ГЛАВА III ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ. РЕГУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Самолет Як-18Т оборудован тремя системами электроснаб­жения: постоянного тока напряжением 28 В, переменного одно­фазного тока напряжением 115 В с частотой 400 Гц, перемен­ного трехфазного тока напряжением 36 В с частотой 400 Гц.

Первичной является система постоянного тока, вторичны­ми — системы переменного тока с электромашинными преобра­зователями. К источникам первичной системы относятся генера­тор постоянного тока ГСР-3000М и аккумуляторная батарея 20НКБН-25. Источники электроэнергии постоянного тока под­соединены параллельно через регулирующие устройства, кото­рые обеспечивают устойчивую работу генератора, включение его в сеть, а также подзарядку аккумулятора в полете. Источ­ником электроэнергии переменного тока напряжением 115 В и частотой 400 Гц является преобразователь ПО-250А. Источ­ником электроэнергии переменного трехфазного тока напряже­нием 36 В и частотой 400 Гц служит преобразователь ПТ-200Ц.

Для питания потребителей напряжением 28 В во время за-пуска двигателя, проверки и отладки оборудования в аэродром­ных условиях на левом борту самолета между шпангоутами № 12 и 13 установлен штепсельный разъем аэродромного пи­тания ШРАП-500К. Для контроля включения наземных источ­ников питания около штепсельного разъема установлена сиг­нальная лампа «Аэродромное питание».

Номинальное напряжение, В 28,5

Номинальный ток нагрузки, А 100

Номинальная мощность, Вт 3000

Максимальный ток нагрузки в течение 2 мин, А 150

Генератор представляет собой электрическую машину по­стоянного тока с параллельным возбуждением, преобразующую

Рис. 70. Генератор ГСР-3000М.

Рис. 71. Фундаментальная схема ге-нератора постоянного тока

часть механической энергии авиадвигателя в электрическую энергию. Принцип работы основан на явлении электромагнитной индукции (рис. 71). Рамка abcd вращается в магнитном поле постоянного магнита. Согласно закону электромагнитной индук­ции, в проводнике возникает э.д.с. Е = Blv, где В — индукция магнитного поля; l — длина активного проводника; v — линей­ная скорость движения проводника.

За один оборот рамки в каждом ее проводнике наводимая э.д.с. дважды меняет свое направление (рис. 72). При этом э.д.с. активных проводников ab и cd изменяются по синусои­дальному закону и складываются.

Рис. 72. Наводимая в проводнике за один оборот э.д.с. рамка (а) и пульси­рующий ток во внешней цепи (б)

Для выпрямления переменной э. д. с. в генераторах посто­янного тока применяется коллектор, который собирается из от­дельных пластин (ламелей), выполняющих роль полуколец. Для снятия тока имеются угольно-медные щетки, которые устанав­ливаются так, что переходят с одного полукольца на другое в момент, когда э.д.с. рамки равна нулю. В этом случае к каж­дой щетке подводится э.д.с. одного направления. Таким об­разом, от каждой щетки во внешней сети будет протекать пуль­сирующий ток одного направления (рис. 72,б), Для уменьшения пульсаций и для увеличения результирующей э.д.с. применя­ется большое число рамок, равномерно распределенных в пазах

Рис. 73- Конструкция генератора ГСР-3000М:

1 — фланец; 2 — маслосбрасывающая гайка; 3 — корпус; 4 — обмотки возбуждения; 5 — якорь; 6 — коллектор; 7 — коллекторный щит; 8 — защитная лента; 9 — патрубок

Рис. 74. Схема генератора ГСР-3000М

якоря, и соответствующее количество пластин, располагаемых на коллекторе машины.

Устройство генератора. Для изготовления самолетных гене­раторов применяют высококачественные материалы — специ­альные электротехнические и легированные стали, кадмиевую медь для коллекторов и т. д. Генератор (рис. 73) состоит из корпуса-статора. Внутри корпуса установлены четыре полюса шунтовой обмотки и четыре полюса с катушками дополнитель­ной обмотки. Основные полюсы набраны из листовой электро­технической стали, а дополнительные изготовлены монолитны­ми также из электротехнической стали. Полюсные наконечники дополнительных полюсов обращены к одноименным магнитным полюсам, что уменьшает потоки рассеяния и создает лучшие условия коммутации.

