Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rozwój pokładowych systemów elektroenergetycznych i koncepcja samolotu bardziej elektrycznego

Szelmanowski Andrzej, Gębura Andrzej, Golański Piotr, Michalczewski Mirosław

Journal of KONBiN

|

2024

|

Vol. 54, iss. 2

115--134

PL

W artykule dokonano przeglądu głównych etapów rozwoju systemów elektroenergetycznych statków powietrznych. Przedstawiono podstawowe cechy węzła elektroenergetycznego dla śmigłowca bojowego Mi-24, samolotu wielozadaniowego F-22 oraz samolotu pasażerskiego Boeing B-787. Przedstawiono wyniki analizy metod zarządzania rozdziałem energii elektrycznej zarówno na samolotach konwencjonalnych, jak również na najnowocześniejszych obecnie konstrukcjach lotniczych (A-380, B-787). Zaprezentowano podstawowe struktury pokładowej sieci elektroenergetycznej statku powietrznego z podziałem na trzy okresy: okres do lat 60. (z dominacją sieci prądu stałego o napięciu 28,5 V), okres do 2000 r. (z dominacją trójfazowej sieci prądu przemiennego o napięciu 3 x 115 V / 200 V, 400 Hz) oraz okres najnowszy, po roku 2000 (z dominacją sieci prądu stałego o napięciu 270 V, uzyskiwanym z przetwarzania za pomocą bloku transformatorowo-prostowniczego napięcia z trójfazowej prądnicy prądu przemiennego 3 x 115 V / 200 V, 400 Hz). Jako główny kierunek obecnie prowadzonych prac konstrukcyjnych przedstawiono koncepcję samolotu bardziej elektrycznego MEA (ang. More Electric Aircraft).

EN

The article reviews the main stages of development of aircraft power systems. The basic features of the power node for the Mi-24 combat helicopter, a multi-tasking aircraft, are presented F-22 and the Boeing B-787 passenger airplane. The results of the analysis of methods for managing the distribution of electricity on both conventional aircraft and the most modern aircraft structures (A-380, B-787) are presented. The basic structures of the aircraft's on-board power network are presented, divided into three periods: the period until the 1960s (with the dominance of the direct current network with a voltage of 28.5 V), the period until 2000 (with the dominance of the three-phase alternating current network with a voltage of 3 x 115 V / 200 V, 400 Hz) and the most recent period, after 2000 (dominated by a 270 V direct current network, obtained by converting the voltage from a three-phase alternating current generator 3x 115 V / 200 V, 400 Hz using a transformerrectifier block). The concept of a more electric aircraft was presented as the main direction of current construction works for MEA concept (More Electric Aircraft).

2

Health management using fault detection and fault tolerant control of multicellular converter applied in more electric aircraft system

Mahboub Mohamed Abdelbasset, Rouabah Boubakeur, Kafi Mohamed Redouane, Toubakh Houari

Diagnostyka

|

2022

|

Vol. 23, No. 2

art. no. 2022212

EN

The increased cost of fuel and maintenance in aircraft system lead to the concept of more electric aircraft, moreover this concept increase the use of power electronic converters in aircraft power system. Since in this application, the reliability is a crucial feature. Therefore, the use of more efficient, reliable and robust power converter with health management capability will be a big challenge. Multicellular topology of power converters has the required performance in terms of efficiency and robustness. However, the increased complexity of control and more power components (power switches and capacitors) goes along with an increase in possibility of failure in multicellular topology. Therefore, the main contribution of this paper is the use of multicellular topology advantageous with fault diagnosis and fault tolerant control in order to increase the robustness reliability. The health management using a fault detection with Fuzzy Pattern Matching (FPM) algorithm when a failure in power switches or flying capacitors of multicellular converter and a Fault Tolerant Control (FTC) with sliding mode of second parallel three cells multicellular converters. Simulation results with Matlab show the increased efficiency and the continuity of work during failure mode in aircraft power system.

