ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 10
1.1 Основные понятия 10
1.2 Системы электроснабжения современных самолетов гражданской авиации 14
1.3 Основная система электроснабжения самолета Ан-124-100 15
ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЁТ СИСТЕМЫ 25
2.1 Разработка структурной схемы 25
2.2 Разработка функциональной схемы 25
2.3 Разработка принципиальной схемы 26
2.4 Разработка программного обеспечения 43
2.5 Разработка печатной платы 47
ГЛАВА 3. ЭКОНОМИКА 54
3.1 Расчет затрат на разработку системы 54
3.1.1 Расчет конкурентоспособности системы 54
3.1.2 Расчет трудоемкости проектирования и изготовления разрабатываемой системы 57
3.1.3 Расчет заработной платы 58
3.1.4 Расчет затрат на машинное время 60
3.1.5 Определение затрат на материалы 61
3.1.6 Расчет накладных расходов 62
3.2 Расчет себестоимости изготовления системы 63
3.2.1 Определение себестоимости разрабатываемой системы 63
3.2.2 Анализ цен и прибыли 64
3.2.3 Критический объем производства 67
3.2.4 Определение интегральных показателей конкурентоспособности 68
ГЛАВА 4. БЖД 71
4.1 Выявление и анализ опасных и вредных производственных факторов воздействующих на персонал при эксплуатации 71
4.2 Разработка инженерного метода защиты сотрудников от действия опасных и вредных производственных факторов 73
4.3 Расчет освещенности помещении проверки готовых электрощитовых изделий участка 77
4.4 Разработка инструкции по безопасности работ оператора 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 85
4,500 руб.
Электрическое оборудование летательных аппаратов в зависимости от назначения каждого его элемента может быть подразделено на три основные группы:
1) система генерирования – источники электрической энергии, преобразователи, их защитные и регулирующие устройства;
2) система передачи и распределения энергии;
3) потребители электрической энергии.
В первую группу входят:
а) основные источники электрической энергии – электрические генераторы постоянного и переменного тока;
б) аварийные источники электрической энергии – химические источники тока;
в) преобразователи электрической энергии, включающие электромашинные и статические преобразователи всех типов;
г) регулирующая, управляющая и защитная аппаратура: включающая регуляторы напряжения и частоты; устройства для защиты генераторов от обратных токов и обратной мощности, защиты от перенапряжений и перегрузок; устройства, обеспечивающие автоматическое распределение активных и реактивных мощностей между параллельно работающими генераторами; устройства включения и отключения генераторов на сеть.
Составными элементами второй группы являются:
а) электрическая (бортовая) сеть, включающая отдельные провода и жгуты электрических проводов;
б) аппаратура коммутации, управления и защиты;
в) распределительные устройства;
г) контрольно-измерительные приборы для наблюдения за режимом работы электрической системы летательного аппарата;
д) монтажное и установочное оборудование (разъемы, распределительные устройства, пульты и т.п.).
К третьей группе относятся потребители электрической энергии:
а) электрические двигатели, электромагниты и иные устройства, служащие для приведения в действие и управления исполнительными механизмами, агрегатами и различными органами летательного аппарата;
б) осветительное оборудование (внешнее, внутреннее освещение, огни предупреждения столкновений, освещение кабины экипажа и служебных отсеков);
в) противообледенительные и обогревательные устройства, а также холодильные установки;
г) средства связи и радиоаппаратура (радиолокация, радионавигация, аппаратура опознавания противостолкновения для управления воздушным движением);
д) системы автоматического управления;
е) контрольно-измерительная аппаратура и приборы, основанные на использовании электрической энергии, термометры, тахометры, топливомеры, компасы и т.п.;
Как отдельные элементы, так и весь комплекс сложного и разнообразного оборудования летательного аппарата работает в условиях, значительно отличающихся от условий, в которых действует наземное оборудование. Эти условия являются весьма сложными и тяжелыми. Они характеризуются широким диапазоном изменения температуры, давления, плотности, влажности и электропроводности воздуха, наличием механических сил, действующих на оборудование, изменением положения оборудования в пространстве, наличием паров топлива и масла.
