П-20-2 Барченков Эл ген Ту-214. Факультет летной эксплуатации и управления воздушным движением кафедра авиационной техники
 Скачать 4.18 Mb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА (РОСАВИАЦИЯ) ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «УЛЬЯНОВСКИЙ ИНСТИТУТ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ ИМЕНИ ГЛАВНОГО МАРШАЛА АВИАЦИИ Б.П. БУГАЕВА» ФАКУЛЬТЕТ ЛЕТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ КАФЕДРА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ Расчетно-графическая работа ПО ДИСЦИПЛИНЕ: ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ВС ТЕМА: Электрические генераторы самолета Ту-214 и их летная эксплуатация ВЫПОЛНИЛ: Курсант группы П-20-2 Барченков Д.И. ПРОВЕРИЛ: Доцент кафедры АТ Кузьмин А.В. Ульяновск 2022 Электрические генераторы самолета Ту-214 и их летная эксплуатация Содержани ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА 1 (РОСАВИАЦИЯ) 1 Расчетно-графическая работа 1 Ульяновск 2022 1 Введение 3 1.1 Общие сведения 4 1.2 Привод-генератор ГП-26 6 1.3 Генератор ВСУ ГТ60ПЧ8Б 9 1.4 Летная эксплуатация генераторов 11 Заключение 17 Список использованной литературы 18 Введение 3 1.1 Общие сведения 4 1.2 Привод-генератор ГП-26 6 1.3 Генератор ВСУ ГТ60ПЧ8Б 9 1.4 Летная эксплуатация генераторов 11 Заключение 17 Список использованной литературы 18 ВведениеАктуальность данной темы состоит в том, что электрические генераторы самолета являются источником как переменного, так и постоянного тока, который жизненно необходим различным потребителям на борту ВС. Используя постоянный ток, переменный однофазный и переменный трехфазный ток, можно обеспечить необходимый уровень безопасности полетов. Для того, чтобы рассматривать электрические генераторы самолета Ту-214, необходимо определить цели и задачи РГР. Цель – изучение генераторов самолета Ту-214, их конструкции, регулирующей аппаратуры и летной эксплуатации. Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи, в соответствии с которыми построена структура работы: 1. Рассмотреть общую информацию по системам электроснабжения самолета; 2.Познакомиться с генераторами двигателей и ВСУ; 3.Ознакомиться с летной эксплуатацией генераторов ВС. 1.1 Общие сведенияЭлектрооборудование, установленное на самолете, характеризуется применением электроэнергии переменного трехфазного тока постоянной частоты в качестве основного вида питания. Вместе с тем, в составе электрооборудования имеются некоторые системы, требующие для своего питания как переменный, так и постоянный ток. Вследствие этого на самолете устанавливаются: - основная система электроснабжения переменным током напряжением 200/115 В стабильной частоты 400 Гц; - вторичная система электроснабжения переменным током напряжением 200/115 В стабильной частоты 400 Гц; - вторичная система электроснабжения постоянным током напряжением 27 В. В основной системе электроснабжения применена система генерирования СПЗС2Б90, в которой источниками электроэнергии являются два генератора переменного тока в составе интегральных гидромеханических приводов-генераторов ГП-26 (ППО), устанавливаемых по одному на каждом двигателе (рисунок 1).  Рисунок 1 – Генератор-привод ГП-26 В качестве вспомогательного источника электроэнергии в основной системе электроснабжения переменным трехфазным током используется генератор переменного тока ГТ60ПЧ8Б, установленный на вспомогательной силовой установке (ВСУ).  Рисунок 2 - Генератор ГТ60ПЧ8Б Конструктивно основная система электроснабжения переменным током состоит из двух независимых подсистем – левой и правой (левый и правый генераторы) (рисунок 3).  Рисунок 3 – Функциональная схема системы электроснабжения Генератор переменного тока ВСУ подключается как к левой, так и к правой подсистеме переменного тока (при отсутствии электропитания от основных генераторов и/или аэродромного источника). Аэродромный источник питания может также подключаться как к левой, так и к правой подсистеме переменного тока (при отсутствии электропитания от основных генераторов и генератора ВСУ). При одновременно включенных аэродромном источнике и генераторе переменного тока ВСУ, РАП подключен к правой подсистеме переменного тока, а генератор ВСУ - к левой подсистеме. При включении основного генератора подсистема переходит на питание от данного генератора. При этом другая подсистема переменного тока продолжает питаться от РАП или генератора ВСУ до включения на нее основного генератора подсистемы. Обмотки источников электроэнергии переменного тока постоянной частоты соединены в "Звезду" с выводом нулевых точек на корпус изделия, который используется как четвертый провод в системе распределения электроэнергии переменного тока. Система распределения электроэнергии переменного трехфазного тока постоянной частоты является трехпроводной системой. 