Электрическая схема генератора ГСР-3000М представлена на рис. 74. Ротор генератора состоит из якоря, обмотки и кол­лектора. Пакет якоря собирается из штампованных листов электротехнической стали и напрессован на пустотелый сталь­ной вал. Пакет якоря имеет 25 полузакрытых пазов, в которых размещаются обмотки якоря и три вентиляционных канала для прохождения охлаждающего воздуха. С одной стороны пакет упирается нажимной шайбой в бортик на валу, а с другой сто­роны удерживается напрессованной нажимной шайбой, закреп­ленной в трех точках. (Омотка якоря — волновая, в виде от-

дельных секций. Концы секций припаяны к коллекторным пла­стинам. В пазах она удерживается клиньями из электрокартона толщиной 0,3 мм. Обмотка якоря пропитывается бакелитовым лаком.

Коллектор состоит из 75 пластин, изолированных слюдяными прокладками друг от друга. Коллекторные пластины собраны на стальной втулке и закреплены специальной шайбой и гай­кой. Коллекторная втулка укреплена на ребрах алюминиевой втулки звездообразной формы и образует с последней сквоз­ные каналы для прохождения охлаждающего воздуха. Коллек­тор напрессован на полый вал, выполненный из углеродистой стали. Внутри полого вала расположен гибкий вал с конусом и резьбовым концом на одной стороне и шлицами на другой для сочленения с редукторам двигателя.

К корпусу генератора крепится коллекторный щит. Он отлит из алюминиевого сплава. Торцовая часть щита имеет четыре окна, через которые охлаждающий воздух свободно поступает из патрубка внутрь генератора. В центре щита имеется гнездо, в которое впрессована стальная втулка и шарикоподшипник. К приливам внутренней части щита крепятся щеткодержатели со спиральными пружинами. Щеткодержатели попарно соедине­ны междущеточными соединениями, выполненными из листовой латуни. На штуцере щита хомутом закрепляются провода, под­соединяющие генератор к схеме. Для доступа к коллектору и щеткам в щите имеются окна, закрываемые защитной лентой. Защитная лента служит для прикрытия окон в щите и выпол­нена из тонкого листа углеродистой стали. С внутренней сторо­ны к ленте прикреплена текстолитовая прокладка.

Самолетные генераторы при относительно большой мощно­сти нагружены большим током, поэтому сильно нагреваются. Интенсивное охлаждение обеспечивается встречным потоком воз­духа, который охлаждает внутреннюю часть генератора. Схема охлаждения представлена на рис. 75.

зор между гайкой и фланцем. Стопорная шайба предохраняет гайку от самоотвертывания.

Генератор работает в тяжелых условиях и нуждается в си­стематическом уходе и наблюдении, поэтому очень важно свое­временно обнаруживать и устранять неисправности, обеспечи­вая надежную его работу. В процессе эксплуатации следует проверять состояние щеток и коллектора, исправности контров-ки, болтовых соединений, затяжку наконечников выводных про­водов, прочность крепления шланга воздухопровода к патрубку генератора. При нормальной работе генератора на поверхности коллектора образуется блестящий налет с легким потемнением, но без следов подгорания и загрязнения. Если на пластинках имеется черный жирный налет, то коллектор следует протереть мягкой хлопчатобумажной тканью, слегка смоченной бензином. При значительном подгорании и износе коллектора генератор подлежит ремонту в мастерских. При осмотре следует следить за высотой щеток. Если высота щетки меньше минимально до­пустимой, то щетки заменяют однотипными.

Перед установкой генератора на самолет необходимо про­верить ,плавность вращения якоря, легкость перемещения щеток, в щеткодержателях и состояние щеток.

Назначение и устройство. Аккумуляторная батарея 20НКБН-25 (20 — число элементов, НК — никель-кадмиевая, Б—батарея, Н—намазная, 25 — емкость в ампер-часах) слу­жит дополнительным источником электрической энергии на са­молете. Кроме того, аккумулятор служит для запуска двигате­ля и питания бортовой сети в случае отказа генератора и для, работы в полете в буферном режиме с генератором. Щелочная аккумуляторная батарея установлена в центроплане справа (см. рис. 2).

Батарея составлена из 20 аккумуляторов, соединенных пос­ледовательно шинами (рис. 76). Сосуд аккумулятора изготов­лен из пластмассы. Внутри сосуда помещены положительные и отрицательные пластины, разделенные эбонитовыми изоляцион­ными палочками. Боковая изоляция предохраняет пластины от соприкосновения со стенками сосуда. Пробка прикрывает от­верстие в аккумуляторе, служащее дли заливки его электроли­том и для отвода газов.

