Почему генераторные приводы Боинга 737 с регулируемой скоростью настолько ненадежны?

@ Jpe61 прав в своем комментарии, что это проблема электроники, поскольку VSCF действительно механически проще.

VSCF также используется на MD-90 с низкой начальной надежностью ^[1] - MDC вернулся к IDG для MD-95 (717). ^[1] Он также используется на 777 (только для резервного копирования, также с низкой начальной надежностью ^[2] ) и на F/A-18. ^[3]

конденсаторы

В F/A-18 используются циклопреобразователи , в то время как в вышеупомянутых гражданских приложениях используются звенья постоянного тока ( тип инвертора напряжения, основанный на этом патенте Sundstrand , создателя самолета 737). ^[3]

... при использовании электролитических конденсаторов в случае звена постоянного тока потенциально сокращается срок службы системы (Википедия: преобразователь переменного тока в переменный § Преобразователи звена постоянного тока ).

Подробнее здесь: Википедия: Электролитический конденсатор § Эксплуатационные характеристики

В вашей ссылке написано, что «частота отказов составляла чуть более 1 раза в 2000 часов». 2000 часов соответствуют графикам срока службы в статье, указанной выше (показано ниже). То, что виновником является также подтверждается документом о производстве энергии для самолетов:

Системы VSCF, за исключением некоторых примечательных исключений, упомянутых ранее [имеется в виду F/A-18 и F-117A], не получили того же уровня распространения, что и системы IDG. Это можно с уверенностью отнести к роли, которую играет PEC [Преобразователь силовой электроники] (либо переменного/постоянного тока, либо переменного/переменного тока), который обрабатывает всю генерируемую мощность и представляет собой единую точку отказа. Следовательно, PEC должен быть рассчитан на полную мощность и с высокими требованиями к надежности. ^[4] [курсив добавлен]

Высокая нагрузка и охлаждение

Как только вы потеряете генератор, скажем, работающий с нагрузкой 0,35, другой должен восполнить слабину и работать с нагрузкой 0,7. Наложенное CAA ограничение, несмотря на избыточность, говорит нам о том, что они не доверяют VSCF при высоких нагрузках.

Источники: airliners.net и документ MD-90 ^[5].

Особенностью МД-90 являются воздухозаборники для охлаждения компонентов ВРКФ (два негерметичных отсека); то, чего у 737 нет специально для VSCF. Чем больше используется электроники, тем более сложное охлаждение требуется (вы не можете просто окунуть их в моторное масло и пропустить через них топливо , чтобы отвести тепло).

Практика технического обслуживания

Есть официальное видео Honeywell об установке VSCF на MD-90 с намеками на неправильные методы обслуживания, которые могут стать головной болью для авиакомпании, поскольку система очень нишевая с различными допусками и методами монтажа, позволяющими избежать повреждений от вибрации.

Краткое содержание

Итак, будь то 737 или MD-90, проблемы следующие:

1. Охлаждение
2. конденсаторы
3. Практика технического обслуживания

Обратите внимание, что эта технология не устарела, по крайней мере, в академическом плане: в документе 2017 года предлагается «новый DC-Link VSCF AC-DC-AC» для Embraer 190/195, из которого:

В прошлом существовали проблемы со старыми системами VSCF; тем не менее, коммутируемая силовая электроника и цифровые контроллеры созрели и теперь, по нашему мнению, могут быть безопасно интегрированы и заменить существующие гидравлические трансмиссии с постоянной скоростью, приводящие в действие генераторы переменного тока CSCF.

1. Дуглас Джетлайнерс, Гай Норрис и Марк Вагнер, стр. 85
2. Boeing решает 777 проблем с питанием , 18 августа 1999 г., Flightglobal.com
3. Управление силовыми электронными преобразователями и системами, том 2, стр. 341
4. Мадонна, Винченцо, Паоло Джангранде и Майкл Галеа. «Выработка электроэнергии в самолетах: обзор, проблемы и возможности». IEEE Transactions on Transportation Electrification 4.3 (2018): 646-659.
5. Крессли, Артур Э. и Энтони С. Паркер. « Разработка McDonnell Douglas MD-90 ».