10. Бортовая электрическая сеть

Общие понятия. Электрическая сеть самолета является свя­зывающим звеном между источниками и потребителями элек­трической энергии. Бортсеть самолета Як-18Т делится на сеть постоянного тока, которая служит для передачи и распределе­ния электрической энергии постоянного тока от ее источников к потребителям, и сеть переменного тока, при помощи которой осуществляются передача и распределение электроэнергии пе­ременного тока (однофазного и трехфазного).

В состав электрической сети входят: соединительные прово­да, аппаратура защиты и управления, распределительные уст­ройства, электрощитки и монтажные детали, экраны и фильтры. Основная часть электрической сети выполнена по однопровод-ной схеме. Преимуществами однопроводной схемы по сравне­нию с двухпроводной являются меньшая масса, меньшие элек­трические потери, экономия проводов. Недостатки этой схемы следующие: возможность короткого замыкания при соприкаса­нии оголенного провода с элементами конструкции, окисление в местах соединения минусовых клемм с корпусом самолета, большие помехи радиоприему.

По двухпроводной схеме выполнены питание радиооборудо­вания, логометрических приборов и соединений температуры с указателем ТЦТ-13, по трехпроводной схеме — питание гироско­пических приборов, соединение датчика тахометра с указате­лем.

Провода. Самолетные провода работают в условиях вибра­ций, воздействия больших перепадов температур, различных атмосферных влияний и паров топлива. Токоведущей частью провода служит жила, изготовленная из большого числа тон­ких медных луженых проволок. Это исключает возможность из­лома жилы при вибрациях и перегибах и облегчает монтаж проводов на самолете.

На самолете Як-18Т используются в основном провода мар­ки БПВЛ (БП—хлопчатобумажная пряжа, В—винипласт, Л—лаковое покрытие). Провод БПВЛ состоит из токоведущей жилы, изоляции из винипласта и хлопчатобумажной оплетки, покрытой лаком. Винипласт нерастворим в воде и плохо рас­творяется даже в самых лучших органических растворителях, не боится кислот и щелочей, обладает хорошими диэлектриче­скими свойствами и механической прочностью, на него не дей-

ствуют бензин и смазочные масла, газы и растворы солей, он выдерживает температуру до 130°. Хлопчатобумажная оплетка, покрытая нитроцеллюлозным лаком, защищает основную изо­ляцию провода от воздействия окружающей среды. Пленки ни­тролаков механически прочны, имеют хороший блеск и устой­чивы к действию влаги, масла, бензина и керосина.

Провода радиооборудования — экранированные, марки БПВЛЭ, имеют луженую медную оплетку, которая играет роль экрана, защищающего от внешних электрических помех и пре­дохраняющего от механических повреждений.

Сечением провода называется суммарная площадь попереч­ного разреза токоведущей жилы. Выбор сечения провода зави­сит от тока нагрузки, протекающего по проводу.

Все провода объединены в жгуты и имеют буквенно-цифро­вую маркировку. Буква или индекс обозначает место располо­жения жгута, а цифра — его порядковый номер в своей группе по месторасположению. Маркировка Ц-1, Л-21 читается так: пер­вый жгут центроплана, 21-й жгут кабины летчика. Маркировка наносится на жгуты металлическими или винипластовыми бирками через каждые 1,5—2 м.

Аппаратура защиты и управления, предназначенная для пре­дохранения потребителей и участков электросети от перегрузок и последствий короткого замыкания, обеспечивает автоматиче­ское отключение потребителя или поврежденного участка сети. Аппаратура защиты характеризуется избирательностью дейст­вия и чувствительностью.

Избирательность действия аппаратуры защиты необходи­ма для того, чтобы обеспечить отключение только поврежден­ного участка, оставив включенными исправные участки сети. Критический ток аппаратов защиты, стоящих ближе к источ­нику электрической энергии, должен быть большим.

Под чувствительностью аппаратов защиты понимают их спо­собность реагировать на небольшие длительные перегрузки, ко­торые могут привести к опасным последствиям, но в то же вре­мя не реагировать на кратковременные значительные перегруз­ки, например на пусковые токи электродвигателей. Для вы­полнения этого требования должно быть выдержано соответст­вие тепловой характеристики защищаемого объекта и ампер-секундной характеристики аппарата защиты. Тепловой характе­ристикой защищаемого объекта, например электродвигателя, называется зависимость времени его нагрева до допустимой тем­пературы от протекающего тока. Ампер-секундной характери­стикой аппарата защиты называется зависимость времени его срабатывания от тока нагрузки (перегрузки). Качество защит­ного аппарата, а также пригодность его для защиты того или иного объекта в основном определяется его ампер-секундной

Рис. 92. Плавкий предохранитель:

/ — стеклянная колба; 2 — контактная обойма; 3 — плавкая вставка; 4— контактные

ножи

Рис. 93. Инерционный предохранитель:

1 — токопровод; 2 — скоба; 3 — корпус; 4—пружина; 5 — латунная пластина; 6 — мед­ная пластина

характеристикой. Сравнивая характеристики различных предо­хранителей, можно сказать, что плавкие предохранители сраба­тывают через меньшее время, чем инерционные, т. е. автоматы защиты сети и инерционные предохранители обладают большей чувствительностью, чем плавкие предохранители. Аппарат за­щиты должен сработать раньше, чем может быть поврежден какой-либо элемент электрооборудования в защищаемой цепи. В самолетной сети применяются плавкие и инерционные предо­хранители и автоматы защиты сети.

