Почему сброс нагрузки все еще происходит в реактивных лайнерах (например, 787), когда доступно так много энергии?

У меня было несколько вопросов о том, как электрический генератор работает на самолете, а конкретно на Боинге 787, хотя я знаю, что он одинаков для всех самолетов.

Таким образом, двигатели 787 имеют 2 VFSG, каждый мощностью 250 кВт каждый, что составляет 1000 кВт -> 1 МВт, что, как говорят, обеспечивает питание города с населением 2000 человек. Поскольку мощность генерируется за счет вращения двигателя, я предполагаю, что он не всегда производит 1 МВт, а только при пиковых оборотах?

Что, черт возьми, в самолете высасывает столько энергии, я знаю, что 787 — более электрический самолет, но все же, сколько энергии он потребляет на самом деле? Если общая выходная мощность самолета составляет 1,45 МВт, я предполагаю, что APU Gens в состоянии обеспечить самолет общей мощностью 0,45 МВт.

Если доступно так много энергии, почему в самолетах все еще происходит сброс нагрузки?

У меня нет четкой разбивки того, куда уходит вся мощность 787, но первые несколько слайдов здесь дают вам представление о том, сколько энергии требуется, чтобы заменить то, что было сделано системой отбора воздуха на других самолетах, и некоторые типичные нагрузки. .
Привет @ZachLipton - я думаю, что найденную вами презентацию можно использовать для формулирования хорошего ответа независимо от типа самолета.
@ZachLipton, на самом деле слайд, который дает наиболее конкретный ответ, находится посередине.

Ответы (3)

По данным FCOM B789, сброс нагрузки всегда происходит во время запуска двигателя. Оба двигателя могут запускаться одновременно. Двигатели B789 запускаются с помощью обоих VFSG каждого двигателя, которые механически связаны с валом N2 через вспомогательный редуктор. Таким образом, VFSG используют мощность вместо подачи во время запуска двигателя. APU не может обеспечить достаточную мощность для предотвращения сброса нагрузки.

Если двигатели запускаются от внешнего источника питания, требуется не менее двух внешних источников питания по 90 кВА. Оптимальные стартовые характеристики достигаются при использовании 3-х внешних источников питания (2 в левой носовой части фюзеляжа и 1 за левым крылом фюзеляжа). Если используются только 2 внешних источника питания, может произойти значительный сброс нагрузки (например, у первых помощников отображаются пробелы, и даже выбор приема и передачи панели управления звуком может быть потерян).

ВСУ обычно отключается во время полета, если, например, один VFSG не находится в нерабочем состоянии.

Сбрасывания нагрузки обычно не должно происходить, когда работают оба двигателя и работают все VFSG (я не сталкивался с сбросом нагрузки во время полета).

Во-первых, я не знаком с электрической системой 787-го.

В современных двухреактивных авиалайнерах при отказе одного генератора с приводом от двигателя активируется сброс нагрузки для защиты электрической системы. Что обычно выбрасывается, так это ИФЭ и камбузное оборудование (духовки, кофеварки и т. д.). В этом случае контрольный список предписывает летному экипажу запустить ВСУ, чтобы наладить нормальное электроснабжение всего оборудования самолета. Если APU запустится, полет продолжится в обычном режиме. Если ВСУ по какой-либо причине не может запуститься (полет может быть отправлен с НЕИСПРАВНЫМ ВСУ или с НЕИСПРАВНЫМ генератором ВСУ), то экипажу, скорее всего, придется совершить посадку в ближайшем подходящем аэропорту, так как электрическая избыточность потеряна.

Таким образом, в случае 1, когда генератор выходит из строя и экипаж успешно запускает ВСУ, оборудование IFE и камбуза не будет получать питание в течение, возможно, 5 минут или около того. Ничего страшного, если честно. В случае 2, когда APU недоступен, рейсу придется перенаправиться в аэропорт, так что в любом случае нет реальной необходимости в печах или IFE.

Теперь, конечно, производители могут разработать электрические системы, способные справляться с такими отказами, но соотношение цена/качество просто не соответствует этому. Генераторы должны быть более мощными, что, в свою очередь, приведет к увеличению веса, провода должны быть толще, другие электрические элементы должны быть рассчитаны на повышенный ток/нагрузку и т. д. Все это для того, чтобы пассажиры могли насладитесь IFE и горячим обедом во время короткого перелета на ближайший аэродром.

Технически VFSG имеют мощность 250 кВА (киловольтампер). Вольт-амперы и ватты равны только при идеальном коэффициенте мощности. Различные системы в основном представляют собой двигатели и контроллеры и не имеют особенно хорошего коэффициента мощности, поэтому в них есть некоторые потери.

Как вы заметили, VFSG напрямую связаны с двигателями, поэтому их скорость вращения зависит от скорости двигателя, поэтому есть некоторые скорости двигателя, при которых пиковая мощность может быть недоступна.

У меня нет данных о мощности для различных систем, но в 787 все электрическое, так что есть много нагрузок, о которых вы даже не подозреваете.

Некоторые из больших нагрузок:

  • Крыло антиобледенительное
  • Резервные гидравлические насосы для левой и правой систем, а также основной и резервный насосы для центральной системы.
  • Наддув и ECS (климат-контроль)
  • Система азотной инертизации
  • Топливные насосы
  • Грузовые обогреватели
  • Камбузные системы.

Генераторы также используются для запуска двигателей, поэтому, если двигатель выходит из строя в полете, генераторы на другой стороне могут быть задействованы для обеспечения питания для перезапуска противоположной стороны, в то же время обеспечивая питание гидравлической системы неработающего двигателя. центральную систему и все вышеперечисленные нагрузки.