Аккумуляторы помещены в корпус, выполненный из нержа­веющей стали. На боковых стенках корпуса имеются смотровые окна для наблюдения за уровнем электролита. В качестве электролита в кадмиево-никелевом аккумуляторе применяется водный раствор едкого калия (КОН). Для улучшения работы аккумулятора в электролит добавляется едкий литий (LiOH).

Рис. 76. Щелочной аккумулятор

Рис. 77. Пластины щелочного аккумулятора

Cd(ОН)₂ + 2КОН + 2Ni(ОН)₂ = Cd2КОН + 2Ni(ОН)₃,

катод анод анод

т. е. в результате на катоде восстанавливается губчатый кад­мий, а на аноде — гидрат окиси никеля 2Ni(ОН)₃.

Электрохимические процессы при разряде аккумулятора. За­ряженный аккумулятор представляет собой электрическую схе­му, где активным веществом анода является гидрат окиси ни­келя Ni(ОН)з, активной массой катода—губчатый (пористый) кадмий Cd и электролитом раствор едкого кали КОН. В элек­тролите аккумулятора происходит непрерывный процесс элек­тролитической диссоциации молекул: КОН<>К⁺ + ОН^-.

Рис. 78. Схема заряда кадмиевоникелевого аккумулятора Рис. 79. Схема разряда кадмиевоникелевого аккумулятора

Принципиальная схема разряда кадмиево-никелевого аккуму­лятора показала на рис. 79. Положительные ионы калия К пе­ремещаются в направлении электрического поля, т. е. от отри­цательного электрода к положительному. Отрицательные ионы гидроксила ОН перемещаются навстречу электрическому полю, т. е. от анода к катоду. С отрицательного электрода электроны уходят во внешнюю цепь. Отрицательные ионы гидроксильной группы ОН отдают свои отрицательные заряды катоду и в ре­зультате этого там возникает химическая реакция Cd + 2ОН = = Cd(ОН)₃, т. е. образуется гидрат окиси кадмия Cd (ОН)₂.

Из внешней цепи на анод поступают свободные электроны, а из электролита — положительные ионы калия К⁺, которые отдают аноду свои положительные заряды. В результате на аноде возникает следующая реакция: 2Ni(ОН)₃ + 2К = = 2Ni(ОН)₂+2КОН, т. е. при разряде аккумулятору на аноде образуется гидрат закиси никеля Ni(ОН)₂ и едкий кали КОН. Следовательно, уравнение токообразующего процесса при раз­ряде кадмиево-никелевого акумулятора можно записать так:

2Ni(ОН)₃ + 2КОН + Cd = 2Ni(ОН)₂ + 2КОН + Cd(ОН)₂.

анод катод анод катод

Концентрация электролита при разряде и заряде аккумуля­тора не изменяется, так как сколько едкого кали расходуется вблизи катода, столько же его возникает вблизи анода.

Емкость заряженной батареи при t= 25±10°С и разряде током 10 А до напряжения 20 В,

А.Ч 25

Диапазон рабочих температур, °С .... от —5

током 25 А не менее 57

» 50 » » » 22

» 100 » » » 11

Плотность электролита, г/см³ 1,3

Масса батареи, кг 24

Электродвижущей силой (э. д. с.) аккумулятора назы­вается разность потенциалов его выводных зажимов при разом­кнутой внешней цепи. Э. д. с. элемента зависит от состава элек­тродов и электролита и не зависит от формы, числа и размеров электродов.

Внутренним сопротивлением аккумулятора называется электрическое сопротивление, оказываемое аккуму­лятором току, протекающему через него. По мере разряда ак­кумулятора его внутреннее сопротивление растет. Внутреннее сопротивление кадмиево-никелевого аккумулятора можно прак­тически определять по формуле r₀=0,3 : Q где Q — емкость ак­кумулятора.

Напряжение аккумулятора отличается от э.д.с. на значение падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора. С эксплуатационной точки зрения важно знать не э. д. с., а напряжение аккумулятора, так как именно его необходимое значение нужно обеспечить потребителю. Напря­жение аккумулятора, зависящее от э. д. с., разрядного тока и внутреннего сопротивления аккумулятора, уменьшается в про­цессе разряда.

Напряжение аккумулятора зависит от тока на­грузки, поэтому его нужно измерять при определенном разряд­ном токе. По напряжению можно ориентировочно судить о сте­пени разреженности аккумулятора, а напряжение аккумуля­тора зависит от его температуры. При понижении температуры увеличивается вязкость электролита, процесс диффузии замед­ляется и это вызывает уменьшение э. д. с., а также повышение внутреннего сопротивления. Таким образом, с уменьшением температуры напряжение аккумулятора падает. Среднее раз­рядное напряжение кадмиево-никелевого аккумулятора прини­мается равным 1,25 В.

