787配電系統創新-斷路器不再重要-[韋克威]
波音 787 -787 是波音公司最新型號的寬體中型客機,波音 787 系列飛機包括 787-3 (因沒有訂單而取消)、787-8、787-9、787-10。
以波音 787-8 為例,飛機全長 56.69 m,高 17 m,翼展 60.17 m,兩級客艙布局可搭載 242 人。
787 尺寸略大于 767,小于 777,其主要競爭對手是空客 A350 和 A330NEO。
波音 787 飛控系統在 777 的基礎上,全面采用電傳操縱技術,將自動飛行、主飛行控制、高升力都整合在一起。
787 引入了 REU (Remote Electronic Unit,遠程電子控制裝置)的概念,使 REU 的位置盡可能靠近作動器 PCU,減少導線的用量,達到飛機減重目的。
787 終極備份形式與 777 類似,但采用了電備份的形式。此外,波音 787 還可以通過襟副翼和升降舵實現垂向陣風減緩功能,提高了乘坐品質。
B787 飛控舵面布置
波音 787 飛控系統的舵面布置,如下圖所示。
787 與 777 的舵面配置,大體相同。787 采用了傳統外型布局,翼吊兩臺發動機。
兩側機翼上布置有一對外側副翼、一對襟副翼、七對擾流板,以及前緣縫翼、后緣襟翼等增升裝置。
尾翼布置有一塊水平安定面、一對升降舵和一塊方向舵。
B787 飛控系統組成
由于 787 全面采用了電傳飛控技術,甚至終極備份也采用了 “電” 的形式,因此飛控系統對供電的要求非常嚴格。
787 配置了 4 臺電源調節模塊 PCM (Power Conditioning Module, 電源調節模塊),PCM 配置了 3 個交/直流供電余度(分別是PMG、直流匯流條、蓄電池),為飛控系統提供不間斷供電。
波音 787 飛控系統物理架構,如下圖所示。
787 的飛控系統架構方案,與 777 較為相似(例如工作模式、余度管理等)。之前關于 777 的相關文章已經介紹過了,這里不再贅述。
點擊閱讀:波音 777 電傳飛控系統架構介紹
在波音的體系中,ACE (Actuator Control Electronics, 作動器控制電子)是整個飛控的核心環節。
在飛控計算機故障后,ACE 可提供基本的控制能力。同時 ACE 實現了駕駛艙操縱機構和飛控計算機之間的數據傳遞。
B787 終級備份
波音 787 飛控系統的備份形式繼承了 777 的特點,選擇了 兩對擾流板(4#、5#、10# 和 11#)和 水平安定面,但采用了電備份的形式
對于滾轉軸,飛行員操縱桿盤上的滾轉控制撥輪,備份系統不經過 ACE 和 FCM,直接將對應的 RVDT 信號發送給四塊擾流板的電子馬達控制單元 (EMCU),從而驅動擾流板運動。
對于俯仰軸,飛行員操縱中央控制臺上的備用俯仰配平開關,備份系統不經過 ACE 和 FCM,直接將開關信號發送給水平安定面的電子馬達控制單元 (EMCU),從而驅動平尾運動。
綜合考慮 777 的機械備份,可知:波音的終極備份系統,一般采用一對或兩對擾流板控制滾轉,采用水平安定面控制俯仰。
與空客 A380 不同,波音的備份系統很難達到飛控系統最小可接受控制(MAC, Minimum Acceptable Control)的要求,并不能實現持續安全飛行和著陸。
但這樣的備份系統,卻可在電傳飛控系統失效后,提供一定的控制能力,在短時間內維持飛機姿態,等待系統重啟。