1.2 Привод-генератор ГП-26Содержит в себе генератор ГТ90НЖЧ12К и гидропривод. Генератор представляет собой трехфазный синхронный бесщеточный генератор со встроенным трехфазным возбудителем и вращающимся блоком диодов, предназначенным для питания обмотки возбуждения основного генератора постоянным током. Технические характеристики ГТ90НЖЧ12К: - Номинальная мощность генератора 90 кВА - Номинальный ток 250 А - Мощность генератора: В течение 5 минут 135 кВА В течение 12-13 с 180 кВА - Напряжение фазное 116-120 В - Частота 400±10 Гц Охлаждение генератора осуществляется распылением масла через форсунки во внутренней полости генератора, которое одновременно является и рабочей жидкостью привода. Смазка шарикоподшипников генератора осуществляется тем же маслом. На корпусе привода-генератора расположена панель с герметизированными выводами для подключения силового фидера генератора и вилки для подсоединения генератора во внешнюю схему. Гидропривод состоит из следующих устройств: - соединительная муфта в нормальных условиях обеспечивает соединение ГП с авиадвигателем; - электромагнит служит для механического отключения гидропривода от двигателя при отказах, срабатывает при подаче на него 27 В; - гидронасос переменной производительности (ГН) служит для подачи гидрожидкости на гидродвигатель; - гидродвигатель (ГД) приводится во вращение гидрожидкостью, подающейся гидронасосом – чем больше гидрожидкости подаётся гидронасосом, тем больше обороты выходного вала ГД; - суммирующий (дифференциальный) редуктор. На один его вход подаётся вращение от авиадвигателя, на второй – от гидродвигателя. Выходной вал редуктора приводит во вращение ротор генератора. Соответственно обороты ротора генератора равны сумме оборотов, подающихся от авиадвигателя и ГД. - центробежный регулятор (ЦБР) – контролирует обороты выходного вала редуктора. Если они отклоняются от номинальных, ЦБР изменяет угол установки шайб гидронасоса, что приводит к изменению его производительности, изменению количества гидрожидкости, подаваемого им к гидродвигателю, изменению оборотов вала гидродвигателя, связанного с одним из входов редуктора. При этом изменяются и обороты выходного вала редуктора, то есть и обороты ротора генератора. В гидроприводе предусмотрен постоянный контроль за давлением и температурой гидрожидкости и за частотой вращения его выходного вала (вала генератора). При отклонении указанных параметров за допустимые пределы предусмотрено ручное или автоматическое отключение ГП от авиадвигателя. Повторное соединение ГП с двигателем возможно только в наземных условиях на полностью остановленном двигателе. Технические характеристики ГП-26: - Температура рабочей жидкости -40…+120 ⁰С - Частота входных оборотов 4500-9000 об/мин - Частота оборотов на валу генератора 12000 об/мин - Масса 63 кг К регулирующей аппаратуре привода-генератора относятся БРЗУ 115ВО-2с и БДТ90К. Блок регулирования, защиты и управления БРЗУ 115ВО-2с выполняет следующие функции управления: - включение возбуждения генератора при включенном выключателе генератора и частоте выше 380-390 Гц, но ниже 410-420 Гц; - выдачу сигнала на включение контактора нагрузки при включенном возбуждении генератора, отсутствии в канале обнаруживаемой контролем неисправности и напряжении генератора во всех фазах выше 108-114 В, но ниже 123-129 В; - развозбуждение генератора и отключение его от нагрузки при выключении выключателя генератора или при срабатывании одной из защит, за исключением защиты от короткого замыкания на шинах генератора, при срабатывании которой контактор нагрузки не отключается; - выдачу сигнала на обмотку электромагнита