn)象。7.2構造與材料解釋濕弧放電路徑這個術語？小測驗？？7.3技術規(guī)范

按照該規(guī)范制造的導線帶有如下格式的產品號：M22759/x-xx-x。

M22759/x-xx–x在規(guī)范的一個表格中確定了導線的具體類型（絕緣層、外殼和導線鍍層）；

M22759/x-xx–x在規(guī)范的一個表格中確定了導線的規(guī)格；

M22759/x-xx–x

在另一個規(guī)范(MIL—SDT—681)中確定了絕緣層的顏色。7.3技術規(guī)范

單壁構造帶有絕緣和保護復合外殼，以降低成本和重量。

雙壁構造示出了導體、絕緣體和單獨的保護外殼。兩種導體在長時間的使用后外觀都會出現(xiàn)裂紋。在單壁型導線中，進入的潮氣通過虹吸作用可以沿導線移動。這會在導線內部形成放電路徑，導致過熱。雙壁型導線就更能抵抗這種效應。絕緣層損壞和流體污染物的組合效應會產生濕弧放電路徑！7.3技術規(guī)范

7.3.1導線規(guī)格

飛機上所用導線的規(guī)格根據美國線規(guī)(AWG)定義。對一給定的美國線規(guī)，導線將有一個規(guī)定的直徑，因而也就有一個可知的電導（電阻的倒數(shù)）。電纜的規(guī)格指的是導體的直徑，因而導線或電纜的直徑要更大一些（因為有絕緣層）。最大的導線規(guī)格是0000AWG，最小的是40AWG。導體必須有較低的絕緣電阻，以使IR損失最??！7.3技術規(guī)范

7.3.2性能要求

按照MIL–W-M22759E制造的導線必須符合尺寸和構造要求，且性能指標符合以下要求：

●絕緣層容易去除；

●容易焊接；

●電介質試驗；

●柔性；

●拉伸強度；

●虹吸性能；

●高低溫試驗；

●可燃性能；

●生命周期試驗；

●液體浸泡；

●濕度；

●煙霧散發(fā)。7.4屏蔽

屏蔽導線能夠防護來自大電流轉換電路的輻射，或者保護易受影響的電路。內層導體傳輸系統(tǒng)電流，屏蔽層為電磁場的耦合提供一個低阻抗通路。這些磁場被耦合到屏蔽層，并散布到接地。傳輸高功率和／或高頻率的導線和電纜都經過了屏蔽，以防出現(xiàn)電磁干擾！7.4屏蔽

單根導線和電纜之間可用壓接片或對接接頭進行連接。給屏蔽電纜剝線頭時一定要小心，為了進行連接，內層導體和外層絕緣層都要暴露出來。

7.4.1壓接接頭和對接接頭7.4屏蔽

屏蔽導線的一種特殊形式是同軸電纜。同軸電纜通常用于在天線和接收機或發(fā)射機之間連接，引導射頻信號。同軸電纜的構造見圖7.4．其突出的特點為：

●內層導體：鍍銀的銅導線；

●實體絕緣層（電介質）：泡沫FEP;

●單體導線編織層（屏蔽層）：鍍錫的銅線；

●外層絕緣層（殼體）：FEP。

屏蔽電纜和同軸電纜的區(qū)別是什么？

7.4.2

同軸電纜7.4屏蔽

同軸電纜用捅銷接頭(BNC)成螺母接頭(TNC)連接。BNC的優(yōu)點是快卸。TNC在振動條件下有較好的性能，因為它們降低軸向運動。圖7.5示出了典型的同軸電纜連接器以及它們與電纜的連接。

7.4.2

同軸電纜7.5電路的保護

導線或電纜承載電流的能力取決于其長度和橫截面積，散熱由I2R損失決定。設備故障、低電阻通路或來自附加電路的過載，都會使電流增加，這有可能超過導體的電流承載極限。導線的溫度會逐漸增加，同時也要能夠經受瞬態(tài)衰減電流。

飛機上采用的方法是選用下列器件：

●保險絲；

●斷路器；

●限流電阻。7.5電路的保護

保險絲是與電路串接的一段導線。它們的電流承載能力是預先設定的，當電流超過這個設定值時，它們就發(fā)熱、熔斷，因而把電路切斷、隔離。

7.5.1

保險絲7.5電路的保護

大電流保險絲由陶瓷殼體和接線端構成，見圖7.6(c)。

7.5.1

保險絲功用：起短路保護作用，常用于大電流線路中。額定電流一般為：200～900A結構熔斷片：掛薄層錫的銅片石棉水泥：吸收熔斷片部分熱量和滅弧

慣性保險絲功用：熱慣性大，起短路和過載保護作用，常用于允許有短時過載的電路中。額定電流一般為：5～250A慣性保險絲結構短路保護部分：黃銅熔片過載保護部分：低熔點焊料7.5電路的保護

大電流保險絲由陶瓷殼體和接線端構成，見圖7.6(c)。保險絲可以卡裝在配電盤上（見左圖）或者用螺紋擰到面板上（見右圖）。

7.5.1

保險絲7.5電路的保護

斷路器是機電裝置，在電流過大時用于把電路斷開，隔離。與保險絲不同的是，斷路器可以復位（假定故障已經排除）。

有兩種斷路器：機電型和熱型。熱型斷路器由雙金屬熱元件、開關觸頭和機械鎖構成。一種熱型斷路器的內部構造和外部特征見圖7.9。

7.5.2

斷路器

7.5.2

斷路器7.5電路的保護

斷路器也可以用于把電路方便地隔離（如維修期間）。有些斷路器配有可去掉的標志圈，以方便識別。斷路器的額定電流標刻在按鈕的端部(見圖7.10)。斷路器可以是單極或多極裝置（“極”定義為開關裝置包含的鏈路數(shù)）。多級裝置用于三相交流電路。飛機上裝有各種結構形式的斷路器，包括：

1．自動復位；2．自動跳閘／按鈕復位；3．開關型；4．自由脫扣。7.5.2

斷路器7.5電路的保護

每種斷路器的電路符號見右圖。自由脫扣斷路器的觸頭，在故障沒有消除時不能閉合。這是飛機上優(yōu)先使用的斷路器，尤其是用于新系統(tǒng)的斷路器。

7.5.2

斷路器7.5電路的保護

7.5.3

限流電阻

限流電阻用于限制電流的急升，主要用在直流電路，其中的初始電流升高量很大。這些電路接通時，會產生大電流，這些大電流可能會損傷其他器件，并在一段時間內（由電路的時間常數(shù)決定）降低供電電壓。限流電阻與這些電路串接，當電流穩(wěn)定以后，限流電阻被自動短接掉。限流電阻的典型應用位于發(fā)動機起動電路和穩(wěn)壓器中。限流電阻也用于滅火系統(tǒng)（參見第16章）。滅火器由直流電啟動，直流電通過限流電阻輸入給相關的電爆管，電爆管戳破一個膜片，使滅火介質在高壓下噴出。限流電阻可避免意外啟動電爆管。在電子電路中，限流電阻用下保護像二極管這樣的器件。課后復習導線和電纜濕弧放電路徑的形成01導線和電纜的屏蔽以及電磁干擾02保險絲的維護要點03導線和電纜濕弧放電路徑的形成01

導體必須進行絕緣，以防相鄰電路之間以及電路與機身之間造成短路。12V或28V供電不會構成電擊的危險，但導線必須絕緣，以防出現(xiàn)電弧、系統(tǒng)破壞和設備故障。絕緣層損壞和液體污染物的共同效應會導致濕弧放電路徑的形成。導線和電纜的屏蔽以及電磁干擾02

