飞机配电系统的发展概况

知识点：飞机配电系统

随着科学技术的发展，飞机配电系统发生了翻天覆地的变化，由常规配电系统和远程配电系统，发展到新一代飞机的计算机自动配电系统。自动配电系统也属于远程配电，并采用分布式配电技术和负载自动管理技术，大大减轻了配电导线的重量和飞行员的劳动强度。

1．常规配电系统

常规配电系统采用了如继电器、接触器、断路器等机电式配电设备，馈电线引入到驾驶舱内，并通过开关控制负载，由跳开关或电路断路器（CB）提供过载保护。由于馈线必须从汇流条引到驾驶舱，再通过控制开关、保护CB返回到飞机的所有负载上，因而馈电线又长又重。早期的飞机和目前的小型飞机均采用这种配电方式。

通过分析飞机电能的分配规律发现，驾驶舱电子电气设备的用电量约占飞机总用电量的25％，因此，常规配电系统中把全部电力先输送到驾驶舱，然后再从驾驶舱返回到机身中部负载的做法并不十分合理。这种配电方式直接导致了电缆重量太大，采用远程配电系统可以较好地解决这一问题。

2．远程配电系统

在这种配电系统中，飞行员通过控制接触器或继电器为用电设备供电，由远程跳开关（Remote Control Circuit Breaker，RCCB）提供过载保护。每个RCCB都通过两根细导 线与驾驶舱中控制板上的指示／控制装置相连接。这时，主馈线的总重量减轻了，但控制和指示所需要的细导线总长度反而增加了，目前的大、中型飞机均采用这种配电方式。这种远程配电系统多数没有电气负载管理功能，由飞行人员手动管理电气负载的工作，自动化程度不高，并且由于仍需要大量的电路断路器和馈电导线，因此体积和重量仍然较大。

3．自动配电系统

以B787为代表的新一代多电飞机采用了自动配电系统，这种系统分为一次配电和二次配电系统，大功率负载接在一次配电系统中。二次配电采用远程配电系统。该系统的特点是飞行员的指令通过飞机网络，发送给中央计算机系统和飞机负载管理中心，负载管理中心接通相应的用电设备。在该系统中，负载并不直接连接到汇流条上，而是接

在负载管理中心上如RPDU， RPDU是远程电源分配组件，用固态功率控制器来控制负载的接通和关断及配电线的保护，采用微处理器来实现全部控制和监控功能，这样系统在减轻配电系统重量、优化电缆敷设、实现自动管理、保证供电质量等方面具有明显优势，并且可以使系统在单点或多点发生故障的情况下仍能向负载供电。与计算机化的总线管理系统综合在一起后，构成了现代远程配电系统，提高了配电系统的效率和可靠性。

固态功率控制器是多电飞机配电系统的关键基础部件之一，它克服了原来的电磁式部件开通和断开时产生的火花和电弧。固态功率控制器由电力电子器件和大规模集成电路组成，驱动功率小，电磁干扰小，具有接通和断开负载、实现故障保护和进行通信的功能。它通过检测电流来实现故障保护，比原有的热保护更快更好，同时减轻了故障引起的后果。

自动配电系统采用分布式配电技术和负载自动管理技术，可以大大提高配电的可靠性，增加系统的安全性，减轻配电系统重量，提高功率使用和负载管理的效能。自动配电系统可以根据飞机发电容量的大小、供电系统的完好程度及飞机的不同飞行阶段， 自动地断开和接通用电设备，使系统具有重构的能力，从而保证了飞行和任务关键负载的可靠供电。分布式配电和负载自动管理的自动化配电系统，有着常规配电系统无法比拟的优越性，除了降低系统的重量和减少所占用的空间外，它还具有如下有益特征：

（1）可实现负载的自动管理。负载自动管理系统可对配电系统所要求的功率与电源系统所能供给的功率进行合理的调度和分配，并根据负载等级自动加载和卸载，保证向关键飞行负载供电。采用负载的自动管理技术，可以大大减轻飞行员的操作任务，同时，配电系统可以向飞行员提供直观详尽的配电系统信息，从而提高系统的可操作性。

（2）供电系统的可靠性和维护性提高。常规电网维护的最大困难在于确定故障点。自动配电系统易于采用余度和容错技术，使系统在有故障的情况下仍能向负载供电。当飞机发生故障时，除了可对故障设备进行余度转换以保证系统的正常工作外，还可将故障信息存入故障存储器中，能很快判别出故障点甚至再现故障，从而迅速更换故障设备，提高配电系统的维护性。

（3）配电系统具有可扩展性，系统设计标准化、模块化和通用化。因此，在飞机改型、扩大功能和增加新设备时，一般只需要对软件作一定的修改即可完成系统的重构，从而降低了研制费用和改型费用。先进飞机的配电系统采用分布式就近配电原则进行配电，并应用计算机控制技术，满足有关用电设备/系统的供电余度要求。

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