муфты расцепления валов привода-генератора и двигателя при срабатывании защиты от сильного повышения частоты (разнос); - снятие сигнала с обмотки электромагнита муфты расцепления валов привода-генератора и двигателя и снижения частоты ниже уровня срабатывания защиты от сильного понижения частоты. Питание блока БРЗУ 115ВО-2с и контактора включения генератора осуществляется выпрямленным напряжением подвозбудителя генератора и дублируется от бортовой сети постоянного тока для всех устройств, исключая регулятор напряжения. Питание цепей сигнализации блока БРЗУ 115ВО-2с осуществляется только от бортовой сети постоянного тока. Также блок обеспечивает следующие виды защиты: - от повышения напряжения в любой из фаз выше 123-129 В с обратнозависимой вольт-секундной характеристикой и наибольшей выдержкой времени 6,9 с; - от понижения напряжения в любой из фаз до 104-107 В и ниже с выдержкой времени (6,0±0,9) с; - от повышения частоты выше 420-430 Гц с выдержкой времени (6,0±0,9) с; - от понижения частоты ниже 370-380 Гц с выдержкой времени (6,0±0,9) с; - от всех видов короткого замыкания внутри генератора или его фидера без выдержки времени; - от короткого замыкания на шинах генератора с выдержкой времени, не превышающей (6,0±0,9) с; - от понижения частоты вращения входного вала привода-генератора ниже уровня соответствующему режиму малого газа двигателя, без выдержки времени (защита обратимая); - от обрыва любой одной или двух фаз фидера, либо силовой нейтрали, если при этом напряжения фаз выходят за пределы срабатывания защит от повышения или понижения напряжения, или появляется составляющая напряжения нулевой последовательности более 1,5-4,5 В с наибольшей выдержкой времени 6,9 с. В каждом канале генерирования (генератора двигателя) установлено по два блока датчиков тока БДТ90К. Один из БДТ90К совместно с трансформаторами тока, установленными в генераторе ГТ90НЖЧ12К, обеспечивает выдачу в БРЗУ 115ВО сигнала о коротком замыкании в генераторе или его фидере. Другой БДТ90К выдает в БРЗУ 115ВО сигнал о перегрузке генератора. БДТ90К состоит из трех тороидальных трансформаторов тока. В корпусе блока имеются три сквозных отверстия для фазных проводов фидера генератора. На одной из стенок нанесена маркировка фаз генератора (А, В, С) и надпись «От генератора». На верхней части корпуса расположены выводы для подсоединения БДТ90К во внешнюю схему, закрытые планкой. 1.3 Генератор ВСУ ГТ60ПЧ8БГенератор ГТ60ПЧ8Б – шестиполюсный бесконтактный генератор со встроенным шестифазным возбудителем и блоком вращающихся выпрямителей, предназначенных для питания обмотки возбуждения основного генератора постоянным током. Для осуществления автономности возбуждения, а также для питания цепей защиты и управления на одном валу с генератором и возбудителем размещен трехфазный подвозбудитель с возбуждением от постоянного магнита. Охлаждение генератора осуществляется как путем продува воздуха, так и от встроенного вентилятора (самовентиляция). Генератор снабжен блоком трансформаторов тока для осуществления дифференциальной защиты линии передачи электроэнергии от генератора совместно с основным блоком датчиков тока по принципу циркуляции токов. В генераторе имеется расцепитель, предназначенный для автоматического отсоединения вала генератора от привода при разрушении подшипника. Технические характеристики: - Номинальная мощность генератора 60 кВА - Номинальный ток 167 А - Частота 400±10 Гц - Мощность генератора: В течение 5 минут 90 кВА В течение 5 секунд 120 кВА - Напряжение фазное 116-120 В - Масса не более 38 кг Генератор ВСУ имеет такую же регулирующую аппаратуру, как и основные генераторы, только блок датчиков тока несколько другой. Блок БДТ60К совместно с трансформаторами тока, установленными в генераторе ВСУ ГТ60ПЧ8Б, обеспечивает выдачу в блок БРЗУ115ВО-2с сигнала о коротком замыкании в генераторе или его фидере. Принцип работы БДТ60К аналогичен работе блока БДТ90К. Блок БРЗУП5В0-2С установлен на одной раме с блоком БРЗУП5В0-2с генератора I на левом борту (27-28 шп., левый борт) (рисунки 4 и 5). Включение генератора переменного тока ВСУ на шины генератора I осуществляется контактором ТКС2330Д1, установленным в 024.56.21-116 УР 200/115 В, на шины генератора 2 - контактором ТКС2330ДЯ, установленным в 024.56.22-116 УР 200/115 В.  