Таким образом, основные особенности работы электрооборудования летательных аппаратов связаны с высотой и скоростью полета, а также с механическими нагрузками и особенностями, обусловленными условиями эксплуатации и размещения оборудования.
Работа авиадвигателя и различных агрегатов, установленных на летательном аппарате, сопровождается выделением тепла. Это приводит к сильному нагреву расположенных вблизи них объектов электрооборудования. Например, температура мест крепления элементов электрооборудования на авиадвигателе может достигать 250о С и выше.
Высота полета оказывает значительное воздействие на работу всего комплекса электрооборудования самолета.
Давление атмосферного воздуха у поверхности земли в средних широтах изменяется в пределах 730-780 мм рт. ст. С увеличением высоты давление падает. На высоте 12 км давление атмосферного воздуха примерно в 6 раз меньше давления у земли, а на высоте 20 км – в 16 раз; на высоте 35 км давление составляет около 4 мм рт. ст.
Плотность воздуха прямо пропорциональна давлению и обратно пропорциональна температуре. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается. На высоте 12 км плотность воздуха примерно в 4 раза меньше плотности воздуха у земли, на высоте 20 км – в 14 раз.
Влажность воздуха (содержание в воздухе водяных паров) также изменяется. На высотах выше 9-10 км водяные пары почти полностью отсутствуют в воздухе.
Степень насыщенности воздуха водяными парами характеризуют относительной влажностью, под которой понимают отношение количества водяного пара в 1 м3 воздуха к количеству, которое насыщало бы воздух при той же температуре. В реальных условиях относительная влажность воздуха может достигать 95 - 98%.
Электропроводность воздуха при нормальных атмосферных условиях чрезвычайно мала, и только высокие напряжения могут создать заметный электрический ток. С высотой она возрастает в связи с уменьшением плотности и увеличением интенсивности ионизации воздуха под действием космических лучей и ультрафиолетовых лучей Солнца.
К механическим силам, действующим на оборудование, относятся: силы инерции, возникающие при явлении ускорения и действующие длительно без перемены знака; вибрационные силы, обусловленные наличием на летательном аппарате вибраций, эти силы периодически меняют свое направление; аэродинамические силы, появляющиеся вследствие воздействия на летательный аппарат или его отдельные части аэродинамического потока воздуха; ударные силы, возникающие при посадке и взлете летательного аппарата, работе его агрегатов и систем (например, оружия).
Когда летательный аппарат испытывает ускорение, все элементы электрооборудования подвергаются перегрузке. Наибольшие перегрузки обусловлены действием сил инерции при взлете и посадке.
Изменение физических свойств окружающего воздуха оказывает влияние на работу электрооборудования летательного аппарата.
Изменение температуры вызывает изменение электрического сопротивления проводов, емкости аккумуляторов, вязкости смазочных веществ, применяемых в исполнительных механизмах электроприводов, и вследствие этого – изменение момента сопротивления электродвигателей, формы и размеров деталей, используемых в электротехнических устройствах, механической прочности материалов и т.д. Так, например, при температуре +50оС электрическое сопротивление медных и алюминиевых проводов приблизительно в 1,4 раза больше, чем при температуре - 60о С.
Изменение плотности, влажности и электропроводности воздуха влечет за собой изменение условий коммутации в электрических машинах постоянного тока, сопротивления изоляции, продолжительности горения электрической дуги и т.д. Так, например, продолжительность горения электрической дуги при напряжении 24 В на высотах 15-16 км удваивается по сравнению с продолжительностью горения у земли.