設計用于小信號（如傳遞數(shù)字信息）的導線或電纜都進行了屏蔽，以防傳輸?shù)男盘柺艿诫姶鸥蓴_的影響。

傳輸高功率和／或高頻的導線和電纜也要進行屏蔽，以防它們產生電磁干擾。保險絲的維護要點031．保險絲受到振動和熱循環(huán)以及在過載條件下，都會斷開或熔斷。

2．更換前，先確定導致保險絲熔斷的原因。

3．不要假定熔斷的保險絲就應該換上同樣額定值的保險絲；一定要對照飛機文件。課后練習1．對承載高功率和／或高頻率的導線和電纜進行屏蔽，以防：(a)導線或電纜成為電磁干擾源(b)導線或電纜受到電磁干擾的影響(c)濕弧放電路徑的形成2．包含在同一個絕緣和保護層內的兩根或多根單獨的導線稱為：(a)屏蔽導線(b)同軸電纜(c)電纜3．保險絲的額定值用于確定：(a)它能夠承載的最大電流(b)它能夠承載的最小電流(c)保險絲斷開的時間課后練習4．導體必須有較低的絕緣電阻，以使下述什么最?。?a)電流急升(b)電磁干擾(c)IR損失5．絕緣層破壞和液體污染的組合效應會導致：(a)電磁干擾(b)濕弧放電路徑(c)電流急升6．對一給定的AWG，導線會有規(guī)定的：(a)直徑和已知的電導(b)長度(c)屏蔽特性7.同軸電纜通常用于：(c)電流急升(c)屏蔽特性(a)數(shù)字信號(b)電動機和發(fā)電機(c)射頻信號課后練習8．自由脫扣斷路器的觸頭：(a)故障存在時也能閉合(b)故障存在時不能閉合(c)僅在維護時使用9．限流電阻的連接方式為：(a)暫時串接(b)暫時并接(c)永久串接10.斷路器按鈕下面的白色標志環(huán)用于指示：(a)斷路器跳閘電流(b)受保護的系統(tǒng)(c)斷路器是處于閉合還是斷開飛機電氣控制設備第8章電力配送電力配送輸配電系統(tǒng)要解決的問題：

將電源系統(tǒng)產生的電力輸送到用電設備、并對電力進行合理分配，保證各用電設備獲得正常工作所需要的電力，從而保證飛機安全飛行。8電力配送

飛機上的電力通過稱為匯流條的公共點提供給各種負載。電力配送系統(tǒng)基于一個或多個匯流條，匯流條提供了到達整個飛機上電路和器件的預先設定的路徑。

對任何一種飛機來說，配電系統(tǒng)都將包括下列構件：

匯流條；

保護裝置；

控制裝置；

導線；

負載。

粗的金屬條或棒（低阻抗導體）用于電源系統(tǒng)的輸入和輸出連接

電源輸出端與一個或幾個低阻抗導體連接在一起，就構成了匯流條（Busbar，通常簡稱為Bus），也稱為配電條。

匯流條8.1單發(fā)動機／通用航空飛機

簡單的匯流條配電系統(tǒng)由電池供電，由電池主開關控制，當匯流條上需要電力時，電池主開關就啟動接觸器。電池匯流條原理01

簡單電池匯流條的一種變型是分立航電匯流條，這種結構在發(fā)動機起動或利用外部供電起動發(fā)動機時把電子設備與電流急升隔離開。分立航電匯流條原理02

展示了用于交流發(fā)電機控制的穩(wěn)壓器和電池主開關。電池的充電／放電電流通常通過一個電流表加以監(jiān)控。交流發(fā)電機/匯流條原理圖038.1.1反向電流繼電器

任何直流發(fā)電系統(tǒng)都需要這種電路結構，它用于防止電池把多余的電流反饋給發(fā)電機的電樞。沒有這種保護，電池會在發(fā)電機輸出電壓低于電池的端電壓(例如發(fā)動機關閉期間)時進行放電。8.1.1反向電流繼電器

當發(fā)電機輸出高于電池的端電壓時，觸頭由兩個線圈中的電流產生的磁場閉合。如果發(fā)動機慢下來并使發(fā)電機輸出低于電池的端電壓，觸頭被打開，此時通過電流線網中的電流是反向的（其結果是磁場被減弱）。觸頭打開后，電池就與發(fā)電機斷開。8.1.2限流器

電流線圈與發(fā)電機的輸出串聯(lián)。如果輸出超過預先設定的值，線圈磁場打開一對開關觸頭，這使得一個電阻與發(fā)電機磁場構成串聯(lián)，因而降低發(fā)電機的輸出。發(fā)電機輸出的降低減弱了電流線圈的磁場，這使得觸頭又重新閉合（使電阻短接）。8.1.3外部電源

飛機電池提供了自行起動發(fā)動機的手段。有些操作（如寒冷天氣和重復起動）會導致過量的電流需求，而使電池沒有處于完全充電的狀態(tài)。外部供電系統(tǒng)用于在電池電力不足或沒有安裝電池的情況下給飛機供電。8.1.3外部電源

外部供電可以來自地面供電設備或圖8.7所示的電池組。在大型飛機上，帶三個插孔的連接器用于外部供電，這三個插孔與機身上的三個插腳相配，見圖8.8。連接器上使用不同尺寸的插腳，以防電壓極性接反。8.1.3外部電源8.1.3外部電源

有些飛機供電系統(tǒng)帶有地面供電繼電器。當?shù)谌齻€（較短的那個）插腳接觸時，電力只能通過主插腳給飛機供電。第三個插腳用于啟動地面供電繼電器；這個額外的繼電器防止電源連接器上出現(xiàn)電打火，見圖8.9。8.1.4電池充電：單發(fā)動機

在地面上的電池充電通過一個外部電源來實現(xiàn)（在機庫里運行發(fā)動機不安全）。提供電能的外部電源可以是另一個電池、柴油發(fā)電機或適用的市電電源。外部電源接通時，電力通過外部電源繼電器送到電池繼電器輸出端。電力也供給閉合電路（電阻和二極管降低充電電壓）。當電池主開關選擇接通時，就閉合了電池繼電器，因而提供全部的充電電流。保險絲用于防止電池短路。小結單發(fā)通航飛機電池匯流條原理圖01解釋反向電流繼電器和限流器不同作用02用什么儀器測量電池的充放電電流03單發(fā)通航飛機電池匯流條原理圖01

簡單的匯流條配電系統(tǒng)由電池供電，由電池主開關控制，當匯流條上需要電力時，電池主開關就啟動接觸器。解釋反向電流繼電器和限流器不同作用02反向電流繼電器：

防止電池把多余的電流反饋給發(fā)電機的電樞。沒有這種保護，電池會在發(fā)電機輸出電壓低于電池的端電壓(例如發(fā)動機關閉期間)時進行放電。限流器：

該裝置用于在故障條件下（如匯流條發(fā)生短路）降低直流發(fā)電機輸出，以防發(fā)電機過熱或燒毀繞組。用什么儀器測量電池的充放電電流03

電池的充電|放電電流通常通過一個電流表加以監(jiān)控。8.2雙發(fā)動機通用航空飛機

在基本的結構中，每臺發(fā)動機驅動各自的發(fā)電機，其輸出提供給一個公共的電池匯流條。發(fā)動機速度的變化意味著一臺發(fā)動機的輸出高于另一臺，因而一個調整系統(tǒng)（利用疊層碳板調節(jié)器）用于平衡兩個輸出。8.2雙發(fā)動機通用航空飛機

假定左側發(fā)電機的調壓輸出低于右側。每個電阻上的電壓不同。這個電壓差產生一個電流，通過右側平衡線圈進入左側。這使得右側的疊層碳板調節(jié)器放松，因而降低右側發(fā)電機的輸出；左側調節(jié)器線圈壓縮，因而增加左側發(fā)電機的輸出。8.3大型飛機系統(tǒng)

