ACADEMIA TEHNICA MILITARA

Tema de proiect: PROIECTAREA SISTEMULUI ELECTROENERGETIC DE BORD AL AVIONULUI MiG-23ndrumtor :Cdor. Prof. Univ. Dr. ing. Petre Daniel

Autori:Std.sg. Druta Nicusor-Nicolae Std.sg. Moncea Catalin-Florin

Capitolul 1: Prezentarea unui aparat de zborAparatul de zbor ales Mikoian-Gurevici MiG-23 este un avion de vntoare cu geometrie variabil. Iniial a fost construit de ctre biroul Mikoyan i Gurevici, s-a produs n serie mare, i actualmente se mai poate gasi n uz la diferiii cumprtori ai acestui avion.

Tip ar de origine Constructor Zbor inaugural Produs Introdus Retras

Avion de vntoare Uniunea Sovietic Mikoian-Gurevici OKB 10 iunie 1967 1967-1985 1970 1994, Rusia Rmne n serviciu n alte state Forele Aeriene Sovietice 5.047

Beneficiar principal Buci fabricate

Caracteristici generale:

Echipaj: Unu Lungime: 16.70 m

Anvergura: 13.97 m nlime: 4.82 m Suprafaa aripilor: 37.35 m desfcut, 34.16 m adunat Greutatea gol: 9,595 kg

Performane:Viteza maxim: Mach 2.35, 2,500 km/h at altitude; Mach 1.14, 1,350 km/h at sea level (1,553 mph / 840 mph) Plafon: 18,500 m Viteza ascensional: 240 m/s ncrcarea aripii: 575 kg/m n concordan cu manualul MiG-23ML, avionul are rata de ntoarcere de 14.1 gr/sec i una maxim de 16.7 gr/sec. Avionul MiG-23ML accelereaz de la 600 km/h la 900 km/h n doar 12 secunde la altitudinea de 1000 de metri, iar la altitudinea de 10-12 km va accelera de la 1 Mach la 2 Mach n 160 de secunde.

Capitolul 2: Definirea consumatorilor de la bordul aeronaveiInstalatia electrica a motorului:Nr. Crt.1 2 3 4 5 6 7 8

Denumirea ConsumatoruluiSistem de aprindere pentru MTR Automat de pornire Demaror electric pentru MTR Bloc de comanda a regimurilor MTR Releul demarorului Triplu indicator (ulei) Instalatii auxiliare Blocul de transformare- redresare

Cantitatea1 1 1 1 1 1 1 2

Puterea consumata50 70 9000 300 30 8 500 120

Regimul de functionareScurta durata Scurta durata Scurta durata Permanent Scurta durata Permanent Lunga durata Permanent

Instalatia de combustibil si ulei:Nr. Crt.9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Denumirea ConsumatoruluiPompa electrica de pornire Supapa de injectie Supapa alimentare cu O2 Manomentru de combustibil Pompa transvazare combustibil Pompa electrica de amorsare Electrorobinet de combustibil Debitmetru Supapa de combustibil la pornire Pompa de transvazare Pompa alimentare motor

Cantitatea1 1 1 1 1 1 1 1 2 6 2

Puterea consumata100 60 100 5 1000 200 400 50 196 2000 2000

Regimul de functionareScurta durata Scurta durata Scurta durata Permanent Permanent Permanent Scurta durata Permanent Scurta durata Permanent Permanent

Sisteme de comanda si sisteme automate de la bord:Nr. Crt.20 21 22 23 24 25 26 27 28

Denumirea ConsumatoruluiComanda actionare flapsuri Comanda actionare directie Comanda frane roti Comanda actionare eleroane Comanda actionare stabilizator orizontal Comanda actionare frane aerodinamice Comanda actionare tren de aterizare Comanda trimmere Pilot automat

Cantitatea1 1 1 1 1 1 1 1 1

Puterea consumata80 80 40 60 60 70 70 40 200

Regimul de functionareScurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Lunga durata

29 30 31

Aparat inregistrare parametri de zbor Head-up display Actionare tun de bord

1 1 1

60 90 90

Permanent Scurta durata Scurta durata

Sistemul electro energetic de current continu:Nr. Crt.32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Denumirea ConsumatoruluiVoltmetru cc Ampermetru cc Excitatie generator de cc Regulator de U Releu diferential minimal Sistem de protectie a SEB Disp de cuplare si protectie a surselor APA Convertozor rotativ monofazat la 115V 400Hz Autotransformator Convertizor rotativ trifazat de 36 V la 400Hz

Cantitatea2 2 1 1 1 1 1 1 1 1

Puterea consumata10 10 150 50 50 50 40 1400 70 1300

Regimul de functionarePermanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Scurta durata Permanent Permanent Permanent

Receptorii de current alternativ (36V,400Hz)Nr. Crt.42 43 44 45 46

Denumirea ConsumatoruluiSistem cap-compas Pilot automat Giroorizont Giroorizont distanta Releu diferential