Рисунок 4 – Расположение отсеков электрооборудования (вид сверху)  Рисунок 5 – Расположение электрооборудования между шпангоутами 27 и 27 Генератор ГТ60ПЧ8Б установлен на двигателе ТА 12-60, расположенном в хвостовой части самолета в отсеке ВСУ. Включение генератора переменного тока ТТ60ПЧ8Б ВСУ производится при запущенной ВСУ после ее выхода на режим. Включение генератора ГТ60ПЧ8Б производится нажатием на переключатель кнопочный ГВСУ. Если включение генератора ВСУ производится при включенных на сети генераторах № I и № 2, то генератор ВСУ остается неподключенным к сетям переменного тока, при этом лампа ВКЛ переключателя кнопочного ГВСУ не загорается. При отключенном одном из основных генераторов, генератор ВСУ подключается на шины отключенного генератора. При этом загорается лампа ВКЛ переключателя кнопочного ГВСУ зеленого цвета. На кадре "ЭС" КИСС загорается символ "ВСУ" и перемычка его подключается на соответствующую сеть зеленого цвета. При неработающих основных генераторах генератор ВСУ подключается к обеим сетям переменного тока, при этом на кадре "ЭС" КИСС загораются обе перемычки подключения символа ВСУ к шинам генераторов Г1 и Г2. Если на сети работают одновременно генератор переменного тока ВСУ и аэродромный источник электроэнергии, то генератор ВСУ работает на левую сеть (шины Г1) переменного тока, а аэродромный источник на шины правой сети (шины Г2) переменного тока. При работе генератора переменного тока ВСУ на кадре ЭС КИСС, около шин, на которые включен генератор ВСУ (в зависимости от включенных, кроме, него источников электроэнергии переменного тока) индицируются: - на кадре I - напряжение и частота генератора ВСУ; - на кадре 2 - ток, отдаваемый генератором ВСУ. При работе генератора ВСУ необходимо контролировать ток, отдаваемый генератором, который не должен превышать 167 А в любой из фаз. 1.4 Летная эксплуатация генераторовУправление системой электроснабжения переменного тока и контроль за ее состоянием осуществляется: - со щитка ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ на панели наземной подготовки (рисунок 6); - со щитка ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ на пульте пилотов верхнем (рисунок 7); - со щитка освещения дежурного на передней опоре (для наземного обслуживания); - со щитка сигнализации работы РАП в нише передней опоры; - по ИМ № 1, кадр 1 и 2 ЭС (рисунок 8 и 9). На экране КИСС (ИМ №1) при нажатии на кнопку ЭС появляется кадр 1 ЭС. На кадре 1 ЭС имеется мнемосхема системы электроснабжения, на которой отображаются работающие и отказавшие (или невключенные) источники электроэнергии, а также напряжения и частоты на шинах сетей 200/115 В. При повторном нажатии на кнопку ЭС появляется кадр 2 ЭС. На кадре 2 ЭС повторяется мнемосхема кадра 1, но около шив левой и правой сетей 200/115 В взамен напряжений в сетях появляются токи, отдаваемые источниками переменного тока, при этом, если включен только РАЛ или ВСУ, токи, отдаваемые ими, повторяются у шин обеих сетей, если они включены одновременно, то у шин левой сети токи генератора ВСУ* а у шин правой сети токи РАП. При включении основного генератора около шин его сети появляются токи, отдаваемые данным генератором. Как видно из рисунков 6 и 7, кадр ЭС КИСС является общим для всех систем электроснабжения, имеющихся на самолете. При обесточенной основной системе переменного тока элементы управления системой должны находиться в следующем положении: - переключатели кнопочные генераторов Г1 , Г2 и ГВСУ переключатель кнопочный РАП - не нажаты; - переключатели кнопочные отключения ППО I и ППО 2 - закрыты колпачками.  