Плавкие предохранители СП предназначены для защиты участков сети со спокойной нагрузкой. Плавкий предохрани­тель, показанный на рис. 92, состоит из стеклянной трубки, в которую запаян плавкий элемент, представляющий легкоплав-кий металл. Плавкие предохранители устанавливаются в цепях переменного тока и питания радиоустройств. Прохождение то­ка по плавкому элементу предохранителя сопровождается вы­делением тепла. Количество тепла пропорционально квадрату протекающего тока и времени. При определенном токе плавкий элемент плавится и разрывает цепь.

Инерционные предохранители (рис. 93) (ИП) применяют в цепях с индуктивной нагрузкой (преобразователи, электродви­гатели, генератор и т. д.). Инерционный предохранитель состо­ит из фибровой трубки, медного тела, нагревательного элемента (константановая калиброванная спираль), скобы, легкоплавко­го припоя, пружины, оттягивающей скобу, латунной пластины, гипсового порошка и наконечников.

При небольших перегрузках нагревается калиброванная спи­раль, которая нагревает медное тело, обладающее большой теп-лоемкостью и тепловой инерцией. Когда медное тело нагрева­ется до температуры плавления припоя, то припой расправля­ется и пружина оттягивает скобу от латунной пластины, цепь при этом размыкается. При кратковременной перегрузке пре-

д охранитель не срабатывает, так. как медное тело не успевает на­греться до температуры плавления, припоя. При коротком замыкании плавится латунная пластина.

Автоматы защиты сети (рис. 94) являются предохранителями много­кратного действия и выполняют функции защитного аппарата и выключателя.

Рис. 94. Схема автомата за­щиты сети типа АЗС:

1 и 11 — клеммы; 2—рукоятка; 3—пружины; 4 — поршень; 5 и 6 — контакты; 7 — токоподводящая дружина; 8—колодка; 9 — биметал­лическая пластина; 10 — фиксатор

Чувствительным элементом АЗС является биметаллическая пласти­на 9, состоящая из двух слоев: ин­вара и хромомолибденоникелевой стали сваренных между собой по всей поверхности соприкоснове­ния. Биметаллическая пласти­на при прохождении электрического тока нагревается и вследствие раз­ности коэффициентов линейного теплового расширения изгиба­ется. К биметалической пластине приварен уголок. Когда кон­такты замкнуты, то колодка находится в крайнем положении. Уголок входит в зацепление с фиксатором 10 и удерживает возвратную пружину в сжатом состоянии, при этом можно за­мыкать и размыкать контакты вручную.

При перегрузках биметаллическая пластина, нагреваясь, прогибается вниз. Уголок выходит из зацепления с фиксато­ром. Пружина передвигает колодку 5. Колодка при движении поворачивает ручку управления за нижнее плечо, что приводит к размыканию контактов. Чтобы снова включить автомат, нуж­но повернуть ручку управления 2. Если биметаллическая пла­стина охладилась, то фиксатор войдет в зацепление с уголком, и контакты останутся замкнутыми. Возвратная пружина 3 сжа­та и готова к действию. Если после автоматического срабаты­вания при повторном включении также произойдет отключение цепи, то дальнейшее включение автомата защиты сети не допус­кается. На самолете Як-18Т применены герметизированные ав­томаты защиты сети АЗСГК (на самолетах последних серий АЗСКГ).

Управление источниками и потребителями электрической энергии осуществляется при помощи АЗС, выключателей, пере­ключателей, кнопок реле.

При значительной мощности потребителя выключатели ус-танавливают не в силовой цепи потребителя, а в цепи обмотки промежуточного реле (например, включение аккумуляторной батареи). Вся аппаратура защиты и управления установлена на электрощитках (рис. 95) под центральной панелью прибор-

ной доски (см. рис. 1), в щитке питания, в щитке радиоуст- роиств.

Металлизация самолета. Под металлизацией самолета пони­мается надежное электрическое соединение всех металлических частей самолета и деталей его оборудования между собой и с корпусом самолета. Наличие металлизации обеспечивает созда­ние сплошного минусового провода, поскольку минус бортовой электросети «заземлен» на корпус самолета; выравнивание по­тенциала статического электричества, возникающего на частях и деталях самолетов во время полета; создание эффективного противовеса для антенных устройств передающих радиостан­ции; уменьшение помех радиоприему и увеличение пожарной безопасности самолета.