Емкостью аккумулятора называется, количество электричества, отдаваемое полностью заряженным аккумулято­ром в процессе разряда до наименьшего допустимого разрядно­го напряжения.

Отдача аккумулятора по емкости и по энер­гии. Энергия, затрачиваемая на заряд аккумулятора, больше энергии, получаемой при разряде. Это объясняется расходом энергии на нагревание акумулятора проходящими через него разрядными и зарядными токами, на электролиз воды во время заряда и саморазряд батареи.

Характеризуя аккумуляторы, различают отдачу по емкости и по энергии. Отдачей по емкости nQ называют отношение раз­рядной емкости Q_p к зарядной емкости Q_з:nQ=Q_p/Q_з

Зарядной емкостью Q_з называется количество электричест­ва, затрачиваемое на заряд аккумулятора. При постоянных значениях зарядного и разрядного токов отдача по емкости оп­ределяется по формуле nQ =I_Рt_Р/I_Зt_З, где t_Р и t_З — длитель­ность разряда и заряда. Отдача кадмиево-никелевого аккумуля­тора по его емкости колеблется в пределах 65—70%.

Отдачей по энергии или к. п. д. nW называют отношение энергии W_P, полученной от аккумулятора при разряде, к энер­гии W_З, затраченной на его заряд: nW= W_P /W_З= V_РI_Рt_Р/V_ЗI_Зt_З,

где V_Р и V_З - средние значения напряжений при разряде и за­ряде.

Отдача ,по энергии меньше отдачи по емкости V_Р<V_З поэ­тому nW

Срок службы самолетных аккумуляторов невысок, вследст­вие тяжелых условий эксплуатации и конструктивных особен­ностей, вытекающих из стремления уменьшить массу и габари­ты батареи. Срок службы измеряется в циклах. Циклом назы­вается процесс одного заряда батареи и ее последующего раз­ряда. Аккумуляторная батарея считается вышедшей из строя, если ее емкость менее 75% от номинальной. Срок службы ак­кумулятора во многом зависит от соблюдения правил его экс­плуатации. Отклонение от правил эксплуатации аккумуляторов, изложенных в специальных инструкциях, приводит к снижению срок а службы.

Преимущества и недостатки щелочного ак­кумулятора. Основными достоинствами этих батарей яв­ляются высокая прочность и большой срок службы. Они могут длительно храниться с электролитом в разряженном и полуза-ряженном состоянии и нечувствительны к перезаряду. Недоста­ток их в сравнительно большом внутреннем сопротивлении (примерно на 20% больше, чем у свинцовых аккумуляторов со­ответствующей емкости). Кроме того, они имеют большую раз­ницу между напряжениями заряда и разряда.

4. Регулирующие устройства

Для увеличения надежности снабжения потребителей элек­троэнергии установленные на самолете источники электропита­ния — генератор и аккумулятор — соединены между собой па­раллельно. При таком подключении напряжение генератора во время полета должно поддерживаться постоянным и быть не­сколько выше напряжения аккумулятора, чтобы питание всех потребителей осуществлялось от генератора и в то же время происходила подзарядка аккумулятора.

При понижении напряжения генератора вследствие умень­шения частоты вращения вала двигателя (планирование, руле­ние и т. п.) генератор должен автоматически отключаться от бортовой сети, в противном случае пойдет обратный ток, т. е-ток от аккумулятора к генератору.

Обеспечение указанных условий требует установки дополни­тельных электрических устройств, при помощи которых можно

Рис. 81. Схема угольного регулятора Р-25АМ:

Юбмотка электромагнита состоит из трех частей: рабочей, предназначенной для температурной компенсации и обеспечи­вающей параллельную работу. Якорь электромагнита соеди­няется с мембраной. Рабочая обмотка электромагнита подклю­чается параллельно к зажимам генератора, а угольный столб — последовательно к цепи обмотки возбуждения генератора. Для отвода тепла угольный столб помещен в ребристый корпус.

В цепь обмотки электромагнита включены три резистора: регулировочный ВС-25А, R1 с сопротивлением термокомпенса­ции и R2 со стабилизирующим сопротивлением. Все элементы собираются в единую конструкцию и устанавливаются на крон­штейне. На кронштейне имеются контактные болты, которые при установке регулятора на клеммовую панель плотно прижи­маются контактным пластинам.

Для уменьшения помех радиоприему, возникающих при ра­боте угольного регулятора напряжения, имеется конденсатор КБМ-31 емкостью 4 мкФ.