Cantitatea1 1 1 2 1

Puterea consumata120 100 50 220 130

Regimul de functionarePermanent Lunga durata Permanent Permanent Permanent

Receptorii de current alternativ (115V,400Hz)Nr. Crt.47 48 49 50 51 52 53

Denumirea ConsumatoruluiRadioaltimetru Radiocompas Voltmetru ca Ampermetru ca Compas giromagnetic Sistem emisie-receptie Mecanism gyroscopic

Cantitatea1 1 2 2 1 1 1

Puterea Regimul de consumata functionare100 50 10 10 150 500 50 Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent

Instalatia de incalzire:Nr. Crt.54 55 56 57

Denumirea ConsumatoruluiIncalzire cabina ermetica Incalzire radiocompas Incalzire pilot automat Sistem de reglare a temperaturii aerului in cabina

Cantitatea1 1 1 1

Puterea consumata1500 200 200 30

Regimul de functionarePermanent Permanent Permanent Permanent

58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

Termometru pentru cabina Termometru mediu exterior Incalzire priza aerodinamica Sistem de reglare a presiunii Comanda clapeta anti-jivraj Incalzire bordului de atac al aripii Incalzire instalatie de ochire Incalzirea geamurilor cabinei Incalzire bordului de atac al ampenajelor Instalatie de reglare a presiunii aerului din cabina

1 1 1 1 1 2 1 1 2 1

5 5 150 30 30 5000 150 750 10000 40

Permanent Permanent Permanent Permanent Scurta durata 1-2 ore 1-2 ore Scurta durata 1-2 ore Permanent

Instalatiile de iluminatNr. Crt.68 69 70 71 72 73 74

Denumirea ConsumatoruluiIluminarea cabinei Far de aterizare Far de rulare Lampe exterioare/planuri coada Lampe iluminat tablou de bord Actionare faruri de aterizare Lampi pentru zborul in formatie

Cantitatea3 2 1 3 10 1 8

Puterea consumata12 1200 100 60 20 100 32

Regimul de functionareLunga durata Scurta durata Scurta durata Permanent Permanent Scurta durata De durata

Instalatiile de semnalizare:Nr. Crt.75 76 77 78 79 80 81 82 83

Denumirea ConsumatoruluiIndicator pozitie tren aterizare Semnalizare avarie la comenzi Semnalizarea pozitie flapsuri Semnalizarea functionarii generatorului Semnalizare pericol de incendiu Semnalizare functionare pompe de tranzvazare a combustibilului Semnalizare functionare pompe combustibil Semnalizare tren de aterizare Semnalizare rezervor de combustibil

Cantitatea1 2 2 1 2 1 1 1 1

Puterea consumata16 170 32 5 8 5 8 65 5

Regimul de functionareLunga durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Permanent Permanent Scurta durata Lunga durata

Apareate pentru pilotaj si navigatie:Nr. Crt.84 85 86 87 88 89

Denumirea ConsumatoruluiCompas giromagnetic Ceas de bord Indicator de viraj si glisada Sistem de directe Giroorizont distanta Giroorizont rezerva

Cantitatea2 2 2 1 2 1

Puterea consumata120 50 20 50 300 40

Regimul de functionarePermanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent

Instlatia anti-incendiu:

Nr. Crt.90 91 92 93

Denumirea ConsumatoruluiTraductor de incendiu Comanda sistem antiincendiu Electrorobinet antiincendiu Comanda sistem antiincendiu pentru rezervorul de combustibil

Cantitatea3 1 1 1

Puterea consumata30 15 150 15

Regimul de functionarePermanent Scurta durata Scurta durata Scurta durata

Instalatii radio de bord:Nr. Crt.94 95 96 97

Denumirea ConsumatoruluiRadiocompas Statie emisie-receptie Transponder Radioaltimetru

Cantitatea2 1 1 2

Puterea consumata50 350 50 200

Regimul de functionarePermanent Permanent Permanent Permanent

Armamentul de la bord:Nr. Crt.98 99 100 101

Denumirea ConsumatoruluiLansator bombe Comanda armament artileristic Declansator electric tun de bord Comanda instalatia de ochire

Cantitatea1 1 1 1

Puterea consumata600 1600 35 100

Regimul de functionareScurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata

Capitolul 3: Trasarea graficul de sarcina P=f(t) in regim normal si de avarieMisiunea de zbor aleasa este una de lupta. Pentru calculul bilantului energetic voi descompune diferitele faze ale misiunii de zbor in etape de durata data, in interiorul carora se presupune ca functioneaza anumite echipamente de bord. Este de dorit ca misiunea de zbor aleasa sa solicite la maximum sistemul electroenergetic de bord, astfel ca pentru avionul impus de tema de proiect, avion militar ,misiunea va fi zbor de noapte, de lupta , iarna , cu utilizarea la maximum a instalatiilor de semnalizare, de iluminat , de incalzire si anti-jivraj. Etape:

Nr.crt. 1 2 3 4 5 6

EtapaPregatirea pentru zbor Rulare,decolare si uracare pana la plafonul de zbor Zbor de croaziera Lupta aeriana Coborare si aterizare Rulare si oprire

Durata10 min 15 min 30 min 10 min 10 min 5 min 1h20min

Timp total Graficul de sarcina in regim normal

Interval de timp [min]

Consumatorii cuplati

Consumatorii decuplati Pregatirea pentru zbor, rulare

Puterea Puterea Consumata Consumata [W] [VA]

0-1 1-2

38 68,70,71,72

42 234

2-4 4-5 5-7 7-8 8-12

54,55,58,59,60,61,62 6,12,83,75,77,32,33,82 20,21,22,23,24,25,27 29,85,87 3,5,1,2,15,9,10,11,13,14,16,18

20,21,22,23,24,25,27

2009 2095 2475 2985 16045

Decolare si urcare pana la plafon de zbor12-13 13-15 15-20 20-25 34,35,36,37,39,40,41 67 4,56,63,82,86,88,89,94,95,96, 97 3,9,11 70,75,82 9845 9895 11125 11325

Zbor de croaziera si lupta aeriana25-55 55-56 56-59 59-60 60-62 62-63 63-65 63,66,84,85,72,17,26,94, 97,28,30, 101 31,98,99,100 101 31,98,99,100 101 31,98,99,100 27505 27605 29920 27605 29920 27605 29920

101 31,98,99,100 101 31,98,99,100 101

Coborare,aterizare,rulare si oprire65-70 70-77 77-80 69,41,77,63,22,26,20,25 70 31,98,99,100 Se decupleaza restul consumatorilor 27505 2942 100

35000 0-1 min 1-2 min 30000 2-4 min 4-5 min 5-7 min 25000 7-8 min 8-12 min 12-13min 20000 13-15min 15-20min 20-25min 15000 25-55min 55-56min 56-59min 10000 59-60min 60-62min 62-63min 5000 63-65min 65-70min 70-77min 0 Graficul de sarcina in regim normal 77-80min

Graficul de sarcina in regim de avarieDurata zborului cu alimentarea consumatorilor de avarie de la baterie se considera a fi de 20 min ziua si 15 min noaptea timp in care se considera ca se ajunge la cel mai apropiat aerodrom sau se pregateste o aterizare fortata. Interval de timp [min]55-56

Consumatorii cuplati37,39,40,41,4,6

Consumatorii decuplati

Puterea Puterea Consumata Consumata [W] [VA]3130

56-59 59-60 60-62 62-63 63-65 65-69 69-70

86,87,88,51,68 32,29,94,95,97 90 ,91,92,93 20,21,23,24,82 25,26,22,75,73 29,30

90,91,92,93 Se decupleaza o parte din consumatorii Se decupleaza restul consumatorilor

3662 4332 4542 4667 3450 2300 0

5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Graficul de sarcina in regim de avarie 55-56min 56-59min 59-60min 60-62min 62-63min 63-65min 65-69min 69-70min

Capitolul 4: Calculul si alegerea surselor primare de energie electricaPentru calculul puterii electrice a generatorului de bord se iau in calcul din graficul de sarcina doar portiunile in care consumatorii sunt alimentati de la generatorul de bord si nu de la sursa de aerodrom( cum este etapa pregatirii pentru zbor si etapa incercarii si pornirii motorului). Voi calcula mai intai valoarea medie patratica a puterii dupa formula: Inlocuind cu valorile din tabel in formula de mai sus va rezulta: Rezultatul obtinut reprezinta puterea medie patratica. Calculul puterii unui generator se face cu relatia: ( )

In care este puterea medie iar este numarul de generatoare identice ce se instaleaza la bord. Dupa aceasta se alege un generator din seria de generatoare de aviatie produse de firmele constructoare astfel incat sa se indeplineasca conditia: Generatorul ales este GSR-18000 care are urmatoarele caracteristici: - puterea : P=12KW; -tensiunea: U=28,5V; -curentul: I=400A; -turatia=3800-9000rot/min; -masa; m=41,5Kg; -masa raportata: m=2,33Kg/KW; -debitul de aer si presiunea in l/s si mm colana de apa=235/400; -diametrul: D=198 mm; -lungimea: L=480mm;

