探析航空电气系统对安全飞行的重要性

黄鹤 周强

（中航飞机汉中飞机分公司，陕西 汉中723213）

安全飞行作为航空事业发展的基础, 但是自从人类飞向天空的那时起,飞机的事故问题也在不断增加,残害了无数无辜的生灵, 世界各国的科技人员们为了飞机的飞行安全问题绞尽脑汁,尝试了许多办法、写了许多著作,但都没有真正的解决掉这一问题。历史中因为电气系统导致的事故和安全隐患比比皆是,曾经的一份埃航空难的报告显示, 因为飞机的迎角传感器受到损坏损,由此产生的错误数据启动了自动防失速系统,正是由于该系统在飞机爬升过程中一直发送错误的指令, 最终机因为飞机向下力太大,导致飞机无法被稳定,最终坠不受控制而坠毁,不仅造成了无法估量的生命损失,也给了航空事业沉重的一击。

1 安全飞行

自从1930 年12 月莱特兄弟驾驶飞机飞向天空之后, 人类长期以来征服天空的梦想得以实现,和一百多年前相比,现在的航天事业早已发生崭新的变化,日渐成熟,随着数量豪华的大型客机的诞生,意味着世界已经迈进了一个全新的航空时代。航空的电气系统是飞机安全运行的系统的主要原因之一, 航空电气系统包括飞机的供电系统和其它飞机中的用电设施。飞机的供电系统包括飞机起飞的电源系统和飞机内部用电的配电系统;用电设施为飞机的操控、发电机的控制、旅客的服务、照明灯具等。近年来,乘坐飞机这种交通工具出行的人数越来越多,人民对飞机的飞行安全也越来越看重, 因此企业对飞机中的用电要求也越来越严格, 必须是电器的供电能力和电器的质量同时保证才可以[1]。

2 影响航空电器工作的原因

2.1 气候因素

温度、风力、湿度、雾霾、沙土、高度、灰尘等都属于气候因素。在飞机的飞行过程,飞行高度的不同,温度的变化也不相同,例如像夏天飞机场地平面的温度是40℃,那么当飞机飞到一定高度后温度可能变成-50℃。由于前后的温度差较大,直接对飞机上的电气设施正常工作造成了影响, 加大了电气控制的工作难度,甚至造成工作失误,导致飞机由正常工作状态转变为非正常或应急的工作运行状态。包括大气压、空气中水的含量等都会跟着周围环境的改变而改变,风冷容易造成发动机的散热功能减慢,从而导致输出的功率下降;空气湿度变大会造成机体的绝缘功能差;沙尘进入机舱内会导致机器设备的加速磨损[2]。

2.2 机械因素

机体的振动、冲击、加速度过大都会影响电气设备的使用,这些会导致电器材料的损坏、电导线的断裂、运行的电动电刷进行不规则的跳动, 导致飞机进入一个非正常运行工作或应急工作的状态。

2.3 化学核的影响因素

主要是飞机内电器设施,接受到有害气体、电磁辐射、粒子辐射的侵害,飞机一旦受到了影响,飞机上的设施都会受到不同程度的损坏,使飞机进入非正常工作或应急工作状态。

3 航空电气系统的组成

现代的航空按照飞行所需的设备进行大批量的采购, 这些设备的采购大多与能源的动力工作相关的,即用电设备。

3.1 用电设备的分类

依据使用功能进行分类,如发动机运行、喷气、点火、转速控制、飞机的仪盘仪表、飞机路线导航、通讯等设备控制设备;客舱灯光、厨房用电、军用飞机的火力控制、投点瞄准等设备为用电设备。依据用电种类可以分为直流用电及交流用电设备。

