Samolot bardziej elektryczny Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Energoelektroniki i Maszyn Elektrycznych
Samolot bardziej elektryczny System energetyczny współczesnych samolotów Samolot bardziej elektryczny Urządzenia elektryczne na pokładzie samolotu Programy badawcze, konferencje 2
System energetyczny samolotu Energia hydrauliczna kontrola lotu, podwozie, hamulce, drzwi... 206bar 250kW Energia pneumatyczna klimatyzacja, sprężone powietrze, odladzanie, rozrusznik do 20bar1200kW Energia elektryczna awionika, pompy, odmrażanie, oświetlenie 115VAC 230kVA Samolot konwencjonalny Energia mechaniczna silnik pomp paliwowych silnik pomp olejowych rozrusznik... 100kW 3
System energetyczny samolotu System Złożoność Konserwacja Rozwój technologii Elektryczny złożony prosta zaawansowana/ w trakcie rozwoju Hydrauliczny prosty złożona i zaawansowana niebezpieczna Mechaniczny bardzo złożony częsta, wolna bardzo zaawansowanaa Pneumatyczny prosty złożona bardzo zaawansowana Kontrola lotu Systemy lądowania Samolot konwencjonalny Pompa hydruliczna Energia hydrauliczna Odladzanie Energia mechanicza Przekładnia Silnik główny Kompresor Energia pneumatyczna Generator elektryczny System dystrybucji EE Energia elektryczna ECS Silniki elektryczne Odbiory eletryczne 4
System elektroenergetyczny A350 B787 A380 A340-500/600 B767-400 B737-NG B777 A330 A340-200/300 A320 B747 Concorde Caravelle 0 200 400 600 800 1000 1200 zainstalowana moc elektryczna [kva] 5
Zainstalowana moc elektryczna [kva] System elektroenergetyczny 1200 1000 B787 800 600 A380 400 B747 A340-200/300 A340-500/600 A350 Concorde B777 200 Caravelle A320 A330 B737-NG B767-400 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Rok pierwszego lotu 6
System elektroenergetyczny 15000 Samolot Elektryczny All Electrical Aircraft Moc elektryczna [kw lub kva] 1000 500 System DC Samolot Bardziej Elektryczny More Electrical Aircraft System AC & DC Wielkość samolotu od 90kVA do 1.5MVA 7
System elektroenergetyczny Baterie Dystrybucja: 28VDC AC/DC Konwersja Dystrybucja AC 15VAC/400Hz Główne źródła energii AC 8
Samolot bardziej elektryczny Airbus A380 Boeing 787 Airbus A350 XWB 9
Samolot bardziej elektryczny Airbus A380 2 systemy hydrauliczne 2 systemy elektryczne 115VAC, VFG System pneumatyczny Boeing 787 3 systemy hydrauliczne (kontrola lotu) bez systemy pneumatycznego (bleedless) System elektryczny 230VAC, VFG rozruch, odladzanie, hamowanie Airbus A350XWB 2 systemy hydrauliczne 2 systemy elektryczne 230VAC, VFG System pneumatyczny 10
Samolot bardziej elektryczny (B787) Rozruch przez silniki elektryczne 180kVA Maty elektryczne do odladzania skrzydeł 100kVA Pompy hydrauliczne napędzane silnikami elektrycznymi 4x100kVA Elektryczne systemy klimatyzacji oraz utrzymania ciśnienia w kabinie 500kVA Eliminacja systemu pneumatycznego Zaawansowany technologicznie system elektroenergetyczny 11
Samolot bardziej elektryczny Odbiorniki Silniki elektryczne Odladzanie Energia elektryczna System EE Generator Elektryczny Silnik Główny Kompresor Dodatkowa energia pneumatyczna Klimatyzacja Podwozie Avionika 12
Samolot bardziej elektryczny http://gm-volt.com/2012/03/30/the-all-electric-boeing-787/ 13
Samolot bardziej elektryczny http://gm-volt.com/2012/03/30/the-all-electric-boeing-787/ 14
Samolot bardziej elektryczny (B787) 15
Samolot bardziej elektryczny wzrost całkowitej sprawności systemu zmniejszenie wagi, objętości układów wykonawczych zmniejszenie kosztów zwiększenie niezawodności i bezpieczeństwa zmniejszenie kosztów utrzymania i serwisu zwiększenie funkcjonalności łatwość implementacji wykorzystanie technologii przyjaznych środowisku 16
Maszyny elektryczne na pokładzie samolotu Generacja energii elektrycznej 17
Generacja energii elektrycznej 1 generator główny, 2 generator pomocniczy (auxiliary power unit APU), 3 generator bezpieczeństwa (ram air turbine RAT), 4 generator naziemny (ground power unit GPU) 18
Generator energii elektrycznej 19
MEA główny generator 20/<##>
MEA główny generator 21/<##>
MEA główny generator 22/<##>
Generator synchroniczny Stojan Wirnik wydatnobiegunowy TWORNIK WYTWARZA STRUMIEŃ WIRUJĄCY POLA TWORNIKA MAGNEŚNICA WYTWARZA STRUMIEŃ WIRUJĄCY POLA WZBUDZENIA moc znamionowa 10 kva napięcie twornika 3 x 231V prąd twornika 25 A napięcie wzbudzenia 30 V prąd wzbudzenia 10 A częstotliwość 50 Hz prędkość obrotowa 1500 obr/min masa 112 kg 23
Generator główny Generator synchroniczny 90 kw Hamilton Sundstrand, Rockford, IL, U.S.A 24
Generator główny Napięcie przemienne AC GCU Napięcie stałe DC Trój fazowe napięcie generowane o stałej amplitudzie Generator z magnesami trwałymi Stojan Wirnik Wirnik Stojan Wzbudnica z prostownikiem na wirniku Stojan Wirnik Wirnik Stojan Generator główny 25
12000 24000 rpm 4500 9000 rpm CSD 24000 rpm 4500 9000 rpm PMG Exciter Main IDG PMG Exciter Main VFG 26
MEA główny generator 27
MEA główny generator 28/<##>
MEA główny generator 29/<##>
MEA główny generator 30/<##>
Generator pomocniczy APU auxiliary power unit Boeing 737 1. light switch 2. APU fuel line 3. generator, 4. oil filter 5. fuel nozzles 6. upper shroud 7. bleed air valve, 8. start motor, 9. oil tank, 10. bleed air manifold, 11. exhaust muffler 31
32
Generator pomocniczy APU 33
34
Generator awaryjny RAT ram air turbine Airbus A320 35
Literatura Airbus A380 www.airbus.com/en/aircraftfamilies/a380/ Boeing 787 www.boeing.com/commercial/787family/index.html Goodrich www.goodrich.com Hamilton Sundstrand www.hamiltonsundstrand.com MOET www.eurtd.com/moet/ Thales Group www.thalesgroup.com The Joint Strike Fighter Program www.jsf.mil 36