Capitolul 5: Calculul si alegerea surselor secundare(de avarie)de energie electricaCa surse de rezerva sau de avarie, se utilizeaza baterii de acumulatoare ,uneori si turbogenetatoare .Bateriile de acumulatoare instalate la bordul aeronavelor functioneaza in paralel cu sursele principale de curent continu (generatoare) si pot indeplini urmatoarele functiuni: - sa asigure pornirea automata a motoarelor; - sa asigure alimentarea receptorilor electrici pe timpul pregatirii inainte de zbor, pe timpul rularii,planarii,aterizarii si stationarii avionului in start; - sa acopere varfurile de sarcina pe timpul zborului; - sa constitue sursa electrica de rezerva in caz de avarie a generatoarelor; - sa permita alimentarea aparaturii radio pe timpul aterizarii fortate . Pentru intocmirea graficului de sarcina de avarie am intocmit mai intai un tabel cu receptorii vitali pentru siguranta zborului. Avaria considerata a fost cea la generator la jumatatea zborului pe traiectorie. Durata zborului cu alimentarea consumatorilor de avarie de la baterie se considera a fi de 20 min ziua si 15 min noaptea timp in care se considera ca se ajunge la cel mai apropiat aerodrom sau se pregateste o aterizare fortata.

Denumirea consumatorului CantitateSistem de protectie a SEB Convertozor rotativ monofazat la 115V 400Hz Autotransformator Bloc de comanda a regimurilor MTR Comanda sistem antiincendiu Electrorobinet antiincendiu Comanda sistem antiincendiu pentru rezervorul de combustibil Triplu indicator (ulei) Giroorizont distanta Indicator de viraj si glisada Sistem de directe Compas giromagnetic Aparat inregistrare parametri de zbor Radiocompas Radioaltimetru Statie emisie-receptie Comanda actionare flapsuri Comanda actionare directie Comanda actionare eleroane Comanda actionare stabilizator orizontal 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Puterea Consumata50 1400 70 300 15 150 15 8 150 10 50 150 60 25 100 350 80 80 60 60

Regimul de functionarePermanent Permanent Permanent Permanent Scurta durata Scurta durata Scurta durata Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata

Comanda actionare frane aerodinamice Comanda actionare tren de aterizare Indicator pozitie tren aterizare Iluminarea cabinei Far de aterizare Far de rulare Lampe iluminat tablou de bord Actionare faruri de aterizare Comanda sistem antiincendiu Electrorobinet antiincendiu Comanda sistem antiincendiu pentru rezervorul de combustibil Traductor de incendiu Debitmetru Manomentru de combustibil

1 1 1 1 2 1 5 1 1 1 1 3 1 1

70 70 16 4 1200 100 10 100 15 150 15 30 50 5

Scurta durata Scurta durata Lunga durata Lunga durata Scurta durata Scurta durata Permanent Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Permanent Permanent Permanent

Puterea totalarelatia:

5085W

Pentru calculul timpului de functionare a bateriei in regim de descarcare se utilizeaza unde:este capacitatea disponibila a bateriei in momentul aparitiei avariei, -M este un coeficient care tine seama de dependenta de valoarea capacitatii de valoarea curentului de descarcare . - t este timpul in ore. Pentru calculul trebuie sa aflam mai intai ., iar pentru aflarea . ne este necesara puterea medie: } Curentul de descarcare este dat de formula:

Capacitatea disponibila a bateriei in momentul aparitiei avariei este data de formula:

In urma rezultatelor obtinute am ales bateria de acumulatoare 12-STS-55 care are urmatoarele caracteristici: - tensiunea nominala: 24V; - capacitatea: 55 Ah; - curent de descarcare: 11 A; - timpul de descarcare: 15ore; - tensiunea minima la sfarsitul descarcarii: 16 V; - masa: 55Kg; - masa specifica:2Kg/Ah; - inaltimea maxima de utilizare: 18 km.

Capitolul 6: Proiectarea schemei sistemului electroenergetic de bord.Regimuri de functionareSistemul electro energetic in ansamblu cuprinde asa cum s-a mai aratat sistemul de generare (generatoare sau convertizoare) si sitemul de transport si distributie.La randul lor acestea pot fi primare si secundare.

Sistemul electroenergetic

Sistemul primar

Sistemul secundar

Sistemul de generare

Sistemul de distributie

Sistemul de conversie

Sistemul de distributie

Convertizoare

Convertoare

Tablouri de Distributie

Tablouri de distributie

Apatare de comanda

Aparete de

Rteaua electrica

Reteaua electrica

Sistemele electroenergetice primare pot fi principale(de baza) si auxiliare (ajutatoare).Ele cuprind generatoarele actionate de motoarele aeronavei sau de sistemele auxiliare sau complementare care intra in functiune la aterizare,rulare sau pe timpul stationarii aeronavei cand turatia motoarelor este redusa sau acestea sunt oprite. Sistemul secundar converteste o parte din energia electrica a sistemelor primare in energie electrica la alti parametrii. In conformitate cu cele aratate , vom avea la bord ca surse primare generatoare si acumulatoare si ca suse secundare: convertoare, invertoare, redresoare si transformatoare.

