飞机供电系统试飞方法

摘要

本发明提供了飞机供电系统试飞方法，其特征在于，包括以下步骤：1)主电源系统供电试验2)二次电源系统供电试验3)辅助电源系统供电试验4)应急供电地面/舰面试验5)应急供电飞行试验6)供电转换试验7)配电系统试飞8)负载图试飞9)蓄电池起动能力10)供电系统显示及告警功能试飞11)装机适应性试飞12)电磁兼容性检查试飞。

说明书

技术领域

本发明涉及飞机供电系统试飞方法，属飞机电气系统试飞领域。

背景技术

供电系统飞行试验，是为了对飞机供电系统的功能及性能进行考核验证。随着航空技术的发展，大功率的用电设备特别是高能武器、特种武器的使用，供电系统不断向着大功率、安全性高的方向发展，提出了多电飞机甚至全电飞机的模式，航空电气系统发展了新的体制，采用了超导发电机、开关磁阻发电机等新型发电机、集成组合动力装置、容错供电、分布式配电、大功率及高转速电源系统冷却、电力作动等新技术。国外可以提供借鉴的资料十分有限，尽管国内进行过多年的飞行试验，但对于新要求的供电系统试飞方法进行试飞技术研究，总结出相应的试飞方法，尤为重要。

发明内容

本发明的目的是：提供一套飞机供电系统飞行试验方法，有效考核与验证飞机供电系统的功能与性能。

本发明的技术方案是：

飞机供电系统试飞方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)主电源系统供电试验

飞机在地面/舰面及空中：

在不同的使用环境下，验证主电源系统的供电功能；

在不同发动机状态、不同负载条件下，考核主电源系统的稳态供电特性；

主电源系统工作时，突加、突卸大功率负载和发动机转速变化情况下，考核主电源系统的瞬态供电特性；

试验机进行负加速度飞行，检查主电源工作情况，必要时，主电源通过加模拟负载，达到所要求的容量，进行试飞。

2)二次电源系统供电试验

试验机在地面/舰面及空中：

在不同的使用环境下，验证二次电源系统的供电功能；

在不同发动机状态、不同负载条件下，考核二次电源系统的稳态供电特性；

二次电源系统工作时，突加、突卸大功率负载情况下，考核二次电源系统的瞬态供电特性。

3)辅助电源系统供电试验

试验机在地面/舰面及空中：

在不同的使用环境下，验证辅助电源系统的供电功能；

在不同负载条件下，考核辅助电源系统的稳态供电特性；

辅助电源系统投入电网工作时，突加、突卸大功率负载情况下，考核辅助电源系统的瞬态供电特性；

试验机进行负加速度飞行，检查辅助电源工作情况，必要时，辅助电源通过加模拟负载，达到所要求的容量，进行试飞。

4)应急供电地面/舰面试验

通过手动或自动方式，起动应急电源系统，进入应急供电状态，验证应急电源系统起动功能、电源系统由正常供电转为应急供电的转换功能；考核应急电源系统供电特性；测试记录负载的工作情况；测试蓄电池应急供电时间。

5)应急供电飞行试验

通过手动或自动方式，起动应急电源，进入应急供电状态，验证应急电源系统起动功能、供电系统由正常供电转为应急供电的转换功能；

试验机在空中应急供电时，在不同高度速度，不同负载条件下，考核应急电源系统供电特性；

试验机在自然结冰条件下，主发电通道正常工作的情况下，手动释放RAT，验证结冰状态下应急释放的能力，检查应急发电机工作情况；

在飞机释放包线内，最大释放载荷、最大释放载荷、最大振动、最小载荷/最长时放时间的预估点及过渡点进行RAT手动或自动释放，测试记录载荷及振动、温度、电压、电流、频率等数据，检查RAT在各释放点释放的载荷及振动、温度环境条件等相关参数；

飞机在空中手动释放RAT，使RAT为不同负载供电，做减速飞行，检查在不同攻角时，带负载的能力；飞机在空中手动释放RAT，使RAT为不同负载供电，做侧滑飞行，检查在不同侧滑时，带负载的能力试验机在空中应急供电时，测试记录负载的工作情况；