На рис. 82 представлена принципиальная электрическая схема угольного регулятора Р-25АМ. Напряжение генератора зависит от частоты вращения якоря генератора и его магнит­ного потока: U= спФ, где с — постоянная величина, объединяю­щая постоянные параметры данного генератора, п — частота вращения якоря генератора; Ф — магнитный поток полюсов.

Частота вращения вала двигателя в процессе полета может изменяться, поэтому меняется и напряжение генератора. Для поддержания постоянства напряжения нужно изменять магнит­ный поток так, чтобы с увеличением частоты вращения он про­порционально уменьшался и, наоборот, с уменьшением частоты вращения увеличивался. Такую работу выполняет угольный ре­гулятор напряжения Р-25АМ.

Принцип его работы основан на свойстве угольного столба менять свое сопротивление при изменении давления мембраны на него. Если напряжение генератора значительно меньше сво­его номинального значения или равно нулю, то притяжение электромагнита отсутствует, а под действием мембраны сжатие угольного столба максимально. При этом сопротивление уголь­ного столба достаточно мало (около 0,6 Ом) и обмотка воз­буждения генератора оказывается .практически включенной при полном напряжении генератора.

При возрастании напряжения генератора из-за увеличения частоты вращения его якоря или уменьшения нагрузки увели­чивается тяговое усилие электромагнита. Якорь сильнее при-, тягивается к сердечнику, преодолевая усилие мембраны, и уменьшает давление на угольный столб. Сопротивление уголь­ного столба увеличится, что «приведет к снижению тока в об­мотке возбуждения генератора, а следовательно, и магнитного потока статора. Меньший магнитный поток статора генератора наведет меньшую э. д. с. генератора. В новом положении яко­ря наступит равновесие сил, характеризующееся некоторым увеличением тягового усилия электромагнита и усилия мембра­ны из-за ее дополнительного прогиба.

При уменьшении частоты вращения вала двигателя или увеличении тока нагрузки напряжение генератора и ток в об­мотке электромагнита уменьшатся, его тяговое усилие снизит­ся, и якорь отойдет от сердечника. При этом угольный столб сожмётся, его сопротивление уменьшится, ток в обмотке воз­буждения возрастет. Большее магнитное поле статора наведет большую э. д. с., и напряжение генератора увеличится до но­минального значения.

Дифференциальное минимальное реле ДМР-200Д (рис. 83) предназначено для подключения генератора к бортовой сети самолета, когда напряжение генератора превышает напряже­ние аккумулятора на 0,3—0,7 В при правильной полярности генератора; отключения генератора от сети при обратном токе 15—25 А; отключения генератора при обрыве провода в ге­нераторной линии; сигнализации отказа генератора. Реле ДМР-200Д установлено в электрощитке питания под правым задним сиденьем.

Напряжение питания реле, В 20—30

Номинальный ток в цепи силовых контактов, А 200

Ток в цепи С, А, не более 5

Обратный ток отключения реле, А .... 15—25
Превышение напряжения генератора под напря­
жением сети, при котором срабатывает реле, В 0,3—0,7

Aвтомат защиты АЗП-1МБ предназначен для защиты са­молетной сети постоянного тока от аварийного повышения на-

Совместная работа реле ДМР-200Д и автомата защиты се­ти АЗП-1МБ рассматривается в параграфе «Работа электриче­ской схемы источников постоянного тока и регулирующих уст­ройств».

трощитке питания под правым задним сиденьем. Трансформа­тор — стержневого типа с О-образной магнитной системой. Верхняя съемная часть магнитопровода имеет прямоугольную форму, а нижняя — П -образную.

Трансформатор ТС-9М-2 работает совместно с угольным ре­гулятором напряжения. Плюсовой провод от генератора на бор­товую сеть проходит через окно в железе трансформатора и создает в нем магнитный поток. При изменении тока нагрузки генератора изменяется магнитный поток в сердечнике транс­форматора, благодаря чему создается э. д. с. самоиндукции.

При резких изменениях нагрузки генератора регулятор на­пряжения Р-25АМ в состоянии мгновенно восстанавливать заданное напряжение. В данном случае в регуляторе Р-25АМ используется э. д. с. самоиндукции обмоток трансформатора ТС-9М-2 для быстрой стабилизации напряжения генератора.