comanda

O analiza amanuntita se impune regimurilor posibile de lucru ale sistemelor electroenergetice. Deosebim trei regimuri de functionare: 1. Regimul normal caracterizat de o functionare normala a elementelor sistemului, asigurand alimentarea neintrerupta a consumatorilor electrici. 2. Regimul anormal de functionare care apare ca urmare unor defectiuni intamplatoare in sistemul de comanda protectiesi reglare.Se caracterizeaza prin iesirea din functiune ale unor elemente ale sistemului . Acest sistem poate fii de lunga durata (de ex. pana la interventia protectiei) dupa care sistemul revine la regimul normal sau de lunga durata (adica sist. trece in regim de avarie). 3. Regimul de avarie la care in zbor sistemul nu furnizeaza puterea necesara sau nu asigura la consumatori energie electrica de calitate , in aceasta situatie consumatorii se decupleaza de la portiunea avariata si se cupleaza la alt canal sau la sistemul de avarie. Drept urmare sistemul electroenergetic ales pentru acest proiect este un sistem electroenergetic de curent continuu care produce tensiunea U=28.5V.Consumatorii de current alternativ monofazat de 115 V se alimenteaza la un convertizor monofazat (CM)electromecanic sau static.pentru alimentarea consumatorilor de c. a. trifazati (C) la tensiunea de 36 de volti se utilizeaza un convertizor trifazat(CT). Avantajele acestui sistem sunt urmatoarele: - posibilitatea utilizarii generatorului ca starter pentru pornirea motorului avionului. - prezenta sursei electrice de rezerva si de avarie (bacteria de acumulatoare ) mareste gradul de fiabilitate alsistemului. - simplitatea aparaturii de asigurare a mersului in parallel a generatoarelor de c.c.. - calitati superioarea ale actionarilor electrice cu motoare de c.c.. - absenta sistemului de antreanare cu turatia constanta.

TABLOUL CENTRAL DE DISTRIBUTIE(TCD) Denumirea consumatorului CantitateExcitatie generator de cc Regulator de U Releu diferential minimal Demaror electric pentru MTR Sistem de protectie a SEB Bloc de comanda a regimurilor MTR Triplu indicator (ulei) Incalzirea prizei aerodinamice Semnalizare functionare pompe de tranzvazare a combustibilului Semnalizare pericol de incendiu Pompa electrica de pornire 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1

Puterea Consumata150 50 50 9000 50 300 8 150 5 8 100

Regimul de functionarePermanent Permanent Permanent Scurta durata Permanent Permanent Permanent Lunga durata Permanent Scurta durata Scurta durata

Supapa de injective Supapa alimentare cu O2 Manomentru de combustibil Pompa transvazare combustibil Pompa electrica de amorsare Electrorobinet de combustibil Debitmetru Traductor de incendiu Comanda sistem antiincendiu Electrorobinet antiincendiu Comanda sistem antiincendiu pentru rezervorul de combustibil Comanda actionare tren de aterizare Comanda actionare frane aerodinamice Convertizor rotativ trifazat de 36 V la 400Hz Convertozor rotativ monofazat la 115V 400Hz

1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1

60 100 5 1000 200 400 50 30 15 150 15 70 70 1300 1400

Scurta durata Scurta durata Permanent Permanent Permanent Scurta durata Permanent Permanent Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Permanent Permanent

Puterea totala

14736W

TABLOUL DE DISTRIBUTIE 1 ( TD 1) Denumirea consumatorului CantitateVoltmetru cc Ampermetru cc Autotransformator Incalzire radiocompas Incalzire pilot automat Incalzire cabina ermetica Sistem de reglare a temperaturii aerului in cabina Termometru pentru cabina Termometru mediu exterior Termometru ulei Sistem de reglare a presiunii Iluminarea cabinei Lampe iluminat tablou de bord Actionare faruri de aterizare Indicator pozitie tren aterizare Semnalizare avarie la comenzi Semnalizarea functionarii generatorului Semnalizare functionare pompe combustibil Semnalizare tren de aterizare Semnalizare rezervor de combustibil Pilot automat Aparat inregistrare parametri de zbor Compas giromagnetic Ceas de bord Indicator de viraj si glisada 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 10 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2

Puterea Consumata10 10 70 200 200 1500 30 5 5 5 30 12 20 100 16 170 5 8 65 5 200 60 120 50 20

Regimul de functionarePermanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Lunga durata Permanent Scurta durata Lunga durata Scurta durata Scurta durata Permanent Scurta durata Lunga durata Lunga durata Permanent Permanent Permanent Permanent

Sistem de directe Giroorizont distant Giroorizont rezerva Radiocompas Statie emisie-receptie Transponder Radioaltimetru

1 2 1 2 1 1 2

50 300 40 50 350 50 200

Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent Permanent

Puterea totala

3956W

TABLOUL DE DISTRIBUTIE 2 ( TD 2) Denumirea consumatorului CantitateElectromecanism clapeta anti-jivraj Lampe exterioare/planuri coada Electromecanismul profundorului Lampi pentru zborul in formatie Electromecanism de directie 1 3 1 2 1