3.2 航空电器的二次能源

飞机在地面启动和高空飞行的过程中发生张力、拉力、推力使飞机进行飞行的动力装置一般叫一次能源, 飞机及飞机发动机工作所需要的能源叫二次能源。

3.3 航空飞机的供电系统

航空飞机的供电系统包含电能的产生、转化、运输和配送等步骤。包括从电器的电源到所有用电设备的终端,一般分为两个部分,即电源系统和配电系统。飞机的电源系统主要是指主要电源、辅助电源、应急电源、二次电源以及地面电源的供电插座的五个部分。现代飞机的主要电源对航空发动机的发电系统运行都有直接或者间接的关系,发动机之间的工作是相连接的,通过一台带动另一台发电机进行工作, 所以由多台发动机组成主电源的飞机会更加安全[3]。

4 航空电器系统对安全飞行的重要性及诊断故障方法

飞机供电系统的正常运行分为三种情况: 正常工作运行状况、非正常运行工作状况及应急运行工作状况。

4.1 电气系统正常工作

正常运行工作状态即飞机的飞行期间或是执行任务时,飞机内的供电系统一切正常, 没有故障产生的情况为飞机正常工作情况。

4.2 电气系统非正常工作的故障诊断办法

电气系统非正常运行工作状态是飞机在高空飞行过程中,出现一种短暂性的失控状况, 汇流条电压或是电流频率发生比较大的波动,比如配电箱或馈电线发生机体短路现象,从而导致电路进入自我保护状态,形成短路,在保护器跳闸之后电路系统就会恢复正常的工作状态。飞机的电气系统在非正常运行下工作出现飞机颠簸、机体失控、操作台升降杆失灵一系列的问题,这些故障有可能因此导致飞机事故的发生,下列三种办法,可以检查出飞机电气系统的故障[4]。第一,可以先通过观察判断一些明显的电气系统出现的问题,例如产生冒烟、机体发热、操作器异常显示、出现火花、电流等,这些状况飞机的技术操作员通过视觉、嗅觉就可以了解设备的故障所在。第二,可以通过绝缘装置进行测量。也可以使用超声波检测仪、漏电检测仪等新型设备进行检测。第三,电气系统的故障检测方法主要是通过了解电路电流和电压的具体信息,进行分析判断飞机中存在的危险。随着电气系统的故障检测技术不断的提高, 计算机的控制系统综合方法也应用到了飞机的故障检测中[5]。这个方式主要是依赖硬件设施进行诊断,把发电机的电流、电压、运行速度的信息进行采集和分析,然后通过计算机网络数据汇报给主机终端,进而准确的找出飞机发生故障的地方。

4.3 电气系统应急工作的故障诊断办法

应急运行工作状态指所有电源全部发生故障, 不能提供电量,必须启用备用电源使飞机正常工作,但因为备用电源的能量有限,会发生随时失去电力的危险,所以一旦发生这种情况,飞机必须尽快的返回出发点或者找到附近机场进行降落。在飞机落地后,机场的维修人员必须在第一时间对飞机的故障进行检修。飞机上的工作人员一定告知维修人员发生事故的地点、情况、时间等, 机场的维修人员找到发生故障的地方后要认真仔细的检测电力系统[6]。依照线性的检测方式,以计算机功能为辅助,迅速准确的建立对比模型,提高电气系统的安全性,从而使飞机的安全得到保障。目前已有两种不同的电气系统故障的检查方法:第一, 小波变换的处理办法。小波变换具备多个分辨率的特点,在小时频率中拥有局部视频的特点。因为这一特点,小波分析能够准确的描绘飞机的动态信号, 适合在飞机电气设备的计算机在线检查中使用。第二,神经网络的检查方式。神经网络检查的主要方法是通过分布式进行信息存储, 因为网络具备劝阻分布性,非线性的信息交换可以实现。目前,有一种神经网络可以通过非线性动力学把信息储存在神经元中,形成动态记忆。

结束语

总而言之,航空电力系统对飞机安全飞行有足够的影响。希望通过本文分析,可以让人们意识到电气系统的重要性,飞机的检修人员在进行电气系统的保养与维修时一定要认真, 并且对飞机上的用电设施进行仔细的检查, 飞机工作人员在飞机运行过程中出现的问题在降落后一定要告诉维修人员及时解决,避免发生意外,这样才能使安全飞行得到保障。