Коэффициент трансформации:

при U₂/U₁ . 0,33±10%

» U₃/U₁ 3,8±10%

Ток холостого хода, А, не более 0,4

5. Электрическая схема источников постоянного тока и регулирующих устройств

Включение генератора ГСР-3000М. Генератор Э1 подклю­чении к разъему Э18 аэродромного источника питания заго­рается сигнальная лампа «Аэродромное питание» Э5, и сраба­тывает реле Э10, которое контактами 1 и 2 размыкает цепь включения генератора Э1 (рис. 86). При установке переключа­теля Э17 «Аккум.— Аэр. пит.» в положение «Аэр. пит.» полу­чает питание обмотка контактора Э7. Напряжение от аэродром­ного источника питания поступает на шины электрощитка пи­тания и приборной доски.

Для отключения аэродромного источника питания от борто­вой сети необходимо выключить все потребители, установить переключатель Э17 в положение «Выкл.» и отсоединить вилку разъема источника аэродромного питания от разъема Э18. Од­новременное включение аэродромного питания и бортовых ис­точников на самолете невозможно.

Рис.86. Принципиальная схема источников постоянного тока

Генератор к бортовой сети подключается контактором III дифференциального минимального реле ДМР-200Д Э9. При включении выключателя Э19-напряжение на клемму «+» реле Э9 подается по цепи: клемма «+» генератора Э1, контакты 7—8 контактора КР и 4—5 реле Р2 автомата защиты Э20, контакты 1 и 2 реле Э10, выключатель Э19, клемма В реле 39. При подаче напряжения на клемму В ДМР-200Д (Э9) сраба­тывает реле I и своими контактами включает обмотку поляри­зованного реле II, а также подготавливает для включения цепь обмотки контактора II реле Э9.

Поляризованное реле II срабатывает, когда напряжение ге­нератора превысит напряжение аккумулятора на 0,3—0,7 В и своими контактами включает контактор III реле Э9. Контактор срабатывает, подключая генератор к бортсети через электро­щиток питания по цепи: клемма «+» генератора Э1, предохра-

нитель Э37, трансформатор Э34, клемма ГЕН, контакты кон­тактора III, клемма «Сеть» реле Э9 и шина электрощитка пи­тания. Кроме того, напряжение через контакты контактора III и клемму С реле Э9 поступает на обмотку реле Э8. Реле Э8 срабатывает и контактами 1 и 2 отключает клемму Б реле Э9 от бортовой сети самолета; контактами 2—3 подключает клем­му Б к клемме «+» генератора, контактами 4—5 размыкает цепь питания сигнальной' лампы С44 «Отказ генератора». Ток нагрузки аккумуляторной батареи Э4 и аэродромного источни­ка питания контролируется по вольтамперметру ВА-3 Э14 установленному на приборной доске.

Параллельная работа источников постоянного тока. Гене­ратор и аккумуляторная батарея работают параллельно на об-щую сеть. Для обеспечения этого служит следующая аппара­тура: угольный регулятор напряжения Э2, трансформатор Э34, дифференциальное минимальное реле Э9. Постоянство выходно­го напряжения генератора поддерживается регулятором напря­жения Э2 путем изменения тока в обмотке возбуждения гене­ратора. Необходимый уровень напряжения генератора устанав­ливается выносным сопротивлением ВС-25Б, расположенным на регуляторе.

Аварийное отключение генератора. Для защиты самолетной сети постоянного тока от аварийного повышения напряжения, связанного с перевозбуждением генератора и выходом из строя угольного регулятора Р-25АМ, установлен автомат защиты АЗП-1МБ Э20. Реле замедленного действия автомата Э20 сле­дит за значением и длительностью повышенного напряжения на обмотке возбуждения генератора. При повышении напряжения на обмотке возбуждения до 26—28 В реле Р1, в котором при­менен воздушный демпфер, связанный с якорной системой реле, срабатывает с определенной выдержкой времени. Реле Р1 не срабатывает при мгновенных повышениях напряжения, возни­кающих на генераторе в переходных режимах.

После включения реле Р1 срабатывает реле Р3 и контакта­ми 2—3 подает напряжение на обмотку кнопочного контакто­ра КР. Контактор КР срабатывает и своими контактами 3—4 размыкает цепь шунтовой обмотки генератора (включая допол­нительное сопротивление R5 в эту цепь для гашения магнитно­го поля обмотки возбуждения), контактами 7—8 контактора КР размыкает цепь подключения генератора к бортсети само­лета. После срабатывания контактора КР напряжение с его обмотки снимается, однако его контакты в исходное положение не возвращаются, так как контактор встал на механическую защелку. Вернуть контакты в исходное положение и тем самым включить генератор можно только на земле, нажав кнопку контактора.