Puterea Consumata30 60 80 32 80

Regimul de functionareScurta durata Permanent Scurta durata Scurta durata Lunga durata

Puterea totala

280W

TABLOUL DE DISTRIBUTIE 3 ( TD 3) Denumirea consumatorului CantitateInstalatii auxiliare Lampe exterioare/planuri coada Comanda actionare frane aerodinamice Comanda actionare flapsuri Comanda actionare directie Far de aterizare Far de rulare Comanda trimmere Comanda actionare eleroane Comanda actionare stabilizator orizontal Lampi pentru zborul in formatie Actionare tun de bord Lansator bombe Comanda armament artileristic 1 3 1 1 1 2 1 1 1 1 8 1 1 1

Puterea Consumata500 60 70 80 80 1200 100 40 60 60 32 90 600 1600

Regimul de functionareLunga durata Permanent Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata De durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata

Puterea totala

4572W

TABLOUL DE DISTRIBUTIE 4 ( TD 4)

Denumirea consumatorului CantitateInstalatii auxiliare Lampe exterioare/planuri coada Comanda actionare frane aerodinamice Comanda actionare flapsuri Comanda actionare directie Far de aterizare Far de rulare Comanda trimmere Comanda actionare eleroane Comanda actionare stabilizator orizontal Lampi pentru zborul in formatie Actionare tun de bord Lansator bombe Comanda armament artileristic 1 3 1 1 1 2 1 1 1 1 8 1 1 1

Puterea Consumata500 60 70 80 80 1200 100 40 60 60 32 90 600 1600

Regimul de functionareLunga durata Permanent Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata De durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata Scurta durata

Puterea totala

4572W

Energia electrica de la surse trebuie transportata si distribuita la numarul mare de consumatori electrici situati in cele mai diverse compartimente ale aeronavei, astfel ca sistemul electroenergetic de bord cuprinde ca elemente intermediare de legatura intre sursele electrice si consumatori: retele electrice de transport si distributie a energiei electrice, elemente de comanda a functionarii surselor si receptorilor electrici precum si elemente de protectie a intregului sistem electroenergetic la regimuri de avarie. Transmisia si distrbutia energiei electrice de la bordul aeronavelor se produce schematic astfel: sursafidertablouri de distrbutieconsumatori. Sistemul contine linii de transport (conductori, cuple, cabluri,cleme etc), echipament de montare si fixare(mufe, TD-uri,etc), aparate de protectie (sigurante fuzibile, automate cu bimetal, relee de curent si tensiune, etc), aparate de control si comutatie cat si dispozitive pentru combaterea perturbatiilor radio (filtre, ecranari, metalizari,etc). Reteaua electrica are urmatoarea structura: - este de curent continuu - este monofilara - este protejata - este monocanal (un singur generator) - este retea radiala cu mai multe sarcini concentrate. Avantajele unei retele deschise monocanal sunt numeroase, calculele de proiectare facandu-se usor, alegerea aparatelor de protectie fiind simpla. Acest tip de retea are simplitate in montaj si exploatare si de asemenea are greutate mica a conductoarelor iar tablourile de distributie pot fi plasate in locurile unde sunt concentrati consumatorii electrici. Dezavantajele sunt acelea ca in cazul scurtcircuitelor la TCD intreg sistemul de alimentare iese din functiune si de asemenea, la intreruperi sau scurtcircuite in linia de alimentare a TD-urilor, consumatorii conectati la aceste tablouri raman fara curent electric, insa

in acest mod am decis ca alimentarea TD-urilor sa fie facuta prin mai multe conductoare in paralel. Am ales ca reteaua sa fie monofilara deoarece acesta prezinta un avantaj major si anume, masa mult mai mica cu aproximativ 40% fata de aceeasi retea bifilara, insa ca dezavantaj, acest lucru impune o izolatie ingrijita si de asemenea se impune o buna metalizare a aeronavei, adica se doreste realizarea unor legaturi electrice perfecte intre organele avionului. De asemenea nivelul parazitilor radio este mai mare decat in cazul retelelor bifilare, insa compenseaza cu faptul ca montajul si exploatarea retelei se face intr-un mod mai sigur si mai simplu.

TD3

Schema retelei de alimentare B.A. = baterie de acumulatori CM = convertizor monofazat 115V/400Hz CT = convertizor trifazat 3x 36V/400Hz In aceasta situatie se observa cum energia electrica este distribuita de la sursa de alimentare (generatorul de bord) pana la un tablou central de distributie si de aici se distribuie la tablouri de distributie secundare. ( TD1, TD2). In aceasta situatie, o parte din consumatori, de regula cei cu consum mare, sunt alimentati de la TCD. Mutarea unei parti din aparatele de

TD4

comanda si de protectie pe tablourile secundare de distributie duce la o descongestionare a TCD facandu-l mai putin voluminos, iar conectarea unui numar insemnat de consumatori la tablourile de distributie situate mai aproape de ei, micsoreaza masa retelei electrice de alimentare.