3

Warianty rozwiązań technologicznych wybranych komponentów autonomicznego systemu zasilania w zakresie przetwarzania pokładowej energii elektrycznej AC/DC samolotu bardziej elektrycznego

Setlak L., Kowalik R.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2018

|

Nr 2 (118)

141--147

PL

W referacie przedstawiono analizę, model matematyczny oraz symulacje przekształtników energoelektronicznego systemu zasilania w zakresie przetwarzania energii elektrycznej AC/DC, zgodnie z koncepcją samolotu bardziej elektrycznego. Głównym celem referatu jest stworzenie modelu przekształtnika, znajdującego zastosowanie w lotnictwie, zarówno cywilnym, jak też wojskowym. Powyższy model został przeanalizowany, bazując na wariantach przekształtników, wykorzystywanych przez lotnicze koncerny cywilne (Airbus, Boeing), w zakresie kluczowych produktów (A-380 i A-350XWB, B-787) oraz lotniczy koncern (Lockheed Martin) w zakresie samolotów wojskowych (JSF F-35 i F-22 Raptor), kompatybilnych z koncepcją samolotu bardziej elektrycznego. W końcowej części pracy, przeprowadzono symulacje wybranego modelu przekształtnika, dokonano analizy oraz wyciągnięto wnioski, znajdujące odzwierciedlenie w zastosowaniach praktycznych.

EN

The paper presents an analysis, a mathematical model and simulations of energo-electronic power system converters in the field of AC/DC electricity processing, in accordance with the concept of a more electric aircraft. The main purpose of the paper is to create a converter model, which is used in aviation, both civilian and military. The above model has been analyzed, based on the variants of converters used by civil aviation corporations (Airbus, Boeing), in the scope of key products (A-380 and A-350XWB, B-787) and an airline company (Lockheed Martin) in the field of military aircrafts (JSF F-35 and F-22 Raptor), compatible with the concept of a more electric aircraft. In the final part of the work, simulations of the chosen converter model were carried out, analysis was made and conclusions have been drawn that are reflected in practical applications.

4

Badanie wybranych prostowników wieloimpulsowych, implementowanych we współczesnych samolotach kompatybilnych koncepcją samolotu bardziej elektrycznego

Setlak L., Kowalik R.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2018

|

Nr 2 (118)

149--154

PL

We współczesnym lotnictwie (wojskowym, cywilnym), coraz częściej w projektowanych autonomicznych pokładowych systemach zasilania, można obserwować dynamiczny rozwój energoelektronicznych prostowników wieloimpulsowych, w szczególności na samolotach zgodnych z tendencją samolotu bardziej elektrycznego. Głównym celem tego artykułu jest przeprowadzenie badania (analiza, model matematyczny, symulacje) wybranych prostowników wieloimpulsowych, w tym prostowników (6-, 12- i 18-, 24-) pulsowych w zakresie system energoelektronicznego, który jest jednym z dwóch kluczowych systemów (z wyjątkiem systemu elektroenergetycznego) autonomicznego pokładowego systemu zasilania. Prostowniki te są używane, zarówno na wojskowych statkach powietrznych (Lockheed Martin) w zakresie samolotów (JSF F-35, F-22 Raptor), jak również w lotnictwie cywilnym (Airbus, Boeing) w zakresie samolotów (A-380 i A-350XWB, B-787), zgodnie z koncepcją samolotu bardziej elektrycznego. W oparciu o powyższe w końcowej części artykułu, na podstawie symulacji wybranych prostowników zasilania i analizy przebiegów symulacyjnych, przeprowadzonych w środowisku programistycznym Matlab/Simulink, przedstawiono praktyczne wnioski.

EN

In modern aviation (military, civilian), more and more often in designed autonomous on-board power supply systems, one can observe the dynamic development of energo-electronic multi-pulse rectifiers, in particular on aircrafts compatible with the trend of a more electric aircraft. The main purpose of this paper is to conduct the study (analysis, mathematical model, simulations) of selected multi-pulse rectifiers, including (6-, 12- and 18-, 24-) impulse rectifiers in the field of energo-electronic power system, which is one of two key systems (except electric power system) of the autonomous on-board power system. These rectifiers are used, both on military aircraft (Lockheed Martin) in the field of aircrafts (JSF F-35, F-22 Raptor), as well as in civil aviation (Airbus, Boeing) in the field of aircrafts (A-380 and A-350XWB, B-787), according to the concept of a more electric airplane. Based on the above in the final part of the paper, based on simulations of selected power rectifiers and analysis of simulation waveforms carried out in the Matlab/Simulink programming environment, practical conclusions were presented.