Дифференциальное минимальное реле Э9, кроме подключе­ния генератора к бортсети, производит также отключение его

при обратном токе 10—15 А и при обрыве генераторной линии электропитания. При превышении напряжения сети под напря­жением генератора по сериесному витку поляризованного реле II потечет ток обратного направления. При достижении опреде­ленного значения тока реле П срабатывает и своими контак­тами размыкает цепь литания обмотки контактора III, который отключает генератор от бортовой сети.

При обрыве генераторной линии напряжение на генераторе возрастает вследствие сброса нагрузки. В результате по шунто-вой обмотке реле П потечет ток обратного направления. Кон­такты реле П разомкнутся и отключат контактор III.

Перед запуском двигателя следует включить на 10—15 с аккумулятор и автомат защиты сети «АНО», нажать кнопку вольтамперметра ВА-3, напряжение должно быть не менее 24 В. Для подготовки и проверки пилотажно-навигационного обору­дования и радиооборудования при неработающем двигателе подключать бортовую сеть к аэродромному источнику питания, при работающем двигателе (n> 44%) — к генератору.

Проверку генератора и регулирующих устройств проводят после опробования двигателя, для чего устанавливают частоту вращения 58—61% и убеждаются, что генератор подключился к бортовой сети (лампа «Отказ генератора» не горит). Затем проверяют напряжение бортовой сети по вольтамперметру ВА-3. Оно должно быть 27—29 В, Изменяя частоту вращения,, убеждаются в постоянстве напряжения. Включают потребители (ПО-250, РВ, АРК, СПУ, УКВ, ПТ-200Ц, ГИК-1, АГД-1) и убеждаются в постоянстве напряжения.

При невозможности руления с частотой вращения вала дви­гателя, обеспечивающей работу генератора, во избежание раз­рядки аккумулятора при рулении рекомендуется выключить максимум потребителей, за исключением радиостанции.

В полете периодически следят за работой генератора по сиг-нальной лампе «Отказ генератора», по напряжению и наличию тока зарядки аккумулятора. Сигнальная лампа «Отказ генера­тора», должна погаснуть при частоте вращения 40—45% от номинальной частоты и загореться при 20—40%.

Действия пилота при отказе генератора. Признаки отказа генератора: загорается сигнальная лампа «Отказ генератора» на табло, частота вращения более 40%, стрелка вольтампер­метра ВА-3 показывает разрядный ток.

Убедившись в отказе, пилот должен выключить генератор, доложить руководителю полетов и выслушать ответ. Затем вы­ключить все потребители, за исключением автоматов защиты сети «Зажигание», «Сигнализация шасси», «Приборы двигате-

ля и ЭУП», прекратить выполнение задания и произвести по­садку на своем или запасном аэродроме. Следует кратковре­менно поочередно при необходимости включать передатчик ко­мандной радиостанции и автоматический радиокомпас.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Бортовая аккумуляторная батарея 20КНБН-25 обеспечивает питание электропотребителей ночью в течение 25—40 мин, а днем в течение 50 мин при выключен­ном генераторе.

Преобразователь (рис. 87) однофазный мощностью 250 ВА предназначен для преобразования постоянного тока напряже­нием 27 В в переменный однофазный ток напряжением 115 В с частотой 400 Гц и служит для питания радиоборудования (АРК-9 или АРК-15 и РВ-5) переменным током. Преобразова­тель ПО-250 установлен в левой части центроплана (см. рис. 2).

Номинальное напряжение питания, В .... 27±<10%

Потребляемый ток, А . ........ 25

Выходное напряжение, В 115

Частота, Гц 400

Ток нагрузки, А , . 2,17

Отдаваемая мощность, Вт 250

Частота вращения, об/мин 12 000

Преобразователь состоит из двух машин, смонтированных в одном корпусе. Одна из них — электродвигатель постоянного тока, другая—однофазный синхронный генератор. Электродви­гатель преобразователя четырехтолюсный со смешанным воз­буждением. Синхронный генератор преобразователя имеет че-тырехполюсную неподвижную магнитную систему и вращаю­щийся ротор с двумя контактными кольцами для отвода переменного тока. Якорь электродвигателя и ро­тор генератора конструктивно вы­полнены на одном валу.