與通用航空飛機相比，大型飛機（支線飛機、公務飛機和客機）帶有更多的電氣系統(tǒng)。對潛在故障的管理，通過對各種負載進行分類并根據預先確定的次序斷開它們來實現(xiàn)。把負載從匯流條上斷開的過程稱為甩負載。這些負載可以按級分類：8.3大型飛機系統(tǒng)

主匯流條：有時被稱為非基本匯流條、發(fā)電機匯流條或負載匯流條。

基本匯流條：有時被稱為關鍵或安全匯流條。它連接飛機連續(xù)安全飛行所需的設備和儀表。

電池匯流條：有時被稱為備用或應急匯流條。它給飛機安全著陸所需的設備供電。為了完成上述任務，飛機上有三種主要配電系統(tǒng)結構：

●分立匯流條系統(tǒng)；

●并行系統(tǒng)；

●分立并行系統(tǒng)。

這是一種用在雙發(fā)動機飛機上的完全隔離式雙發(fā)電系統(tǒng)，有時稱為非并行系統(tǒng)。8.4分立匯流條系統(tǒng)8.4分立匯流條系統(tǒng)

右側和左側的發(fā)電機給各自的匯流條供電，匯流條連接著專門的負載。在一臺發(fā)電機失效的情況下，另一臺發(fā)電機給基本負載供電。

系統(tǒng)的控制，通過幾個用于把發(fā)電機和匯流條接通和斷開的飛行隔艙開關、控制斷路器和繼電器來完成。分立匯流條系統(tǒng)的典型控制面板特征：8.5并行匯流條系統(tǒng)所有發(fā)電機都與各自的交流負載匯流條和配電匯流條相連。任何發(fā)電機都能給任何匯流條供電，以提供相等的負載分配。8.6分立／并行匯流條系統(tǒng)

這是用于大型客機的一種靈活的負載分配系統(tǒng)，它具有并行系統(tǒng)的優(yōu)點，而且在需要時能夠保持對故障系統(tǒng)的隔離。主電源的構成包括：每臺發(fā)動機一個IDG、兩個APU發(fā)電機和兩個外部電源接口。一個分直系統(tǒng)斷路器把配電系統(tǒng)的左邊和右邊聯(lián)系起來。任何一臺發(fā)電機都可以給任何一個負載匯流條供電，任何發(fā)電機的組合都可以并聯(lián)工作。第8章電力配送8.7備用電源和基本電源

基本的115V交流電源作為單相電源提供電力；備用交流匯流條通常由基本交流匯流條供電。如果這個供電失效，選擇靜態(tài)變流器（由主電池供電）作為備用交流電源。

8.7備用電源和基本電源

基本的直流電源來自由基本交流匯流條供電的變壓整流裝置(TRU)。備用交流和直流匯流條供電通常來自相應的基本電源；當選擇“接通”時，備用交流和直流電源分別來自變流器和電池。

8.8電池充電

大型飛機上的電池充電器以115V．三相400Hz交流電源供電，電源來自交流地面服務匯流條。

一個完全放電的鎳鎘電池可在大約60～90min內完成充電。

電池充電器有兩種工作模式，采用哪種方式取決于飛機是否由外部地面電源供電。

8.8電池充電

▲飛機在地面時，充電器由地面服務匯流條供電，并向電池提供恒定電流。

▲當沒有外部電源時，電池從變壓整流裝置(TRU)充電，后者提供28V直流電，給電池充電，給電池匯流條上的負載供電。

電池溫度傳感器構成充電系統(tǒng)的一部分，防止電池損壞。如果電池溫度超出一定的范圍（一般為-18~60攝氏度），充電電路自動斷開。

8.9控制和保護

●控制

用于在正常狀態(tài)下，對配電系統(tǒng)的供電模式進行轉換；

●保護

用于在故障狀態(tài)下，對故障部位斷開以保護配電系統(tǒng)本身和電源、用電設備等。8.9控制和保護

●控制裝置

開關、繼電器、接觸器

●保護裝置

熔斷器（保險絲）、斷路器8.9控制和保護各種器件用于對配電系統(tǒng)提供控制和保護：

●電流互感器

●差動電流保護；

●相保護；

●斷路器／接觸器。8.9.1電流互感器

這種器件通過感測電流來對系統(tǒng)進行控制、保護和指示。8.9.1電流互感器

主級繞組為被監(jiān)控的大功率主交流饋電電纜，次級繞組被裝入一個箱體，以感應耦合線圈的形式呈現(xiàn)。8.9.1電流互感器

當電流Ip在饋電電纜中傳輸時，相應的磁場在次級繞組中感應出電流Is。這就是被控制、保護和指示器件使用的輸出信號。8.9.2差動電流保護

這種電路探測交流發(fā)電機饋電線路或匯流條上的短路。8.9.2差動電流保護

兩個控制互感器(CT)分別位于配電系統(tǒng)的兩端。8.9.2差動電流保護

CT1位于發(fā)電機輸出的負（接地）接線端，T2位于匯流條的輸出端，用于在發(fā)電機控制組件(GCU)中完成監(jiān)控功能。8.9.2差動電流保護

這種電路探測交流發(fā)電機饋電線路或匯流條上的短路。兩個控制互感器(CT)分別位于配電系統(tǒng)的兩端。CT1位于發(fā)電機輸出的負（接地）接線端，T2位于匯流條的輸出端，用于在發(fā)電機控制組件(GCU)中完成監(jiān)控功能。8.9.3相保護電路

這種電路對各相之間的故障和單個相的接地故障提供保護。三相系統(tǒng)的每一相都將需要同樣的電路8.9.3相保護電路

兩個電流互感器(CT)分別位于饋電線的兩端：●CT1監(jiān)控發(fā)電機的電流輸出；●CT2監(jiān)控進入配電系統(tǒng)的電流。8.9.3相保護電路

如果饋電線中出現(xiàn)故障．CT1有電流通過（不是CT2），則產生一個不平衡的狀態(tài)。哪一個線圈中有電流通過，都會斷開觸頭，并使饋電線兩端斷開。8.9.3相保護電路

每個電流互感器的次級繞組通過兩個繼電器線圈連接起來，這些繞組以相反的方向構成。當電流通過饋電線時，兩個線圈中的電流相等，感應的電動勢處于平衡狀念，沒有電流。8.9.4斷路器/接觸器

斷路器（有時稱為接觸器）用于在發(fā)電系統(tǒng)中連接饋電線和匯流條，也用于各種匯流條之間的相互連接。

與常規(guī)的斷路器不同，這種斷路器的接通和斷開可以遙控。它們帶有幾個大功率主觸頭，用于切換電力；

還有幾個輔助觸頭，用于控制其他電路，如告警燈、繼電器等。8.10甩負載

甩負載可定義為：決定斷開哪些系統(tǒng)，按何種次序斷開這些系統(tǒng)，以降低剩余電源的電力消耗。最壞的情況是飛機僅靠電池供電來飛行8.10甩負載

非基本負載對連續(xù)安全飛行來說并不是必需的。這些負載包括前面談到的廚房、空中娛樂(IFE)系統(tǒng)和主艙燈光。

基本負載對連續(xù)安全飛行來說是必需的。

應急負載對飛機的安全著陸來說是必需的，如無線電、燃料控制、起落架和防火系統(tǒng)。8.10甩負載

8.10.1通用航空飛機

大部分通用航空飛機只需關心交流發(fā)電機（或發(fā)電機）故障。這種飛機通常配有一個電流表和／或一個電壓表。

在有些通用航空飛機上，一個過壓指示燈和一個電流表可用于確定電氣故障的性質。

有些飛機還配有發(fā)電機故障指示燈，該燈點亮時，表示只有電池存給航電匯流條供電。8.10甩負載

8.10.2

大型飛機

現(xiàn)代飛機上配備了自動甩電氣負載的系統(tǒng)，一個控制組件探測電力的損失，即一臺或兩臺發(fā)電機的失效。

如果出現(xiàn)電源或匯流條故障，有關的匯流條斷路器(BTB)或發(fā)電機斷路器(GCB)的配置應該能夠保護剩余的發(fā)電機，并繼續(xù)向基本負載提供電力。