TD3

TD4

Plasarea tablourilor de distributie pe avion

Capitolul 7: Calculul retelelor magistraleIntr-o retea electrica, tensiunea prezinta variatii cauzate atat de consumatorii de energie, cat si de reteaua insasi. U se numeste cadere de tensiune sau pierdere de tensiune si reprezinta diferenta dintre tensiunea de alimentare si cea de la bornele consumatorilor(receptorilor). U=Ug-Uc Tensiunea nominala a generatoarelor de c.c. se considera egala cu 28.5 V, dar variaza in functie de vitaza de rotatie , de curentii de sarcina si de alti factori. Variatia de tensiune la generator este data de formula: UG=UGmax-UGmin Regulatoarele de tensiune care nu sunt prevazute cu dispozitive precise de reglaj, asigura o stabilizare a tensiunii cu o precizie de 1.2 V ,deci UG=2.4 V. La bornele consumatorilor se admite o tensiune UC=27 V cu o abatere admisibila de 10% , adica UC=5.4 V. In consecinta se admite pe retea o pierdere de tensiune UR=3 V. Din cei 3 V, o parte revine retelei de alimentare, iar restul retelei de distributie. Aceasta impartire se face astfel incat greutatea retelei sa fie minima. In cazul retelelor monofilare se neglijeaza pierderea de tensiune in masa avionului care serveste ca linie de intoarcere. Conductorul de alimentare se calculeaza la pierderea de tensiune: U+ UR Reteaua este o retea radiala cu ramificatii pentru care am considerat conductorul ca fiind cupru ce are o conductivitate cu=54m/mm^2.

TD1

TD2TCD

TD3

TD4

Pentru calculul retelei voi considera Uadm=1.5 V. ( ) ( ) Curenti din ramificatii: ( ) ( ) { ( )

Lungimile tronsoanelor: {

-se alege din tabel valoarea imediat superioara si rezulta

se alege din tabel valoarea imediat superioara si rezulta se alege din tabel valoarea imediat superioara si rezulta se alege din tabel valoarea imediat superioara si rezulta se alege din tabel valoarea imediat superioara si rezulta

Capitolul 8: Stabilirea schemei de comanda si protectie a retelei si a surselorCerinte impuse sistemului de protectie a surselor de bordDefectele cele mai frecvent intalnite in sistemele electroenergetice de bord sunt scurtcircuitele. Pentru a preveni aceste evenimente nedorite si consecintele grave ale acestora, sistemul electroenergetic este prevazut cu echipament de protectie care decupleaza automat sectoarele avariate si asigura functionarea in conditii normale a celor ramase. Pentru protectia sistemului electroenergetic de bord sunt impuse o serie de conditii si cerinte printre care enumeram: 1) Actiunea selectiva protectia trebuie sa decupleze numai sectorul avariat al retelei sau numai elementul in cauza. 2) Actiune rapida este de dorit ca echipamentul de protectie sa actioneze rapid, intr-un timp cat mai scurt, evitand astfel eventualele fluctuatii de tensiune/curent din retea. 3) Inertia in actionare desi se doreste ca echipamentele de protectie sa actioneze selectiv/rapid, in unele scheme protectia nu trebuie sa actioneze instataneu la cresterea de scurta durata a unor curenti, deoarece acestia pot fi curenti nominali. 4) Sensibilitate ridicata sa actioneze la inceputul avariei si sa nu permita actionarea la abaterile accidentale ale parametrilor electrici (ex: in timpul regimului tranzitoriu) 5) Caracteristici stabile 6) Simplitate constructiva 7) Greutate mica 8) Gabarit redus

Comanda si protectia acumulatorilor la bordBateriile de acumulatoare de bord si sursele de alimentare de aerodrom se conecteaza la reteaua de bord prin intermediul unei scheme de comanda si protectie care trebuie sa asigure in principiu urmatoarele: - Deconectarea acumulatoarelor de bord in momentul conectarii sursei de alimentare de aerodrom la priza exterioara a aeronavei - Conectarea si deconectarea de la retea a acumulatoarelor de bord so a sursei de aerodrom de catre echipaj direct din cabina - Protectia acumulatoarelor de bord si a sursei de aerodrom contra conectarii acestora cu polaritate inversa.

- Prevenirea aparitiei arcului electric si a arderii plotilor prizei exterioare la cuplarea si decuplarea sursei de aerodrom in cazul cand in reteaua de bord avem o sarcina.