Рис. 87. Преобразователь ПО-250'

Преобразователь заключен в за­щитный кожух с проточной само­вентиляцией. Элементы управления преобразователя расположены в ко­робке управления, установленной на корпусе преобразователя. Ко­робка управления включает в себя устройства, обеспечивающие ди­станционный пуск и остановку пре­образователя, стабилизацию выход-

Номинальное напряжение питания, В . . . . 27±10%

Потребляемый ток, А 14

Выходное напряжение, В ....... 36

Частота, Гц . .......... 400

Отдаваемый ток, А 3,2

Отдаваемая мощность, Вт 200

Частота вращения, об/мин 8000

Масса преобразователя, кг , 8,5




Рис. 89. Преобразователь ПТ-200Ц

Рис. 90. Принципиальная схе­ма соединения преобразовате­ля ПТ200Ц

Устройство. Преобразователь ПТ-200Ц состоит из электро­двигателя постоянного тока и синхронного трехфазного генера­тора, смонтированных в одном корпусе. Четырехполюсный дви­гатель смешанного возбуждения имеет обмотки, последователь­ного и параллельного возбуждения, которые питаются от гене­ратора через селеновый выпрямитель.

Рис. 91. Принципиальная схема

Синхронный генератор возбуждается от шестиполюсного постоянного магнита (ротора). Ротор генератора и якорь двига-

Эксплуатация, преобразователя ПТ-200Ц. Преобразователь ПТ-200Ц обеспечивает питание трехфазным током курсовой си­стемы ГМК-1А и авиагоризонта АГД-1, включается автоматом защиты сети ПТ-200, расположенным на правом электрощитке (см. рис. 1). На центральной панели приборной доски располо­жена сигнальная лампа «Отказ ПТ-200».

чить автоматы защиты сети ПТ-200, АГД, ГМК и доложить ру­ководителю, полетов об отказе.

Пилотирование следует осуществлять визуально и по ука­занию поворота и скольжения. Самолет выводится на аэродром посадки по автоматическому радиокомпасу АРК-9, магнитному компасу КИ-13К, данным радиопеленгатора и командам руко­водителя полетов.

9. Электрическая схема источников переменного тока

Электрическая схема питания радиооборудования (рис. 91) осуществляет включение преобразователя ПО-250, являющегося источником переменного тока напряжением 115 В и распреде­ление энергии переменного и постоянного токов по потребителям.

Запуск преобразователя ПО-250 осуществляется автоматом защиты сети ПО-250 Р41, установленным на левом электрощит­ке приборной доски. При этом напряжение бортсети подается на клемму 3 разъема преобразователя Р1. Питание от преобра­зователя подается на автоматический радиокомпас АРК-9 (или АРК-15), радиовысотомер РВ-5, маркерный радиоприемник МРП-56П и в систему звуковой сигнализации.

Питание от бортовой сети постоянного тока подается на ав­томатический радиокомпас АРК-9 (или АРК-15) (при включе­нии АЗС«АРК»Р21), маркерный радиоприменик МРП-56П (при включении АЗС«МРП»Р30), радиовысотометр РВ-5 (при вклю­чении АЗС«РВ»Р7), радиостанцию «Ландыш-5» или «Баклан-5» (при включении АЗС«УКВ»Р10), самолетное переговорное уст­ройство СПУ-9 (при включении АЗС«СПУ»Р10), систему по­садки Ось-1 (при включении АЗС «Ось-1» Р5). Все автоматы зашиты сети установлены на электрощитке приборной доски.

Электрическая схема питания приборного оборудования осу­ществляет включение преобразователя ПТ-200Ц, являющегося источником переменного трехфазного тока напряжением 36 В, и распределение энергии переменного и постоянного токов по потребителям. Запуск преобразователя ПТ-200Ц (А1) осуществ­ляется при включении выключателя «ПТ-200»А14. При этом сиг­нальная лампа «Отказ ПТ-200» гаснет. Питание от преобразо­вателя А1 подастся на указатель авиагоризонта А2 и гидродат­чик А30, выключатель коррекции А3 и на курсовую систему.

При включении автомата защиты сети А25 напряжение от бортовой сети постоянного тока подается на обмотку реле А6, контакты которого подключают авиагоризонт к преобразовате­лю ПТ-200Ц, на указатель А2 и гиродатчик А30, а также на выключатель коррекции А3. При включении автомата защиты сети А26 питание подается на обмотку реле А7, контакты кото­рого подключают курсовую систему к преобразователю А1, на выключатель коррекции А3 и через разъем А24 в курсовую си­стему. При отказе ПТ-200Ц реле А33 и А34 обесточиваются и

через нормально замкнутые контакты подается питание на сиг­нальную лампу «Отказ ПТ-200». Обогрев трубки ПВД и часов включается автоматом защиты сети «Обогрев ПВД — часов» Т3. Все автоматы защиты сети установлены на электрощитке при­борной доски.

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.

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

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

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.

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.