甩負載由一個固態(tài)匯流條供電控制組件(BPCU)進行自動控制。8.10甩負載

8.10.2

大型飛機

廚房用電在電氣系統(tǒng)負載中占的比重很高，因為它包含像飲料制備、烤箱這樣的設備。這些系統(tǒng)對電氣系統(tǒng)設計有著重要的影響。8.10甩負載

8.10.3

交流電路的負載均分

廚房用電在電氣系統(tǒng)負載中占的比重很高，因為它包含像飲料制備、烤箱這樣的設備。這些系統(tǒng)對電氣系統(tǒng)設計有著重要的影響。8.11選擇題1．反向電流繼電器在任何直流發(fā)電系統(tǒng)中都需要，它用于防止：

(a)電池把多余電流輸回給發(fā)電機的電樞;(b)發(fā)電機把多余電流輸回給電池;(c)電池把多余電流輸回給起動機電動機;2．限流器裝置：(a)在故障條件下提高直流發(fā)電機的輸出(b)在故障條件下降低直流發(fā)電機的輸出(c)在正常條件下降低直流發(fā)電機的輸出3．電池充電／放電電流由下列哪種儀表監(jiān)控？(a)電壓表(b)接觸器(c)電流表4．參見圖8.24，不同尺寸的插腳用于外部直流電源連接，其目的在于：(a)防止施加相反極性的電壓(b)防止施加過量電力(c)防止電池放電時給系統(tǒng)加電5．主配電匯流條有時稱為：(a)基本匯流條(b)應急匯流條(c)非基本匯流條6．分立匯流條系統(tǒng)有時稱為：(a)非并行系統(tǒng)(b)并行系統(tǒng)(c)備用和基本供電系統(tǒng)7．電感性或電容性負載消耗：(a)真實功率(b)直流電(c)電抗性功率8．基本直流電可以從下列哪些裝置提供？(a)由基本直流匯流條供電的變壓整流裝置(b)由基本交流匯流條供電的變壓整流裝置(c)由基本交流匯流條供電的變流器9．參見圖8.25，視在功率用下列什么單位度量？(a)伏安(V．A)

(b)瓦(W)(c)電抗性伏安(kvar)10．外部直流電源連接器的第三腳用于：(a)給電池充電(b)啟動反向電流繼電器(c)啟動地面電源繼電器

作業(yè)

小測驗7.17.3

小測驗8.18.3課前復習解釋主匯流條、基本匯流條和電池匯流條之間的不同01交流/直流備用電源和基本電源分別是什么02分立匯流條系統(tǒng)和并行匯流條系統(tǒng)各自的特點03解釋主匯流條、基本匯流條和電池匯流之間的不同01

主匯流條：有時被稱為非基本匯流條、發(fā)電機匯流條或負載匯流條。它包括像廚房、空中娛樂(IFE)和主艙照明這樣的負載。這些負載可以在飛行中被斷開和隔離，而不會影響飛機的飛行。

基本匯流條：有時被稱為關鍵或安全匯流條。它連接飛機連續(xù)安全飛行所需的設備和儀表。

電池匯流條：有時被稱為備用或應急匯流條。它給飛機安全著陸所需的設備供電，如無線電、燃料控制、起落架和防火裝置。交流/直流備用電源和基本電源分別是什么02

基本的115V交流電源作為單相電源提供電力；備用交流匯流條通常由基本交流匯流條供電。如果這個供電失效，選擇靜態(tài)變流器（由主電池供電）作為備用交流電源。

基本的直流電源來自由基本交流匯流條供電的變壓整流裝置(TRU)。備用交流和直流匯流條供電通常來自相應的基本電源。分立匯流條系統(tǒng)和并行匯流條系統(tǒng)各自的特點03

分立匯流條系統(tǒng)是一種用在雙發(fā)動機飛機上的完全隔離式雙發(fā)電系統(tǒng)，有時稱為非并行系統(tǒng)。

右側和左側的發(fā)電機給各自的匯流條供電，匯流條連接著專門的負載。在一臺發(fā)電機失效的情況下，另一臺發(fā)電機給基本負載供電。

并行匯流條系統(tǒng)所有發(fā)電機都與各自的交流負載匯流條和配電匯流條相連。任何發(fā)電機都能給任何匯流條供電，以提供相等的負載分配。第9章控制器和傳感器開關01繼電器和接觸器02可變電阻器03

飛機上很多系統(tǒng)需要用手動或自動方式進行監(jiān)控，開關提供了一種最簡單形式的控制和監(jiān)控。

飛機的溫度和壓力等參數(shù)也需要測量，是通過各種傳感器來完成。傳感器用于把期望的參數(shù)（如壓力、溫度、位移等）變成電信號。線性位移傳感器04流體壓力傳感器05溫度傳感器069.1開關

最簡單的開關是用于隔離電路的通／斷裝置。其他開關類型用于把電流導入電路中預先確定的部分。

開關用下列特征表述：

●閘刀數(shù)；

●轉換位置數(shù)；

●轉換觸頭類型（永久性或瞬時性）。

開關有時用保險絲加以保護（線鎖），以防無意的操作。有些開關需要在位置變動前，先從鎖定位置拉出。

幾種操作方式：

●撥動式

●推進/拉出式

●搖臂式

●轉動選擇式。

開關撥動開關按鈕開關旋轉開關微動開關定時開關接近開關開關有很多種，可根據需要選擇使用。9.1開關

操作撥動桿可以打開或閉合觸頭。撥動開關上撥動桿有時配置一組，這樣可以控制多個電路。9.1開關

最簡單的開關有兩個接觸面，用于電路之間的連接。這種連接稱為刀（極）。開關觸頭可以常開(NO)或常閉(NC)，并標識在開關上。一次開關操作能夠連接的電路數(shù)稱為擲。常見的開關結構原理圖見圖。9.1開關

有些開關，設計時帶有直觀的特征，使選擇錯誤的風險降到最低，例如，起落架選擇的開關操控撥動桿被制成輪子的形式，襟翼升降的開關操控撥動桿被制成翼型的形式。

9.1開關

撥動開關（Switch）特點:

動作后能長時間保持

作用：用于切換電路9.1開關撥動開關單位置撥動開關聯(lián)動撥動開關限動撥動開關多位置撥動開關帶保護蓋的撥動開關撥動開關又稱為扳動開關，用于切換電路。9.1開關撥動開關（Switch）聯(lián)動開關

利用一根聯(lián)桿將各個撥桿連接在一起，實現(xiàn)各開關的聯(lián)動。限動開關通過一根鎖定桿控制控制開關接通。保護開關打開保護蓋后才能操縱開關。

推／拉式開關帶有彈簧，使觸頭保持斷開或閉合。因而，觸頭為推進接通或推進斷開的形式。

空氣開關組合了撥動開關和推／拉開關的動作。轉動開關由安裝在軸上的圓盤構成，觸頭由控制旋鈕斷開或閉合。9.1開關

按鈕開關

按鈕開關主要用于短時間工作，即當電路需要暫時閉合或斷開時，或者需要短時間經過另一路徑時使用。

按鈕開關特點:

短時間工作

按鈕開關按合式按斷式雙動作式

按鈕開關特點:

