大飞机电源系统适航性技术研究方向分析

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1、技术前沿TEcHNOLoGYFRoNT——大飞机电源系统适航性技术研究方向分析AnalysisonAirworthinessTechnologyofLargeAircraftPowerSystem孙健全中航工业一飞院高级工程师。主要从事飞机适航管理与技术工作。我国已启动大型飞机重大专项，飞机电源系统必须满足cCAR25(FAR25)适航规章要求⋯。设计人员在进行电源系统适航性设计与验证时，由于缺少系统性的指导材料，对如何充分表明适航条款的符合性思路和方法不清晰，尤其对一些新的要求如复杂系统设计、电气互联系统(EwIs)

2、设计、安全性评估等在系统设计验证时缺乏经验。本文通过对电源系统相关技术研究和工程应用的技术总结，以及对相关适航条款要100航空制造技术·2013年第13期中航工业第一飞机设计研究院孙建全通过对电源系统技术研究和工程应用的技术总结，以及对适航要求的分析研究，提出了大飞机电源系统适航设计与验证技术专题，明确了研究方向。求的技术分析，提出电源系统适航性设计与验证技术专题研究方向，供相关方面参考。电源系统概述电源系统的功能是向飞机各用电系统或设备提供满足预定设计要求的电能，包括足够的电容量和可靠的输配电，并保证供电质量符合要求

3、。根据主电源类型的不同，飞机电源系统经过了低压直流、恒速恒频交流、变速恒频交流、高压直流和变频交流的发展历程。目前，国际上先进的主电源构型为变频交流和高压直流，电源系统具有容错供电与负载自动管理能力，采用分布式配电系统，通过应用总线及计算机控制技术，实现飞机电能的就近传输．、分配、控制、保护和管理。飞机多起事故都与电源系统故障有关。如2009年12月21日，一架DH8D型飞机，在空中出现左交流总线、右交流总线、1号交流发电机、2号交流发电机等警告灯几乎同时亮，机组采取紧急着陆措施。事故调查表明电线之问出现过电弧，使局部

4、过热，导致故障发生。另一起事故发生在2008年9月22日，一架美国航空公司的波音757—200型客机，由于电气问题，仪表着陆系统(ILS)接收机失效迫使机组执行目视着陆，期间左侧主起落架一个轮胎损坏。事故的原因是触点腐蚀引起继电器失效。电源系统的主要适航条款为CCAR25部的25．1310、25．1351、25．1353、25．1355、25．1357、25．1363、25．1301、25．1309、25．1316、25．1317、25．143l、25．1701～25．1733条。25．1310条提出了电源容量和分配的

5、要求，电源系统应保证主要系统工E￡丝篷Q。Q鱼YE尽Q丛工．jl茎堂的能源载荷要求。25．1351条为电源系统的总则，该条款主要对电气系统容量、发电系统、外部电源及无正常电源时的运行提出了要求，在选择发电系统容量、系统数、电源种类时需进行飞机电气负载分析，即根据系统的安全性评估结果配置供电系统，系统和设备应考虑临界的环境条件影响。25．1353条主要提出了对电气设备和控制装置电磁兼容性影响和蓄电池的设计安装要求，电气设备和控制装置产生的电磁干扰和防干扰能力应符合规定的要求，线束组合及敷设应考虑到当任一个线束故障时，特别

6、是承载大电流的线束故障时，对重要电路和供电的损害应尽可能小。25．1355条对配电系统提出了要求，配电系统设计中应考虑某些特定设备或系统供电，这些设备或系统往往从飞行安全考虑应由两个独立电源可以向它供电，当一个独立电源失效时，可以自动或手动操纵使另一个独立电源向其供电。25．1357条对电路保护装置提出了要求。25．1363条提出了电气系统试验要求，试验应包括试验室试验、机上地面试验和飞行试验等，电气系统试验室试验一般有电源系统性能试验、供电特性试验、电源系统与用电设备配套试验及电气系统故障试验等。25．1431条款主

7、要提出了电子设备电磁兼容要求和供电特性要求，25．1316提出了系统闪电防护要求，25．1317提出了高能辐射场(HIRF)防护要求。25．1301条对系统设备功能和安装提出了要求，25．13()9条主要提出了环境试验要求及系统安全性分析要求。25．170l～25．1733条是对电气线路互联系统(EwIS)的要求。大型民机电源系统为复杂系统，基于25．1309条适航条款，系统应符合sAE4754《高度综合或复杂飞机系统的合格审定考虑》和SAE476l《民用机载系统和设备安全

8、生评估过程指南与方法》的要求，软件应符合RT

9、cADo一178B《机载系统和设备合格审定中对软件的考虑》的要求，电子硬件应符合RTcAD0254《机载电子硬件设计保证指南》的要求，设计部门对于这些新的设计标准的应用还不够熟练。提出的电源系统适航设计与验证技术专题研究方向应能表明电源系统主要适航条款的符合性，同时又能覆盖电源系统设计的主要内容和新的设计要求，为大飞机电源系统适航