Comanda si protectia generatoarelor de bordNotiunea de comanda se refera la operatiile de conectare a surselor electrice la reteaua de bord, iar cea de protectie se refera la deconectarea lor in momentul aparitiei unor regimuri de functionare anormala. Conectarea generatoarelor la retea si mersul in paralel intre ele si cu bateriile de acumulatoare sunt posibile numai la respectarea unei serii de conditii: Corectitudinea polaritatii surselor ce se conecteaza cu polaritatea retelei electrice adica borna plus a sursei trebuie legata la borna plus a retelei, iar borna minus, la corpul(masa) avionului. Conectarea cu polaritate inversata duce la scurtcircuitarea reciproca a surselor, deoarece ele devin conectate in serie si acest lucru este foarte periculos. Pentru ca generatorul ce se conecteaza sa poata furniza energie electrica in retea, acesta trebuie sa racordeze in sistem numai atunci cand tensiunea electromotoare a sa este ceva mai mare decat tensiunea retelei. La cresterea tensiunii generatorului pana la valori periculoase pentru consumatori, acesta trebuie deconectat de la retea. Cresterea excesiva a tensiunii generatorului poate avea loc la defectarea regulatorului de tensiune. Sursele de energie electrica trebuie sa posede sisteme de protectie contra suprasarcinilor si a scurtcircuitelor. In momentul opririi motorului de avion sau cand tensiunea electromotoare a generatorului scade sub valoarea tensiunii retelei, acesta trebuie deconectat imediat, deoarece altfel va aparea o circulatie de curent de la retea spre generator. Din cauza rezistentei mici a circuitului intern al generatorului, acest curent poate fi foarte mare. Schema de comanda trebuie sa realizeze semnalizarea deconectarii generatorului de la retea indiferent de cauza. In lipsa unei asemenea semnalizari deconectarea geeneratorului poate trece neobservata de catre echipaj, ceea ce va duce la supraincarcarea altor surse sau la o descarcare rapida a bateriei pe acumulatoare. Schema de comanda trebuie sa realizeze deconectarea generatorului si respectiv a bateriei de acumulatoare de la retea, daca la aceasta este racordata sursa de aerodrom.

Protectia reteleiSistemele de protectie care sunt utilizate in aviatie sunt: a) sisteme de protectie de curent maximal b) sisteme de protectie diferentiale c) sisteme de protectie minimale Reteaua electrica poate fi protejata cu ajutorul mai multor tipuri de elemente, cum ar fi sigurantele fuzibile, iar in aviatie sunt folosite sigurante fuzibile de tipul PV, SP, TP, IP in functie de zona lor de actiune (parametrii electrici ai zonei respective);

Se mai utilizeaza automate termice cu bimetal, si acestea sunt de tipul AZR, AZS, sau AZP, acestea prezentand avantajul ca pot actiona si ca intrerupatoare si pot fi comandate si manual. Toate acestea se gasesc de-a lungul retelei, pe conductoarele catre consumatori, pe tabloul central de distributie, pe tablourile de distributie TD1 si TD2,etc. De asemenea protectia retelelor magistrale se poate face cu ajutorul releelor diferentiale sau prin metode longitudinal diferentiale.

TD3 TD4

Schema de comanda si protectie a retelei si a surselor 1 contact baterie acumulatori 2 - contact priza (sursa) exterioara aerodrom 3 priza (sursa) exterioara aerodrom 4 contactor generator 5 regulator de tensiune

6 generator 7 contactoare convertizoare monofazate si trifazate 8 elemente de protectie (sigurante fuzibile, automate termice cu bimetal, etc) 9 ampermetre si voltmetre si alte instrumente de control dispuse pe TCD 10 elemente de protectie (sigurante fuzibile, automate cu bimetal si alte sisteme de protectie, dispuse pe fiderii spre tablourile de distributie cat si pe acestea) Mod de functionare: Se conecteaza sursa exterioara de aerodrom si intra in functiune consumatorii necesari pornirii aeronavei. Odata cu pornirea motorului, se decupleaza 3 si se cupleaza 4, generatorul la tabloul de distributie. De asemenea se cupleaza si 7. In cazul avariei sau suprasarcinii, cu ajutorul dispozitivelor automate, se cupleaza 1 la retea.

Capitolul 9. ConcluziiIn urma realizarii acestui proiect am ajuns la concluziile ca dispunerea tablourilor de distributie este foarte importanta, in calculul retelei magistrale este foarte important sa se ia consideratie si conditia de incalzire, iar pentru alegerea aparaturii de comanda si protectie trebuie indeplinite anumite cerinte. In aceasta lucrare am incercat sa prezint anumite caracteristici ale sistemului electroenergetic precum si ale sistemelor de protectie al acestui avion. Realizarea acestui proiect a reprezentat un exercitiu benefic pentru pregatirea noastra si consider ca am reusit sa raspund la toate cerintele impuse de tema.

Bibliografie :1. 2. 3. 4. Echipamentul electric al aeronavelor- I. Aron si V. Paun Instalatii electrice de bord, indrumar de proiectare- V. Paun Notite de curs

www.wikipedia.org