短時間工作

按合式按鈕開關9.1.1開關／燈光顯示組合器件

現(xiàn)代飛機的面板使用開關和燈光顯示組合器件，開關上顯示有表示系統(tǒng)狀態(tài)的圖標或文字。這些器件有多種使用方式．例如顯示系統(tǒng)的接通或斷開。器件的開關部分可以是瞬時的或連續(xù)的，低電平信號被送入計算機或高阻抗器件。指示按鈕開關9.1.2微動開關

用于感測一個器件是否運動或者是否達到其極限行程（例如襟翼驅動機構或起落架機構）。圖9.4示出了一種典型微動開關產品的內部結構和電氣觸頭。柱塞微小的運動都能使觸頭斷開或閉合。銜鐵在通、斷之間運動的距離用1in的千分之幾來度量。

微動開關特點：行程短，動作迅速、工作可靠、壽命長、體積小。適用于頻繁通/斷的小電流電路9.1.2微動開關

微動開關安裝到結構上，接線連接一個控制電路。微動開關應用的一個例子，是感測飛機何時位于地面上。這通過在油液減振柱上安裝一個微動開關來實現(xiàn)。

飛機在地面時，油液減振柱受到壓縮，開關被啟動。馓動開關用于感測各種裝置的機械位移，這些裝置包括：

●控制面；

●起落架；

●壓力傳感器；

●雙金屬溫度傳感器；

●機械計時器。

簧片開關包含兩個氣密的腔體。一個腔體（作動器）包含磁鐵，另一個腔體（傳感器）包含帶鍍銠觸頭的簧片銜鐵。使用時，傳感器組件通常安裝在飛機結構上，作動器安裝在被監(jiān)控的物體（如艙門）上。當作動器和傳感器之間的間隙達到預定的距離時，簧片觸頭閉合，使電路接通。

9.1.3接近開關

接近開關（近感應電子開關）它通過一個磁路的中斷來感測一個物體的存在。

接近開關有兩種：簧片型和固態(tài)型。

固態(tài)型接近開關基于一個電感回路和鋼質目標，電感回路是一個電子開關組件的輸入級，電子開關組件構成作動器的一部分。當目標靠近線圈時，線圈的電感發(fā)生變化。這種開關的一個明顯優(yōu)點在于它沒有開關觸頭，因而可靠性更高。9.1.3接近開關

接近開關“觸點”無需接觸，只要接近即可控制，利用傳感器對接近物體的敏感特性控制開關的通斷。特點:

常用接近開關:

渦流式（電感式）電容式霍爾式光電式紅外式多普勒式

旋轉開關應用:用單個電壓表讀出多個匯流條的電壓

多路選擇

特點:

定時開關特點:

時序控制

由電動機或彈簧帶動凸輪軸恒速旋轉來控制一系列開關的接通和斷開。9.2繼電器和接觸器

遙控源啟動后，機電裝置就會中斷或接通一個電路。轉換繼電器包含一個線圈、活動觸頭（銜鐵)和外部接線端。當線圈有電流通時，電磁效應拉動觸頭銜鐵。銜鐵繞樞軸轉動，被彈簧保持在當前位置上。線圈中沒有電流通過時，銜鐵在彈簧力的作用下返回原來的位置。9.2繼電器和接觸器

舌簧繼電器用于控制電路中，它們通常位于器件內，如安裝在印制板上。延時繼電器啟動時間延遲。延遲觸頭的斷開閉合通過繞在主線圈上的第二個線圈來實現(xiàn)。第二個線圈的繞制使得其磁場的增強抑制了主線圈磁場的增強。9.2.1繼電器的結構形式

最簡單的繼電器有兩個接觸面，用于電路之間的連接。這種連接稱為刀（極）。繼電器觸頭可以是常開(NO)或常閉(NC)，這通常標記在繼電器的殼體上。繼電器的一次操作可以連接的電路數(shù)稱為擲。。9.2.1繼電器的結構形式

繼電器在通用航空飛機上的典型安裝見圖9.10。維護要點

：

繼電器的吸合電壓是吸引銜鐵、使觸頭閉合或斷開所需的電壓。維護要點：

繼電器的釋放電壓是使彈簧力克服磁力、銜鐵返回松弛位置所需的電壓。9.2.2極化繼電器

極化繼電器用于電壓或電流很低的控制電路中。它特別敏感，能對mA/mV量級的電平做出響應。這種低電平常常不適用于常規(guī)的彈簧加載銜鐵器件，因為在很低的吸合／釋放電壓下，觸頭會顫動，導致電火花磨蝕。極化繼電器利用磁力而不是彈簧力來吸引／排斥銜鐵。銜鐵是一個永久磁鐵，在兩個極性面之問偏轉；極性面由高磁導率材料框架構成。當電流通過時，極性發(fā)生變化，框架變成電磁鐵。這超過了永久磁鐵施加的力，并使銜鐵改變位置。在這個位置，南北兩極形成一個很強的吸引力，使銜鐵保持在這個位置上。如果供電中斷，電磁力降低至小于永久磁鐵的磁力，于是銜鐵回到原來的位置。維護要點：

繼電器和接觸器里的觸頭由銀合金制成。觸頭需要有足夠的電流通過／轉換操作，以提供觸頭的“濕潤”。和觸頭有關的使用問題和故障包括：

●觸頭磨蝕；

●焊接觸頭；

●觸頭腐蝕。9.3可變電阻器

可變電阻器安裝在滑桿上或轉軸上，用以提供用戶可調的電阻。典型應用包括控制照明、音響的音量或發(fā)電機調節(jié)器的平衡。它們有時與微動開關結合在一起，提供通／斷控制功能。

可變電阻器的形式有：

●電位計；

●預置電阻器；

●電流調節(jié)可變電阻器。

圖9.11紿出了用于可變電阻器的幾種符號。9.3可變電阻器

電位計是一種通常用作分壓器的可變電阻器。這種電路用于從一個電阻性觸頭提供部分電壓。電位計通常是一個有三個接線端的電阻器，帶有一個滑動中間觸頭（滑線電阻觸頭）。如果三個接線端都用上，它可以用作分壓器。如果只用兩個接線端（電阻器的一端和滑線電阻觸頭）用作可變電阻器。

維護要點

滑動觸頭的腐蝕盛磨損會導致音響的音量或照明的亮度問題，尤其是中間觸頭（滑線電阻觸頭）長期停留在一個位置的時候。

要點

電流調節(jié)可變電阻器的作用與電位計相同，但物理尺寸要大得多，用于高得多的電壓／大得多的電流。這種器件由電阻性導線制成環(huán)形線圈，帶有中間觸頭（滑線電阻觸頭），觸頭沿繞組的表面運動。9.4線性位移傳感器

飛機的很多參數(shù)需要測量，包括速度、高度、溫度和壓力。測量由各種傳感器來完成。傳感器足用于把期望的參數(shù)轉換成電信號的器件，電信號可用于控制系統(tǒng)／顯示系統(tǒng)。

9.4.1電磁線圈

電磁線圈是一種把電能變換成線性位移的傳感器。其典型應用包括扁動氣動閥或液壓閥。它們是機電器件，由一個繞在鋼或鐵質銜鐵上的電感線圈構成。線圈形成使得銜鐵可以出入電磁線圈的本體。銜鐵用于提供運動構件所需的機械力。9.4.2LVDT

線性可變差動變壓器(LVDT)是一種用于二測量小線性位移的傳感器。LVDT在殼體內有三個繞組，中間線圈為主級繞組，其他兩個線圈為次級繞組，見圖9.12。9.4.2LVDT