С изменением температуры и плотности воздуха изменяются условия охлаждения электрических машин, аппаратов и проводов. С подъемом на высоту, несмотря на понижение температуры атмосферного воздуха, удельная теплоемкость воздуха из-за уменьшения плотности снижается. Это ухудшает условия охлаждения электрических машин, аппаратов и проводов.
Механические силы, действующие на электротехнические установки, могут привести к различного рода повреждениям, например к обрыву проводов и обмоток, особенно в местах их пайки, к появлению трещин и порче электроизоляционных материалов, ускоренному износу осей и подшипников в электромеханизмах, нарушению нормальной работы упругих и подвижных элементов электроаппаратов (пружин, якорей электромагнитов и т.п.).
Надежная работа электрооборудования в условиях изменяющихся физических свойств среды и непрерывного воздействия вибраций и механических сил возможна лишь при строгом учете этих условий при конструировании и в процессе эксплуатации электрооборудования.
Важность и сложность функций, выполняемых электрооборудованием летательного аппарата, предопределяют основное требование, предъявляемое к нему надежность и безотказность действия. Из условий обеспечения его вытекает и ряд других требований, отличных от требований, предъявляемых к аналогичным видам наземного электрооборудования, например к автомобильным стационарным наземным установкам промышленного типа. Для выполнения основного требования в ряде случаев необходимо применять специальные конструкции и материалы, использовать особенные принципы при конструировании отдельных элементов и установок и руководствоваться иными соображениями при проектировании всей системы в целом. Кроме того, необходимо иметь в виду, что сроки службы электрооборудования летательных аппаратов устанавливаются более короткие, чем аналогичных видов обычного наземного оборудования, и что требование дешевизны в некоторых отдельных случаях не являются решающим.
В целом отдельные требования могут оказаться противоречивыми (например, иметь минимальные массы и габариты и максимальную прочность), и тогда задачей конструктора является компромиссное решение, обеспечивающее основные требования, которые являются решающими для данного конкретного случая.
Тактико-технические требования, предъявляемые к самолетному оборудованию, разработанные с учетом условий работы электрооборудования и его назначения включают следующие показатели.
Надежность и безотказность работы. Под надежностью и безотказностью работы понимается защита отдельных объектов (источников электрической энергии потребителей и сети) в случае аварий и коротких замыканий; блокировка для предотвращения возможных ошибок при управлении, которые могут привести к авариям; автоматическое поддержание работы оборудования в условиях чрезвычайных режимов по возможности длительное время (пониженное напряжение срабатывания для электромагнитов, дублирование цепи питания ответственных потребителей и т.п.).
Надежность оборудования приобретает все больший экономический смысл. Простой дорогого самолета приносят большие убытки эксплуатирующим авиакомпаниям. Масса и габариты. Масса оборудования современного самолета составляет значительную величину, примерно равную полезной нагрузке самолета. Экономия в массе оборудования позволяет увеличить запас горючего, т.е. увеличить длительность полета, потолок и скорость набора высоты, полезную нагрузку, а также уменьшить посадочную скорость и разбег при взлете.
Необходимо учитывать, что кроме массы самого оборудования обычно приходится учитывать массу дополнительных опорных конструкций и крепежного материала для установки их на самолете.
В целом экономия массы электрического оборудования самолета имеет важное экономическое значение.
Прочность электрооборудования включает механическую, электрическую и термическую прочность.
Химическая стойкость электрооборудования связана с уменьшением коррозии электрических соединений, а также основных компонентов этого оборудования.
Простота эксплуатации и ремонта электрооборудования.
Экономические требования. Оптимальная стоимость при изготовлении и обслуживании электрооборудования.
Целью настоящей работы и является разработка электроснабжения переменным током с разработкой блока защиты и управления
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1 Разработать структурную схему
2 Разработать функциональную схему
3 Разработать принципиальную схему
4 Провести анализ и выбор элементной базы
5 Разработать конструкцию устройства – печатную плату.
4,500 руб.
