آشنایی با سیستم برق هواپیماها (1)

در این مطلب به بیان سیستم برق هواپیماها  که معمولا از دو منبع مستقل AC  و DC  تامین می شود،می پردازیم.

برق مورد نیاز سیستمهای هواپیما، معمولاً از یکی از دو منبع مستقل زیر تأمین می شود:

ژنراتور: معمولا به تعداد موتورهای هواپیما ژنراتورهایی متصل به اونها وجود دارد  که برق مورد نیاز هواپیما را تأمین می کنند که البته این برق  AC است.

باتری ها: که برق آنها  DCهست و برق اضطراری هم به آنها وصل است.

این دو معمولا در تمامی هواپیماها وجود دارد و مشترک است که در زیر به توضیح آنها می پردازیم:

در موتورهای این نوع هواپیماها ژنراتور برق مستقیم نصب شده است. در بیشتر موارد این ژنراتور نقش استارتر را نیز ایفا می کند، به این صورت که از طریق دستگاه برق 28 ولت زمینی که از بیرون به هواپیما وصل می شود یا توسط باطریهای هواپیما که دارای ولتاژ 24هستند می توان موتورها  را استارت زده و روشن کرد، پس از روشن شدن موتور این استارتر به طور خودکار به ژنراتور تبدیل شده، نیروی الکتریکی مورد نیاز هواپیما را تامین می کند.

شکل زیر نمونه از سیستم این نوع هواپیما را نشان می دهد. در سمت چپ دو عدد استارتر-ژنراتور که خروجی آنها به طور موازی با هم قرار گرفته اند نیروی الکتریکی 28 ولت تولیدی را به ترمینال اصلی می دهد، دو عدد باطری نیز که 24 ولت هستند به این ترمینال وصل شده اند(در حالت عادی ژنراتورها که دارای ولتاژ بیشتری هستند، باطری ها را شارژ می نمایند تا در صورت از  کار افتادن ژنراتور ها بتوانند ترمینال اصلی را تغذیه نمایند.)

ژنراتور سومی نیز به این ترمینال وصل می گردد که روی یک متور جت کوچک که معمولا در انتهای هواپیما قرار دارد نصب شده است. این موتور قادر است روی زمین برق هواپیما همچنین هوای لازم جهت تهویه هواپیما را تامین نماید، معمولا این موتور هنگام پرواز خاموش است ولی در صورت از دست رفتن ژنراتور اصلی هواپیما می تواند در پرواز نیز روشن و ژنراتور آن مورد استفاده قرار گیرد.این موتور APU نام دارد.

روی زمین می توان از دستگاه مولد زمینی 28 ولت نیز استفاده کرد که در این صورت نیازی به روشن کردن APU نبوده و باطری های هواپیما نیز مصرف نخواهند شد تا انرژی آنها جهت حالت اضطراری و همچنین ایستگاه هایی که مولد زمینی ندارند حفظ شود.

برق 28 ولت تولیدی از ترمینال اصلی به ترمینال های فرعی و از آن طریق به مصرف کننده ها داده می شود.

لازم به ذکر است برخی مصرف کننده های الکترونیکی نیاز به برق 115 ولت با فرکانس ثابت 400 هرتز دارند که برای تولید این برق از اینورتر استفاده می شود(اینورتر یک مبدل الکترونیکی است که برق 28 ولت مستقیم را به 115 ولت 400 هرتز تبدیل  می کند). در شکل زیر اینورتر دیده می شود که یکی ترمینال سامانه های طرف خلبان و دیگری طرف کمک  را تغذیه می نماید، در صورت از کار افتادن هریک از این اینورترها، اینورتر اضطراری را می توان جایگزین آن کرد که کلید تبدیل آن در شکل دیده می شود، روی زمین می توان دستگاه مولد 115 ولت 400 هرتز نیز به هواپیما وصل کرد که آن هم در سمت راست شکل دیده می شود.

در این نوع هواپیماها از ژنراتورهای با خروجی 115 ولت 400 هرتز 3 فاز استفاده شده که در شکل زیر آمده است. همانطور که دیده می شود این هواپیما دو ژنراتور روی موتورها و ژنراتور سوم روی APU نصب شده که توسط سامانه کنترل خودکار ترمینال ها می توانند به ترمینال های مربوطه وصل شوند، ترمینال ها دارای سه فاز هستند که هر فاز به مصرف کننده مربوط خود متصل می شود. در این مثال در شرایط عادی ژنراتور شماره 1 ترمینال AC شماره 1 و همچنین ترمینال ضروری را تغذیه می کند و ژنراتور شماره 2 ترمینال AC شماره 2 را تغذیه  می کند. ژنراتور شماره 3 نیز آماده است تا در صورت از کار افتادن هر یک از ژنراتورها به طور خودکار توسط سامانه کنترلی گفته شده جایگزین ژنراتور معیوب گردد، اصولا در شرایط عادی قبل از بلند شدن هواپیما، APU را خاموش می کنند، اگر از ژنراتور سوم به هر علتی نتوان استفاده نمود در صورت از کار افتادن هریک از ژنراتورها ژنراتور سالم به طور خودکار تمامی ترمینال ها را تغذیه خواهد نمود. هنگامی که هواپیما روی زمین باشد می توان از دستگاه مولد زمینی 115 ولت 400 هرتز 3 فاز استفاده نمود.

توضیحات:

برق سه فاز دارای سه عدد سیم فاز است که دستگاهی که از این برق استفاده میکند دارای قدرتی بیشتر نسبت به تکفاز است.

APU: Auxiliary Power Unit یا واحد برق کمکی

* ادامه دارد...

محسن مرادی

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع:

aerospace.com

سامانه های الکترونیکی هواپیما نوشته رضا علمداری