蓄电池做为应急电源，需在平原、高原、高寒环境条件下试验。

6)供电转换试验

试验机在地面/舰面或空中，用电设备正常工作，按照供电转换逻辑，分别进行供电系统的转换供电操作，检查主电源系统间转换，二次电源间转换，主电源与辅助电源或应急电源或外电源转换时的供电工作情况，验证供电系统的转换功能，考核转换时的瞬态供电特性，记录试验过程中的操纵动作、动作时间及试验过程中出现的各类异常现象。

7)配电系统试飞

飞机在地面/舰面及空中：

试验机在不同使用环境下，检查配电系统的工作情况；

电源系统工作正常，检查配电系统对电气负载的配电情况；

模拟电源系统故障，检查配电系统的情况下，检查配电系统对电气负载的配电情况及管理逻辑；

模拟电源系统故障，验证系统的故障隔离和重构能力。

8)负载图试飞

记录从起飞到着陆各个飞行阶段的电流，记录用电设备的用电情况，绘制负载图。

9)蓄电池起动能力

试验机在地面/舰面由蓄电池或起动发电机带转起动发动机；由蓄电池带转起动APU，试验机飞行过程中，由蓄电池带转起动发动机、APU。

蓄电池做为起动电源，需在平原、高原、高寒环境条件下试验。

10)供电系统显示及告警功能试飞

在试飞过程中，供电系统正常工作及模拟主电源系统故障、辅助电源系统故障、二次电源系统故障等故障，检查机上供电系统相关显示及告警功能与机上供电系统状态是否一致。

11)装机适应性试飞

试验机进行大速度、机动、升限、炮击振动等飞行时，检查电源系统、配电系统和各用电设备的工作情况。

12)电磁兼容性检查试飞

在试验机飞行过程中，机上系统正常工作，检查供电系统内部及与其他系统间的电磁兼容性，观察机上设备的工作是否正常，观察各仪表指示是否正常。

具体实施方式

1主电源系统供电试验

1.1主电源系统功能及性能试验

飞机在地面/舰面及空中：

在不同的使用环境下，验证主电源系统的供电功能；

在不同发动机状态、不同负载条件下，考核主电源系统的稳态供电特性；

主电源系统工作时，突加、突卸大功率负载和发动机转速变化情况下，考核主电源系统的瞬态供电特性。

1.2主电源系统负加速度试飞

试验机进行负加速度飞行，检查主电源工作情况。必要时，主电源通过加模拟负载，达到所要求的容量，进行试飞。

2二次电源系统供电试验

试验机在地面/舰面及空中：

在不同的使用环境下，验证二次电源系统的供电功能；

在不同发动机状态、不同负载条件下，考核二次电源系统的稳态供电特性；

二次电源系统工作时，突加、突卸大功率负载情况下，考核二次电源系统的瞬态供电特性。

3辅助电源系统供电试验

3.1辅助电源系统功能及性能试验

试验机在地面/舰面及空中：

在不同的使用环境下，验证辅助电源系统的供电功能；

在不同负载条件下，考核辅助电源系统的稳态供电特性；

辅助电源系统投入电网工作时，突加、突卸大功率负载情况下，考核辅助电源系统的瞬态供电特性。

3.2辅助电源系统负加速度试飞

试验机进行负加速度飞行，检查辅助电源工作情况。必要时，辅助电源通过加模拟负载，达到所要求的容量，进行试飞。

4应急电源系统应急供电试飞

4.1应急供电地面/舰面试验

通过手动或自动方式，起动应急电源系统，进入应急供电状态。验证应急电源系统起动功能、电源系统由正常供电转为应急供电的转换功能；考核应急电源系统供电特性；测试记录负载的工作情况；测试蓄电池应急供电时间。

4.2应急供电飞行试验

通过手动或自动方式，起动应急电源，进入应急供电状态。验证应急电源系统起动功能、供电系统由正常供电转为应急供电的转换功能；

试验机在空中应急供电时，在不同高度速度，不同负载条件下，考核应急电源系统供电特性；

试验机在自然结冰条件下，主发电通道正常工作的情况下，手动释放RAT，验证结冰状态下应急释放的能力，检查应急发电机工作情况；

在飞机释放包线内，最大释放载荷、最大释放载荷、最大振动、最小载荷/最长时放时间的预估点及过渡点进行RAT手动或自动(最长释放时间)释放，测试记录载荷及振动、温度、电压、电流、频率等数据，检查RAT在各释放点释放的载荷及振动、温度环境条件等相关参数；