5

Architektura pokładowego autonomicznego systemu zasilania zgodnie z koncepcją samolotu bardziej elektrycznego

Setlak L., Kowalik R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2018

|

Vol. 59, nr 11

17--21

PL

W referacie przedstawiono analizę oraz badania symulacyjne pokładowego autonomicznego systemu zasilania, zarówno w zakresie elektroenergetycznego systemu zasilania EPS, jak też energoelektronicznego systemu zasilania PES, implementowanych na współczesnych zaawansowanych samolotach kluczowych koncernów lotniczych (Airbus, Boeing, Lockheed Martin). Wybrane badania symulacyjne dokonano, nie tylko w zakresie wytwarzania, przetwarzania oraz przesyłania energii elektrycznej na pokładzie nowoczesnego samolotu, lecz przede wszystkim w aspekcie analizy zmienności charakteru urządzeń końcowych (odbiorników), m.in. w zakresie obciążenia indukcyjno-pojemnościowego, rezystancyjno-pojemnościowego oraz ich wzajemnych modyfikacji. W końcowej części pracy, na podstawie przeprowadzonych testów symulacyjnych pokładowego systemu zasilania wybranego samolotu, kompatybilnego z trendem samolotu bardziej elektrycznego oraz dokonaniu niezbędnej jego analizy, wyciągnięto wnioski praktyczne.

EN

The paper presents an analysis, and simulation tests of the on-board autonomous power supply system, both in the electric power system EPS and energo-electronic power system PES, implemented on today’s advanced aircraft of key aviation companies (Airbus, Boeing, Lockheed Martin). Selected simulation tests were carried out, not only in the field of generation, processing and transmission of electricity on board a modern aircraft, but above all in the aspect of the analysis of the variability of the nature of terminal equipment (receivers), including in terms of inductive-capacitive, resistive-capacitive load and their mutual modification. In the final part of the work, based on the conducted simulation tests of the aircraft’s onboard power system, compatible with the trend of the more electric aircraft and making the necessary analysis, practical conclusions were drawn.

6

Współczesne rozwiązania technologiczne, analiza i symulacja wybranych komponentów architektury HVDC samolotów zgodnych z koncepcją MEA/ AEA

Setlak L., Ruda E.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 2

118--125

PL

Przedmiotem referatu jest przedstawienie zaawansowanych rozwiązań technologicznych architektury systemu zasilania wysokiego napięcia prądu stałego HVDC (High Voltage Direct Current) w zakresie napięć 540 VDC (±270 VDC) oraz 350 VDC poprzez dokonanie analizy literatury przedmiotu oraz analizy i symulacji wybranego jej komponentu zgodnie z koncepcją samolotu bardziej/ w pełni elektrycznego MEA/ AEA.

EN

The subject of this paper is to present the most advanced technology to system architecture of high voltage power HVDC (High Voltage Direct Current) in the range of voltages 540 VDC (±270 VDC) and 350 VDC by making a critical analysis of the literature and the analysis and simulation of its selected component according to the concept of more/ full electric aircraft MEA/ AEA.

7

Analiza i symulacja zastosowania siłowników elektromechanicznych (EMA) w systemie sterowania samolotu F-16 zgodnie z koncepcją samolotu bardziej elektrycznego more electric aircraft (MEA)

Setlak L., Ruda E.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2017

|

Nr 1 (113)

65--71

PL

Konwencjonalne siłowniki hydrauliczne zastosowane na wojskowym samolocie wielozadaniowym F-16 charakteryzują się dużą masą i są wrażliwe na wysoką temperaturę i ciśnienie z powodu łatwopalnego czynnika roboczego oraz wymagają specjalistycznej obsługi technicznej. Ponadto, do zasilania siłowników klasycznych wymagana jest energia hydrauliczna dostarczana przez pokładowy układ hydrauliczny, charakteryzujący się zastosowaniem dużej ilości przewodów hydraulicznych, które w znaczący sposób wpływają na obniżenie niezawodności działania całego systemu sterowania samolotu. Przedmiotem niniejszego referatu jest dokonanie przeglądu i analizy istniejących rozwiązań technologicznych powyższych układów oraz uwzględnienie opcji zastąpienia oryginalnie zastosowanych na samolocie wielozadaniowym F-16 siłowników hydraulicznych (zasilanych za pomocą pokładowego układu hydraulicznego) nowocześniejszym rozwiązaniem, tj. za pomocą siłowników elektromechanicznych (EMA), wykorzystujących do działania wyłącznie energię elektryczną z pokładowej instalacji elektrycznej samolotu F-16 zgodnie z trendem samolotu bardziej elektrycznego (MEA). Wobec powyższego, zaproponowane rozwiązanie siłowników zgodnych z koncepcją samolotu bardziej elektrycznego, wprowadza nowy trend (spojrzenie) rozwojowy w przemyśle lotniczym w zakresie układów siłowników elektrycznych wysokiej mocy przeznaczonych do sterowania powierzchniami sterującymi współczesnych samolotów. W kontekście rozpatrywania przedstawionej problematyki szczególną uwagę zwrócono na klasyczne zalety implementacji tego typu rozwiązania technologicznego. Dokonano analizy i symulacji zaproponowanych siłowników elektromechanicznych zgodnie z trendem samolotu bardziej elektrycznego i na tej podstawie wyciągnięto praktyczne wnioski w obszarach, prowadzących do zmniejszenia masy samolotu, możliwości jego przekonfigurowania, obniżenia zużycia paliwa, kosztów całkowitych, uproszczenie obsługi oraz zwiększenie niezawodności całego systemu.

