G1000型PA44-180飞机电源系统风险研究

G1000型PA44-180飞机电源系统风险研究

柳昌龄

关键词：发电机；主电瓶；地面电源接口；

1.引言

电源系统作为飞机的重要系统，其故障可能引发整机断电，因此对其故障的研究有重要意义。老型号的PA44-180飞机采用的是14V直流电源系统。而新引进的G1000型飞机，由于采用了28V的直流电源系统，维护人员对其了解较少，因此通过对该系统的介绍，可以有效推动人员的认知，提升维护的质量。

2.G1000型PA44-180飞机电源系统组成及供电原理。

G1000型PA44-180飞机，电源系统主要由两部交流发电机、一个主电瓶、一个应急电瓶、两个发电机调压组件、分流器、汇流条、断路器、地面外接电源接口等组成。

2.1交流发电机

飞机安装了两台他励式交流发电机，由发动机驱动，通过调压整流后并联向汇流条供电。左右发电机输出电流、主电瓶供电电流以及重要汇流条电压的指示通过GEA71处理后，显示在PFD、MFD上显示。调压控制装置实现电压调节，过压保护及负载均衡功能。同时在发电机正常工作的情况下，发电机通过重要汇流条向飞机主电瓶、应急电瓶、EBD电池充电，电源系统采用分离式配电方式配电。

2.2主电瓶和应急电瓶

主电瓶型号为RG24-15M，电瓶额定容量为13.6AH，额定电压：24V。主电瓶通过70A断路器连接到飞机重要汇流条。

应急电瓶型号为RG-132，电瓶容量为6AH，额定电压：24V。当发电机系统及主电瓶均失效以后，应急电瓶能为应急汇流条供电，提供ADC、AHRS等九个设备30分钟的应急电源。并且只有当两个发电机以及飞机主电瓶均失效时，应急电瓶才会向应急汇流条供电。同时应急汇流条与飞机其他汇流条无直接交联关系，在一定条件下由应急电瓶独立向应急汇流条供电，保证了当飞机重要汇流条出现短路等特殊情况时，不会影响应急汇流条的独立工作。因此应急供电的安全余度高于普通型PA44-180飞机。

飞机主电瓶和应急电瓶均为阀控式铅酸电瓶，结构上优于普通PA44-180飞机安装的普通铅酸电瓶。正常使用和维护中无需补充任何液体，具有密封结构、不漏液、无酸雾排出（对电瓶周边设备及机体无腐蚀风险），具有内阻较小，自放电系数很小，大电流放电的特性好，使用寿命长等特点。

2.3备用仪表指示EBD电源

飞机安装了集成的备用仪表EBD（见图1），能提供飞机的姿态、磁航向、高度、空速、升降速度、大气温度等信息。其内部安装有备用电池，在整机断电的情况下能为EBD工作提供30分钟供电。

基本型PA44-180飞机使用独立的机械式备用仪表（高度表、空速表、升降速度表、气动地平仪、磁罗盘），在飞机整机断电情况下，能持续为飞行员提供高度、空速、姿态和磁航向，而G1000PA44-180飞机整机断电只能提供30分钟的上述参数指示，因此G1000型PA44-180飞机备用仪表系统可靠性及安全裕度低于基本型。

图1EBD显示器

2.4地面外接电源接口

在地面维护时使用地面外接电源，地面电源插入外接电源接口并通过70A断路器向飞机重要设备汇流条供电，原理与普通型PA44-180飞机相同。因电路中没有设置外接电源控制电门，需要特别注意的是，在连接和断开地面电源前必须确认70A断路器应处于“拔出位”。

3.电源系统故障警告

3.1发电机失效

左/右发电机在ON位，当电压调节器探测到发电机本体故障。现象：主警告点亮、三次警告声、“L/RALTRFAIL”红色警告点亮并显示在PFD和MFD上。

当左/右发电机工作均正常，但发电机电门在OFF位、或由于输出线路故障等原因导致发电机实际未向重要设备汇流条供电时，除相应发电机输出电流指示为“0”外，警告系统不会发出其他警告信息。

3.2发电机过流

左/右发电机电流超过75A。现象：主警告点亮、三次警告声、“L/RALTRFAIL”红色警告点亮并显示在PFD和MFD上。

3.3主电源系统失效

现象：单次警告音、“EMERGBATTON”白色工作灯亮。

3.4重要汇流条电压警告

当出现如下三种情况任意一种，会触发重要汇流条电压警告：

a)发动机转速低于1100RPM时，重要汇流条电压低于24V；

b)发动机转速高于1100RPM时，重要汇流条电压低于25V；

c)重要汇流条电压高于32V。

现象：EIS电压指示警告(电压数值由绿色变为红色)，但无CAS警告信息。

3.5应急电瓶电压警告

应急电瓶电压低于20V或者高于32V。现象：主警告灯点亮、三次警告音、红色的“EVOLTS”闪烁。

3.6EBD电池警告

当飞机电源系统失效，EBD会自动使用其内部电源供电，此时EBD上会出现红色“ONBAT**%REM”，警告内部电池剩余电量。

4.电源系统风险研究总结

G1000型PA44-180飞机飞行过程中，两台交流发电机是作为飞机主电源并联向飞机重要汇流条供电。当任一台发电机失效后，另一台发电机可以独立向飞机重要汇流条供电。当两台发电机均发生故障后，由主电瓶向飞机重要流条供电。当主电瓶也失效后，应急电瓶能向应急汇流条提供30分钟供电。当以上所有电源系统均失效后，EBD作为独立的备用仪表指示机构，能够保证继续工作30分钟，为飞行员提供必要的飞机姿态、航向、高度、空速、升降速度、大气温度等信息。

总体来看，G1000型PA44-180飞机电源系统风险余度较高，有4个余度，因此其防止整机断电的能力也较强。不过备用仪表EBD在主电源和应急供电均失效的情况下，只能工作30分钟。所以要求机组在此特情下应操作飞机在30分钟内着陆，否则机组将无法获取所有导航和姿态的仪表指示信息。

5.结束语

G1000型飞机电源系统采用了28VDC供电系统，且供电功率高于普通型PA44-180飞机（14VDC供电系统）。在同等负载功率的情况下工作电流更小，供电及负载线路上的热效应小。在电源系统配置上增加了工作时独立于主电源配电系统的应急汇流条，同时配置了应急电瓶，保证了在飞机主电源系统失效后，应急电瓶能保证向应急汇流条提供30分钟的应急供电。因此G1000型飞机电源系统供电可靠性裕度高于普通A44-180飞机。