飞机在空中手动释放RAT，使RAT为不同负载供电，做减速飞行，检查在不同攻角时，带负载的能力；飞机在空中手动释放RAT，使RAT为不同负载供电，做侧滑飞行，检查在不同侧滑时，带负载的能力试验机在空中应急供电时，测试记录负载的工作情况。

蓄电池做为应急电源，需在平原、高原、高寒环境条件下试验。

5供电转换试验

试验机在地面/舰面或空中，用电设备正常工作。按照供电转换逻辑，分别进行供电系统的转换供电操作，检查主电源系统间转换，二次电源间转换，主电源与辅助电源或应急电源或外电源转换时的供电工作情况，验证供电系统的转换功能，考核转换时的瞬态供电特性，记录试验过程中的操纵动作、动作时间及试验过程中出现的各类异常现象(例如：显示器黑屏、某系统/设备掉电等)。

6配电系统试飞

飞机在地面/舰面及空中：

试验机在不同使用环境下，检查配电系统的工作情况；

电源系统工作正常，检查配电系统对电气负载的配电情况；

模拟电源系统故障，检查配电系统的情况下，检查配电系统对电气负载的配电情况及管理逻辑；

模拟电源系统故障，验证系统的故障隔离和重构能力。

7负载图试飞

记录从起飞到着陆各个飞行阶段的电流，记录用电设备的用电情况，绘制负载图。

8蓄电池起动能力

试验机在地面/舰面由蓄电池或起动发电机带转起动发动机；由蓄电池带转起动APU。试验机飞行过程中，由蓄电池带转起动发动机、APU。

蓄电池做为起动电源，需在平原、高原、高寒环境条件下试验。

9供电系统显示及告警功能试飞

在试飞过程中，供电系统正常工作及模拟主电源系统故障、辅助电源系统故障、二次电源系统故障等故障，检查机上供电系统相关显示及告警功能与机上供电系统状态是否一致。

10装机适应性试飞

试验机进行大速度、机动、升限、炮击振动等飞行时，检查电源系统(主电源系统、辅助电源系统、二次电源系统等)、配电系统和各用电设备的工作情况。

11电磁兼容性检查试飞

在试验机飞行过程中，机上系统正常工作，检查供电系统内部及与其他系统间的电磁兼容性，观察机上设备的工作是否正常，观察各仪表指示是否正常。

首次进行的应急供电试飞中，多次运用循序渐进、先易后难的方法，前一个试验的结果，为后一个试验安全、顺利的进行提供了依据和基础，使风险得以逐步化解。首次完成多个应急供电项目的飞行试验，包括手动、自动RAT应急释放并由RAT提供应急电返航、RAT结冰试飞、释放RAT的包线检查试飞、进行攻角或侧滑对发电能力的影响检查试飞，对应急供电进行了充分全面的考核。这些项目属Ⅰ(见GJB626A)类或Ⅱ类风险科目；

有些类型的飞机电源系统负加速度试飞要求，试验机在每个试验条件下持续时间在0到-1.0至少7s，累计在负加速度条件下飞行的时间总共20s，要求飞机燃油、液压等工作正常。电源系统的负加速度试飞，要求负加速度试飞时，主发电机、APU发电机加满载，叠加一个相对极限状态，检查供电是否正常。由于燃油、滑油、液压油等的失重，甚至气蚀，使飞机或发动机工作失常，属Ⅰ类风险科目，再叠加一个发电机的相对极限状态，同时大功率的模拟负载的施加，存在散热问题。通过多次地面试验、飞行试验，并且根据试验结果不断完善试验设备，一步一步降低了发生风险的可能性，逐一化解了风险；

运用自动和手动触发采集记录程序结合的方法，采集记录动作点的数据，有选择地将需要进行分析评估的有用数据采集记录下来，有效地解决了大容量数据快速获取问题，大大缩短了数据处理的时间，缩短了试验周期。