На самолете Як-18Т металлизированы следующие элементы: органы управления самолетом, двигатель и его рама, масляная и топливная системы, приборная доска, электрооборудование агрегаты и экранированные кабели радиоаппаратуры. Метал­лизация осуществляется перемычками, изготовленными из пле­тенки. Плетенка выполнена из медных луженых проволок. Ме­жду наконечниками перемычек и соответствующими частями самолета должен быть надежный контакт с переходным сопро­тивлением не больше 0,002 Ом. Для этого соприкасающиеся по­верхности наконечников перемычек и элементов конструкции самолета или различных агрегатов тщательно зачищаются. Крепление осуществляется болтовыми соединениями, под гай­ки кладутся шайбы с острыми кромками. Наружная поверх­ность болтовых соединений имеет антикоррозионное покрытие. Металлизация съемных и подвижных узлов и агрегатов вы­полнена гибкими перемычками из металлической плетенки. Трубопроводы металлизируются медной фольгой толщиной 0,3 мм, проложенной в профилированной резине под хомутами крепления.

Рис.95. Электрощитки

Нарушение системы металлизации приводит к тому, что во время полета отдельные части самолета по-разному заряжают­ся статическим электричеством и между ними возникает раз­ность потенциалов. Выравнивание электрического потенциала происходит путем разряда и искрообразования, что увеличива­ет помехи радиоприему и создает опасность пожара. Поэтому в процессе эксплуатации необходимо регулярно следить за це-

лостью перемычек металлизации и состоянием контакта в сое­динении перемычек с частями самолета.

Экранирование. На работу установленной на самолете ра-диоаппаратуры влияют внешние и внутренние радиопомехи. Внешние радиопомехи возникают в результате атмосферных влияний и эксплуатации самолета во время полета, внутренние являются результатом работы электрических машин и других элементов электрооборудования. Они подразделяются на высо­кокачественные и низкокачественные.

Высококачественные помехи создаются искровыми разряда­ми, возникающими в системе зажигания двигателя, под щетка­ми генератора в местах с плохим электрическим контактом, а также между различными частями самолета. Эти высокоча­стотные колебания передаются в пространство, воспринима­ются антенной и вызывают шумы и трески в телефонах, меша­ющие радиоприемнику.

Низкокачественные помехи возникают в результате работы коллектора в электрических машинах, вибрации щеток, пуль­сации магнитного потока под полюсами из-за зубчатой конст­рукции якоря. Эти помехи распространяются по проводам, воздействуют на схему радиоприемников, создавая звуко­вой фон.

Борьба с радиопомехами ведется при помощи экранирова­ния источников помех, металлизации элементов конструкции самолета и электрических фильтров. Экран может быть сплош­ным или в виде металлической оплетки проводов. Экраны вы­полняют из материалов с высокой электропроводимостью (медь, алюминий, железо). Толщина экрана обычно 1 —1,5 мм. На самолете экранируют регулятор, преобразователи, генера­тор, высоковольтные провода, провода радиоприемников. Очень важно, чтобы экраны не имели разрывов и были надежно сое­динены с корпусом самолета. В противном случае возрастет уровень помех.

Эксплуатация бортовой сети. При эксплуатации бортовой сети следует руководствоваться следующими положениями. По схеме защита каждой цепи электросети выполнена плавким предохранителем, инерционным предохранителем или автома­том защиты в строгом соответствии с током номинальной на­грузки данной цепи. Устанавливать предохранитель или АЗС на ток больший, чем это предусмотрено по схеме, запре­щается.

Ввиду того что электрооборудование отдельных серий само­лета может отличаться как системой монтажа, так и типом электроагрегатов, в каждом отдельном случае следует руко­водствоваться бортовой формулярной схемой электрооборудова­ния самолета. В случае отказа в работе электрического прибо­ра или агрегата прежде всего надо проверить целость предо­хранителя или положение рукоятки автомата защиты сети. Не-

исправный предохранитель следует заменить новым, соответст­вующим тому же значению тока, и снова включить агрегат.

Повторное выключение автоматов защиты сети или перего­рание предохранителя в данной цепи будет свидетельствовать о неисправности агрегата или его цепи. В этом случае необхо­димо выключить агрегат, так как до устранения в нем неис­правности его дальнейшее использование небезопасно.

Категорически запрещается удерживать рукой рукоятку ав­томата защиты сети во включенном состоянии, если он сраба­тывает на выключение. Это может привести к загоранию элек­тропроводов данной цепи, к выходу из строя защищаемого по­требителя, а также к полному выходу из строя автомата защи­ты сети. Техническое обслуживание элементов электросети са­молета производится в соответствии с регламентом техническо­го обслуживания авиационного и радиоэлектронного оборудо­вания самолета Як-18Т.