Рисунок 6 – Щиток ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ на панели наземной подготовки Для управления и контроля за системой электроснабжения 115/200 В используются: - два переключателя кнопочных Г1 и Г2 включения генераторов со световой сигнализацией Г1 и Г2 желтого цвета и ОТКЛ белого цвета; - переключатель кнопочный ГВСУ включения генератора ВСУ со световой сигнализацией ВКЛ зеленого цвета; - два переключателя кнопочных (под колпачками) отключения ГП-27 со световой сигнализацией ППО желтого цвета и ОТКЛ белого цвета; - переключатель кнопочный РАП со световой сигнализацией ВКЛ зеленого цвета; - светосигнализаторы ОТКАЗ БКН и ОТКАЗ РАП желтого цвета; - табло со световой сигнализацией РАП зеленого цвета (на щитке сигнализации РАП); - кадры ЭС на ИМ № 1 с мнемосхемой системы электроснабжения, на которой отображается состояние источников электроэнергии, напряжение и частота на шинах сетей на странице 1 и токи, отдаваемые источниками основной системы электроснабжения переменного тока на странице 2. Кроме того, на ИМ №2 , в кадре ДВ/СИГН автоматически выдаются различные сообщения; - выключатель НАЗЕМНЫЕ ШИНЫ, ОСВЕЩЕНИЕ, ОБОГРЕВ (на щитке освещения дежурном на передней опоре).  Рисунок 7 – Щиток ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ на пульте пилотов верхнем Основной член экипажа, кто взаимодействует с щитками ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ – это бортинженер. В течение всего полета, начиная от запуска двигателей и заканчивая их остановом, он отвечает за системы электроснабжения. Перед запуском бортинженер проверяет и включает на сеть аккумуляторные батареи, аэродромный источник переменного питания, выпрямительные устройства. После запуска он подготавливает систему электроснабжения к полету, а во время самого полета следит за ее параметрами, чтоб они не выходили за определенные значения, указанные в РЛЭ самолета Ту-214. Кроме того, в РЛЭ описаны различные неисправности системы электроснабжения, которые могут появиться во время эксплуатации самолета, а также способы решения различных проблем. Бортинженер обязан знать все пути решения и воплощать их в жизнь точно и четко.  Рисунок 8 – ИМ №1 (кадр 1) На Им №1(кадр 1) цифрами отображены: 1 Напряжение аккумуляторов 1, 3, 2, 4 (В) 2 Ток 1, 3, 2, 4 (А) 5 Сеть левая постоянного тока 4 Сеть правая постоянного тока 5 Напряжение на левых шинах 6 Напряжение на правых шинах 7 Частота сети 1 (Гц) 8 Частота сети 2 (Гц) 9 Шина ПТС переменного тока 10 Напряжение на шине ПТС переменного тока фазы А, В, С (В) 11 Частота ПТС (Гц) 12 Напряжение ПТС (Гц) фазы А, В, С 15 Шины сети 1 переменного тока 14 Шина сети 2 переменного тока 15 Шина ПОС переменного тока 16 Напряжение на шине ПОС (аварийной 2) В 17 Частота ПОС (Гц) 18 Напряжение ПОС (В)  Рисунок 9 – ИМ №1 (кадр 2) На Им №1(кадр 2) цифрами отображены: 1. Ток ВУ1 (ВУрез. ВУ2) 2.Ток Г1, ГВСУ, РАП фазы А, В, С, (А) 3.Ток Г2, ГВСУ, РАП фазы А, В, С (А) При отказе одного из генераторов в полете загорается сигнализация Г1 (Г2) переключателя кнопочного данного генератора. На экране КИСС появляется сигнал ГЕНЕРАТОР ОТКАЗ с выходом на ЦСО. На кадре ЭС КИСС загорается сигнализация: - символ отказавшего генератора «Г1» («Г2») желтого цвета; - гаснет перемычка подключения отказавшего генератора к шинам сети; - загорается перемычка соединения левой и правой сети, что свидетельствует об автоматическом подключении сети с отказавшим генератором к исправному генератору. В этом случае для уменьшения нагрузки на работающий генератор происходит автоматическое отключение шин бытового оборудования. На земле, в связи с имеющейся в цепи управления отключением шин бытового оборудования блокировкой по обжатию шасси, шины бытового оборудования при неработающих основных генераторах остаются подключенными к шинам левой и правой сети соответственно. ЗаключениеВ соответствии со всем вышесказанным можно сказать, что на самолете имеется основная система электроснабжения, источниками которой являются 2 привода-генератора ГП-26 и генератор ВСУ ГТ60ПЧ8Б. Они имеют свою уникальную конструкцию, но при этом их регулирующая аппаратура достаточно схожа. Летная эксплуатация генераторов осуществляется бортинженером с помощью щитков ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ и ИМ №1. Список использованной литературы1.Ту-214 Руководство по технической эксплуатации/ ОАО Туполев – Казанский филиал конструкторского бюро, 1997. – 656 с. 2. Ту-214 Руководство по летной эксплуатации/ ОАО Туполев – Казанский филиал конструкторского бюро, 2000. – 1142 с. 3. Ломанцов Б.Н. Электротехническое оборудование самолета Ту-204-200 (Ту-214) и его летная эксплуатация: учеб. пособие / Б.Н. Ломанцов, В.С. Чухин. – Ульяновск: УВАУ ГА, 2007. – 171 с. |