當磁芯發(fā)生位移時，一個次級線圈的電壓增加，而另一個次級線圈的電壓減少。最終的輸出電壓開始增加，并與主級電壓同相。當破芯沿相反的方向運動時，輸出電壓增加，但與主級電壓不同相。因而輸出電壓與磁芯的位移成正比，而輸出電壓的相位用于確定運動的方向。9.4.3EI傳感器

用于在控制系統(tǒng)中測量很小運動的另一種器件是EI傳感器。這種器件因其固定E型層疊磁芯和活動I型層疊磁芯而得名，E型磁芯的中間臂上繞制著變壓器的主級繞組，外面的兩個臂上繞制著次級繞組。

當I型疊片運動時，各端的氣隙變得不相等，從而引起磁阻的變化。一個側臂（氣隙變?。┑拇磐吭黾?，另一個側臂的磁通量減少。感應的電壓發(fā)生變化，輸出電壓經放大用于控制系統(tǒng)。這就度量了EI傳感器的相位角和大小。9.4.3EI傳感器第9章控制器和傳感器課前復習解釋開關術語“擲”和“刀”。01接近開關和微動開關有什么差別？02轉換繼電器的組成及工作原理？03解釋開關術語“擲”和“刀”。01

最簡單的開關有兩個接觸面，用于電路之間的連接。這種連接稱為刀（極）。開關觸頭可以常開(NO)或常閉(NC)，并標識在開關上。

一次開關操作能夠連接的電路數(shù)稱為擲。接近開關和微動開關有什么差別？02

微動開關用于感測一個器件是否運動或者是否達到其極限行程（例如襟翼驅動機構或起落架機構）。柱塞微小的運動都能使觸頭斷開或閉合。銜鐵在通、斷之間運動的距離用1in的千分之幾來度量，帶有預先拉緊彈簧的觸頭機構完成轉換動作。

接近開關（近感應電子開關）作用與微動開關相同，它通過一個磁路的中斷來感測一個物體的存在。（簧片型和固態(tài)型）

轉換繼電器包含一個線圈、活動觸頭（銜鐵）和外部接線端。

當線圈有電流通時，電磁效應拉動觸頭銜鐵。銜鐵繞樞軸轉動，被彈簧保持在當前位置上。線圈中沒有電流通過時，銜鐵在彈簧力的作用下返回原來的位置。轉換繼電器的組成及工作原理？03第9章控制器和傳感器9.5流體壓力傳感器

測量流體壓力有兩種基本方法：布爾登管式壓力計和壓力傳感器。飛機上被度量的典型流體壓力包括液壓油和燃料。

9.5.1布爾登管式壓力計

壓力感測元件導管的一端封閉，與一個指針機構相連，另一端通過管路與流體系統(tǒng)相連。

隨著來自流體系統(tǒng)的壓力的增加，導管趨于伸直，壓力的降低使其返回原來位置，這種運動通過齒輪機構的傳遞來使指針轉動。指針沿一個刻度盤轉動，因而能夠直接提供壓力的讀數(shù)。

9.5.1布爾登管式壓力計

布爾登管式壓力計的原理也可以用于遠程測量壓力。9.5.2壓力傳感器

用于測量流體壓力的另一種方法是采用膜盒壓力傳感器，隨著流體壓力的增加，膜盒開始膨脹。這使得一個鐵質繞線筒在兩個電感器線圈之間運動。

這些線圈是交流比率表系統(tǒng)的一部分。膜盒線圈鐵質繞線筒

線性屏蔽極電動機為單相感應電動機。線圈內磁芯的位移造成電感器線圈電路中電流的不平衡。電流就從兩個方向之一流入電動機電路。這種結構的起動力矩小，從而產生一個響應較快的指示系統(tǒng)。9.6溫度傳感器

飛機使用各種溫度傳感器或感測器件，從簡單的雙金屬片（自動調溫器）到熱敏電阻和熱電偶。所用傳感器的類型取決于用途，同時應考慮下列因素：

●溫度范圍；

●精度要求；

●所需的輸出類型；

●成本。9.6.1雙金屬片

雙金屬片把溫度變化變成機械位移。這種器件包含兩種金屬片，金屬片的熱膨脹系數(shù)不同用鉚接或焊接的方式連在一起。兩種金屬片的膨脹差異使得元件受熱時彎向一側，低于標稱溫度時則彎向另一側。膨脹系數(shù)較高的金屬片在受熱時處于彎曲的外側，受冷時則處于彎曲的內側。該元件可以制成開關觸頭，稱為自動調溫器。

該元件也可以制成螺旋形，這樣，溫度變化可以使—個軸轉動。其典型用途是作為外部空氣溫度指示器

(a)；指示器的感測部分穿過風擋玻璃伸到外面的空氣中，見圖(b)。圖9.20雙金屬片應用

9.6.2熱敏電阻

熱敏電阻用于測量溫度，其工作原理基于電阻與溫度的已知關系。用在飛機上的熱敏電阻為電阻溫度器件(RTD)，也稱為電阻溫度計探測器或測溫泡。

RTD的一些特性：一段很細的導線繞在一個繞線筒上，構成電阻繞組。繞線簡裝在一個不銹鋼殼體內，以保護繞組不受污染物的侵害。繞組的每一端焊接到電連接器的插腳上，連接器被焊接到法蘭盤上。

9.6.2熱敏電阻

工作原理基于測量金屬元件的電阻變化，并把這種變化量表示為溫度。

金屬元件具有正溫度系數(shù)，有些金屬（如鎳和鉑）的電阻和溫度之間具有非常穩(wěn)定的線性關系，見圖。

鎳沒有鉑精確，在200℃以上呈現(xiàn)非線性，但成本較低。

9.6.2熱敏電阻

RTD通常用于直流比率表電路。一個永久磁鐵連到測量儀器的指針上。

如果RTD的電阻與固定電阻的值相等,則每側的電流相等，指針處于中間位置。

當溫度變化時，RTD的電阻值發(fā)生變化，每側的電流不再相等，指針指向新的位置。

指針的位置與網絡兩側的電流比成正比。

9.6.2熱敏電阻RTD也用于惠斯登電橋，它通過平衡一個橋電路的兩個分支來測量未知的電阻值，其中一個分支包含來知的電阻值?；跉W姆定律和基爾霍夫定律。它通常用作克服電源變化效應的一種精確的方法。電阻R1、R2和R3帶有固定的阻值，RTD是橋電路中的可變電阻。

9.6.3熱電偶

熱電偶的工作原理基于熱電效應。這是對物質隨溫度變化的電氣特性的一般表述。熱電偶利用不同金屬之間兩個接面溫度差引起的電勢差來工作。這種熱電式電勢差稱為塞貝克效應；由不同材料制成的金屬導體在兩端被焊接起來，構成接面。

當每個接面之間存在溫度梯度時，電子就會從溫度較高的接面向溫度較低的接面擴散。這在導體內產生電場，從而產生電流和電動勢。在一個簡單電路中(b)，熱接面面對的是一個未知溫度（T2)冷接面與指針(測量電流）固定在一起，其所處的位置溫度（T1）已知。

實用的熱電偶電路見圖(c)。熱接面位于熱電偶探頭。接到量表的電纜可作為浮動磁頭固定在探頭內，也可以接到外部連接器上。

溫度梯度和電壓之間的關系是線性的，典型熱電偶每100℃溫度差會產生大約4mV電壓，見圖。

9.6.3熱電偶

9.7應變傳感器

應變定義為由應力作用產生的材料變形。應力定義為單位面積上的力，是對作用在物體內的內力強度的一種度量。應變由發(fā)生在兩種材料狀態(tài)（從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)）之間的變化來決定。兩種狀態(tài)之間材料上兩點的物理位移用于表示應變的數(shù)值。當材料受力時，應變片用于測量材料的變形。9.8轉動位置傳感器