EN

Conventional hydraulic actuators used on a multi-purpose military aircraft F-16 are characterized by large mass and are sensitive to high temperature and pressure because of the flammable working fluid and requires specialized maintenance. Furthermore, the conventional hydraulic actuators require hydraulic energy provided by the on-board hydraulic system, characterized by the use of a large amount of hydraulic lines, which significantly affect the reliability decrease of the entire control system of the aircraft. The subject of this paper is to review and analyze existing technological solutions of these systems and the inclusion of the option of replacing hydraulic actuators originally used on multi-purpose aircraft F-16 (powered by onboard hydraulic system) with more modern solution, i.e. electromechanical actuators (EMA), using to operate Orly electrical power from the onboard electrical system of F-16 in accordance with the More Electric Aircraft concept (MEA). Therefore, the proposed solution of aircraft actuators, introduces a new trend of development in the aviation industry in terms of systems of high power electric actuators for controlling control surfacesof modern aircraft. In the context of presented issues, special attention was paid to the classic advantages of implementing such a technological solution. The analysis and simulation of the proposed electromechanical actuators according with the More Electric Aircraft concept led to the practical conclusions drawn in the areas, leading to a reduction in mass of the airplane, the possibility of its reconfiguration, lower fuel consumption, total cost, simplification of the service and increase in the reliability of the whole system.

8

Analiza i symulacja działania modelu elektroenergetycznego systemu zasilania samolotu F-16 zgodnie z koncepcją samolotu bardziej elektrycznego More Electric Aircraft (MEA)

Setlak L., Ruda E.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2017

|

Nr 1 (113)

57--64

PL

Przedmiotem niniejszego referatu jest przeprowadzenie analizy w zakresie zaawansowanych autonomicznych systemów zasilania ASE (EPS, PES), w tym w szczególności dokonanie symulacji działania modelu elektroenergetycznego systemu zasilania EPS (Electric Power System) w oparciu o wielozadaniowy samolot wojskowy F-16 zgodnie z trendem samolotu bardziej elektrycznego MEA. Należy zauważyć, że współczesne pokładowe autonomiczne systemy zasilania ASE (Autonomous Electric Power Systems), w skład których wchodzą dwa systemy: energoelektroniczny system zasilania PES (Power Electronic System) oraz elektroenergetyczny system zasilania EPS, który będzie poddany szczegółowej analizie w dalszej części tego referatu (model, symulacja), należą do najnowocześniejszych systemów w zakresie zasilania pokładowego współczesnych samolotów, zarówno cywilnych koncernów lotniczych Airbus i Boeing (A-380 i A-350XWB, B-787), jak również wojskowych koncernu Lockheed Martin (F-22 Raptor) i JSF (Joint Strike Fighter) F-35. W oparciu o powyższe, na podstawie przeprowadzonej analizy oraz dokonanej symulacji przykładowo wybranych komponentów elektroenergetycznego systemu zasilania EPS, zostanie przedstawione uzasadnienie implementacji do współczesnego lotnictwa koncepcji samolotu bardziej elektrycznego MEA oraz zostaną wyciągnięte praktyczne wnioski.

EN

The subject of this paper is to make an analysis of advanced autonomous power systems (EPS, PES), including, in particular, to simulate the operation of a model of the power supply system EPS (Electric Power System) basing on the multi-purpose military aircraft F-16 in accordance with the More Electric Aircraft concept (MEA). It should be noted that modern onboard Autonomous Electric Power Systems which include two systems: PES (Power Electronic System) and the Electric Power System (EPS), which will be analyzed in detail later in this paper (model, simulation), are among the most modern systems in the field of onboard power supply of modern aircraft both in civil aviation companies Boeing and Airbus (A-380 and A-350XWB, B-787), as well as military Lockheed Martin (F-22 Raptor) and JSF (Joint Strike Fighter) F-35. On the basis of analysis and simulation made on selected components of the power supply system EPS, will be presented justification for the implementation of the More Electric Aircraft concept for modern aviation will be presented and practical conclusions will be drawn.