飛機上有很多需要測量角位置的例子，例如，驅動控制面的傳動軸的位置。通過測量傳動軸機構的角度，可以向機組人員提供指示信息，或者把指示信息用于計算機?？捎霉╇婎愋停ㄖ绷骰蚪涣鳎Q定著飛機上所用同步系統(tǒng)的主要類型。

9.8.1直流同步機

直流同步機包括發(fā)送機和接收機。發(fā)送機是線繞圓形電阻器，帶三個傳感器。被監(jiān)測器件的輸入軸連到沿電阻繞組滑動的兩個觸頭上。這兩個觸頭相互絕緣，并連接到電源上。接收機包含一個連到傳動軸上的永久磁鐵，磁鐵位于三個定子繞組內。

9.8.1直流同步機

供電電流從A點進入電阻器，進入接收機的頂部線圈(A)，再分流進入下面的兩個線圈(B和C)。該電流圍繞這三個線圈形成三個磁場。接收機里永久磁鐵所在的位置與合成的磁場一致。當發(fā)送機的輸入軸轉動時，觸頭轉向一個新的位置改變了通過電阻器繞組中電流平衡，導致接收機線圈的電流發(fā)生變化。合成的磁場發(fā)生轉動，永久磁鐵再與新的方位保持一致。9.8.2交流轉矩同步機

交流轉矩同步機也包含一個發(fā)送機和一個接收機。它們在形式上類似。定子和轉子繞組：9.8.2交流轉矩同步機定子和轉子相互連接圖。轉子包含鐵芯、單個繞組、滑環(huán)和碳刷。定子包含三組繞組，相互間為120。。發(fā)送機和接收機的轉子從同一電源供電（通常為26V交流）。該交流供電通過滑環(huán)進入兩個轉子線圈。流經發(fā)送機轉子的電流產生一個交變的磁場，該磁場在其每個定子繞組中感應出電流。9.8.2交流轉矩同步機每個定子的電流流出發(fā)送機而進入接收機，并在其每個定子繞組產生磁場。接收機轉子將與發(fā)送機轉子在角位置上保持一致。當發(fā)送機轉子運動時，就會使接收機內感應的電壓不平衡，直到接收機的轉子與合成的磁場保持一致。9.8.3磁自動同步機

轉子為永久磁鐵，定子為帶環(huán)形繞組的軟鐵磁芯。發(fā)送機轉子的永久磁場疊加在定子磁場（由供電產生）上。當輸入軸轉動到一個給定位置時，合成磁場發(fā)生轉動，這使得接收機的轉子軸轉到與輸入軸相同的位置。

選擇題1．一次開關操作可以連接的電路數(shù)稱為：(a)刀（極）(b)擲(c)常閉／常開觸頭2．雙金屬溫度敏感器包含：(a)兩片具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬(b)兩片具有相同熱膨脹系數(shù)的金屬(c)焊接成接面的兩根導線3．應變片變形時會導致：(a)電動勢的產生(b)電阻發(fā)生變化(c)不同系數(shù)的熱膨脹

4．用于RTD的金屬元件，其溫度系數(shù)：(a)為負溫度增加使電阻增加(b)為正一溫度降低使電阻增加(c)為正—溫度增加使電阻增加5．在轉矩同步機中，發(fā)送機和接收機的轉子供電來自：(a)同一個電源（通常為26V交流）(b)不同的電源（通常為26V交流）(c)同一個電源（通常為26V直流）6．熱電偶的原理基于塞貝克效應。當加熱時：(a)測量電阻的變化(b)會使元件彎曲(c)會產生電動勢

選擇題7．電流調節(jié)可變電阻器與下列哪個器件的功能相同？(a)電阻溫度探測器(b)電位計(c)惠斯登電橋8．電磁線圈是一種傳感器，它用于：(a)把電能轉換為線性運動(b)把線性運動轉換為電能(c)把電能轉換為熱能9．接近開關的功能與下列哪個器件的功能相同？(a)微動開關(b)繼電器(c)撥動開關IO．線性可變差動變壓器(LVDT)用于測量：(a)小轉動位移(b)可變電阻(c)小線性位移11．參見圖9.33，這些控制器件為：(a)撥動開關(b)微動開關(c)搖臂開關12．參見圖9.34．該器件為：(a)撥動開關(b)微動開關(c)轉換繼電器13.參見圖9.35．該電路稱為：(a)惠斯登電橋(b)熱電偶橋(c)比率表14．參見圖9.36，該原理圖用于：(a)交流磁自動同步機(b)交流轉矩同步機(c)直流同步機15.參見圖9.37．該曲線表示下列哪個器件的輸出？(a)RTD(b)熱電偶(c)應變片

作業(yè)

小測驗9.19.29.3

課前復習解釋雙金屬開關的基本原理？01

解釋RTD的基本原理？02解釋熱電偶的基本工作原理？03解釋雙金屬開關的基本原理？01

兩種金屬片的膨脹差異使得元件受熱時彎向一側，低于標稱溫度時則彎向另一側。膨脹系數(shù)較高的金屬片在受熱時處于彎曲的外側，受冷時則處于彎曲的內側。

該元件可以制成開關觸頭，稱為自動調溫器，用于當超過溫度極限時，打開或閉合一個電路。解釋RTD的基本原理02

熱敏電阻用于測量溫度，其工作原理基于電阻與溫度的已知關系。用在飛機上的熱敏電阻為電阻溫度器件(RTD)，也稱為電阻溫度計探測器或測溫泡。

這種溫度測量器件的工作原理基于測量金屬元件的電阻變化，并把這種變化量表示為溫度。

熱電偶的工作原理基于熱電效應。這是對物質隨溫度變化的電氣特性的一般表述。熱電偶利用不同金屬之間兩個接面溫度差引起的電勢差來工作。解釋熱電偶的基本工作原理？03第10章發(fā)動機系統(tǒng)

概述

飛機發(fā)動機帶有很多需要供電的系統(tǒng)。最主要的需求（就電流消耗而言）是起動系統(tǒng)。

在通用航空飛機上，活塞發(fā)動機和燃氣渦輪發(fā)動機都使用電氣起動機。較大的運輸機使用來自地面設備或另一臺發(fā)動機空氣交互供給的空氣起動系統(tǒng)（電控）。

發(fā)動機也需要為其點火系統(tǒng)提供電力。

發(fā)動機的電氣和電子需求還包括運行和管理發(fā)動機所需的各種指示系統(tǒng)。10.1起動和點火10.1.1活塞發(fā)動機

起動活塞（內燃）發(fā)動機大多數(shù)飛機上廣泛使用的方法，是用飛機電池驅動的起動機電動機來起動?；镜碾姎馄饎酉到y(tǒng)包含一個帶接合機構的串繞或復繞電動機。

把電動機和往復式發(fā)動機機械地連接起來，最簡單的方法是用電動機上的小齒輪與裝在曲軸上的齒環(huán)相接合。發(fā)動機起動后，這個機構脫離接合。小齒輪和齒環(huán)的齒數(shù)比為100：1的量級，以使發(fā)動機有足夠的速度克服空氣壓力和軸承阻力。10.1.1活塞發(fā)動機

電池主開關選為接通。這啟動了電池繼電器，電力送給匯流條和起動機繼電器。當起動機開關閉合時，起動機繼電器被啟動，電力送給起動機電動機。一旦發(fā)動機點火并起動，起動機開關被松開，電力從電動機斷開，從而使起動機繼電器觸頭斷開。10.1.2雙發(fā)動機（活塞）起動系統(tǒng)

電力由電池送給電池繼電器。當電池主開關被閉合時，兩個起動機繼電器都獲得電力。匯流條也獲得電力，起動機斷路器接入雙起動機開關。每臺發(fā)動機由自己的一組觸頭起動。發(fā)動機起動后，開關松開，彈簧壓緊的觸頭返回到中間斷開位置。I0.1.2.1磁電機點火（高壓型）

活塞發(fā)動機的點火能量來自磁電機，它通過一個分配器把電脈沖送給每個發(fā)動機氣缸的火花塞。磁電機的工作原理基于電磁感應。它是一個組合式四極永磁發(fā)電機和自耦變壓器，可用于沒有飛機電池的場合。凸輪

轉軸每轉一圈，凸輪打開觸頭電門，斷開主級線圈電流。這使得主級線圈繞組的電磁場急劇衰減。隨著磁場的衰減，主級線圈兩端產生電壓。電容器放電時，高電流通過主級線圈，感應出次級高電壓。磁電機的輸出通過一個分配器傳送給火花塞。I0.1.2.1磁電機點火（高壓型）

變壓器繞組與永久磁鐵磁極之問的相對運動可以按以下三種方法來設置：(l)變壓器線圈裝在軸上，磁鐵固定在殼體上（旋轉電樞型）；(2)轉軸驅動永久磁鐵，使其在變壓器靜止線圈內轉動（旋轉磁鐵型）；(3)一個軟鐵電感器在永久磁鐵和變壓器繞組之間轉動（極性電感器型）。磁電機點火原理：

轉軸每轉一圈，凸輪打開觸頭電門，斷開主級線圈電流。這使得主級線圈繞組的電磁場急劇衰減。隨著磁場的衰減，主級線圈兩端產生電壓。接在觸頭兩端的電容器在電門觸頭閉合時開始放電，住觸頭斷開時開始充電。電容器放電時，高電流通過主級線圈，感應出次級高電壓。磁電機的輸出通過一個分配器傳送給火花塞。

在飛機發(fā)動機里，每個氣缸通常有兩個火花塞，每個火花塞由單獨的磁電機驅動。這種結構提供了冗余，以應付一個磁電機出現(xiàn)故障的情況。每個氣缸兩個火花塞也使得空氣／燃料混合物燃燒得更完全、更有效。10.1.2.2磁電機點火（低壓型）

較大的活塞發(fā)動機帶有更多氣缸，用于在更高的高度工作。大氣壓力的降低意味著高壓磁電機系統(tǒng)更容易出現(xiàn)配電電纜絕緣層破壞的情況。低壓磁電機系統(tǒng)基于極性電感器方法。磁電機的輸出為低壓，低壓通過位于火花塞附近的次級變壓器變成高壓。這縮短了高壓電纜的長度，降低了配電電纜絕緣層破壞的危險。碳刷和換向器構成低壓磁電機分配器。點火電纜把來自磁電機的高電能送給火花塞。單股絞線芯線由相當厚度的材料進行絕緣。10.1.2.3火花塞

火花塞把磁電機的高能輸出傳給一個氣隙，氣隙中的燃料／空氣混合物是一種絕緣體，隨著磁電機的電壓不斷增加改變了電極之間混合物的結構，就會離子化變成導體，電能作為熱和光沿氣隙釋放，因而以電打火的形式出現(xiàn)，點燃了氣缸中的燃料混合物。10.1.2.3火花塞

火花塞裝在氣缸頂部的燃燒室，因而暴露在高壓、高溫中?；鸹ㄈ耐鈿び筛哐诱剐凿摬闹瞥伞Ｓ梢粋€擠壓銅墊片來完成對高壓氣體的密封。中間電極把高電能傳給火花氣隙，電極由能夠抵抗重復性電打火的材料制成，通常為鎳、鉑或銥。絕緣體把火花塞的內層和外層分開材料包括云母、陶瓷、氧化鋁陶瓷。10.1.3燃氣渦輪發(fā)動機的起動

燃氣渦輪發(fā)動機的一般特征?？諝膺M入燃燒室之前，經過了多級壓縮；空氣在燃燒室與燃料混合并點燃。然后擴張的熱燃氣被導人渦輪，產生推力。渦輪也帶動傳動軸，驅動各級空壓機。10.1.3燃氣渦輪發(fā)動機的起動起動機電動機必須克服空壓機的慣性。大量空氣需要吸入發(fā)動機，并進行加速和壓縮，直到發(fā)動機自我維持轉速。自我維持轉速指的是發(fā)動機產生了足夠的能量、不需起動裝置也能持續(xù)運行時的轉速。10.1.3燃氣渦輪發(fā)動機的起動

渦輪發(fā)動機起動機電路：來自匯流條的電流通過按鍵開關送給起動機繼電器的線圈。計時器開關和起動機電動機通過限制電阻器成為電路的一部分。電動機速度到達其標稱工作速度，其起動轉矩就會降低，計時器開關就會啟動短路繼電器的觸頭。發(fā)動機達到自我維持轉速時，點火開關就被接通，給電動機的電力被切斷。10.1.3.1高能點火組件(HEIU)

起動燃氣渦輪發(fā)動機需要高能點火，主發(fā)動機通常安裝雙系統(tǒng)。每臺發(fā)動機包含兩個高能點火組件和兩個點火器插頭。發(fā)動機安裝的一種典型高能點火組件。10.1.3.2點火器插頭

點火器插頭的端部由外部殼體構成，殼體與中心電極絕緣。點火器的端部用半導體陶瓷材料涂覆。高能點火組件的輸出給陶瓷表面加熱，使其電阻降低。這在中心電極和外殼之間產生高強度電打火。10.1.4輔助電源設備(APU)起動和點火

大型運輸機上的APU通過電氣的方法起動。然后空氣被吸入主發(fā)動機的空氣分配系統(tǒng)。作為起動系統(tǒng)的一部分，APU起動機電動機被自動接通或斷開。10.1.5主發(fā)動機起動

主發(fā)動機通常由空氣驅動的電動機起動。起動主發(fā)動機的供氣系統(tǒng)有以下三種氣源：

●APU：

●地面供氣車；

●另一臺發(fā)動機。雙發(fā)動機飛機的起動和點火系統(tǒng)。雙發(fā)動機飛機的起動和點火系統(tǒng)。維護要點

燃氣渦輪發(fā)動機的起動順序為：①產生足夠的氣流以壓縮空氣；②起動點火；③打開燃科閥。

該順序至關重要，因為燃料／空氣混合物點燃前，必須有足夠的氣流進入發(fā)動機，以便能夠支持混合物的燃燒。

維護要點

使飛機迎風會使燃氣渦輪發(fā)動機容易起動，也有助于發(fā)動機的加速，尤其是渦輪螺槳發(fā)動機。為了起動和地面運行，螺旋槳設計的葉片角通常比較小。雙發(fā)動機飛機的起動和點火系統(tǒng)

燃氣渦輪發(fā)動機有時會出現(xiàn)起動問題——燃料進入了燃燒室但沒有點火。這種情況有時被稱為“濕起動”。

造成濕起動最有可能的原因是高能點火組件／點火器插頭有缺陷。其結果是燃燒室沒有點火，而有燃料聚集。如果空壓機出口的空氣足夠熱，它會點燃燃料，使燃料／空氣混合物迅速膨脹（實際上是爆炸）,這有可能會損壞渦輪部件，并在發(fā)動機尾噴口噴出火焰。

對這種情況的處理程序足關閉發(fā)動機的燃料供應，繼續(xù)讓起動機電動機清除（吹出）發(fā)動機內的燃料。10.2指示系統(tǒng)概述發(fā)動機的指示系統(tǒng)可以粗略地分為主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。主指示器包括：

●速度；

●溫度；

●推力；

●燃料流量。輔助指示器包括（但不限于）：

●油溫；

●油量；

●油壓；

●振動。

測量利用各種傳感器來完成。這些器