高森焱1 秦浩研2 蒋耀苇2
1.塔里木大学 2.长春大学机械与车辆工程学院
1电气负载管理电路组成和主要功能
1.1供电系统
供电系统控制是作用在飞机一系列运动状态对重要设备的的控制和观察，尤其是在起飞和降落中。在飞机供电系统运作，配电系统也会同步进行。飞机供电系统的发展是从1950年使用的115VAC窄变频，到1960年的115VAC 400HZ恒频与恒频并联，1980年电气负载管理系统及多重备用发电机，1990年115VAC宽变频，到2000年230VAC变频。
如今多数飞机采用了变频电源，其优点在于使用中的稳定和检修中的易于维护，目前多数新一代飞机均采用此技术，例如B787。但在应用此技术的前提，需要分析变频系统中高频对于整体系统的影响。由于恒功率的特性，在供电系统稳定能力还有供电质量有相应的关系。另外也会让飞机上的DC/DC转换器的各种性能受到不同程度的影响。高压直流供电系统便是追求少重量、不断供电的需求中研发出来。此系统解决了交流电源难以不间断供电的短板，同时提高了抗击高压的能力
1.2配电系统和配电方式
1.2.1远程配电
尽管已经不需要沿袭常规配电的设计思路，配电线缆的重量不需要再考虑，驾驶舱里的断路器线缆需要的信号线却衍生出别的问题，其长度和数量远大于常规配电系统，仍需手动操作使得飞行员的工作量未能再精简，系统需要大量的断路器使得配电效率低下同时断路器的特性成为了该配电系统的局限，导致更加复杂和灵活的应用遭到了限制。目前多数大中型飞机使用
1.2.2自动配电
自动配电系统采用了计算机和固态功能的控制技术，飞机的电气负载自动管理由飞行阶段和电源系统来决定。自动配电系统的改进在于汇流条上不再直接连接电气负载，而是使用了固态功率控制器接受飞行任务发配数据指令并执行过载保护和电气负载的开关。在整个系统中，SSPC是主要的部件，是最重要的基础。相比常规配电和远程配电系统，大大减少了配电线的重量和数量，同时采用独立控制信号线，保证了效率的提高和集成度的完整。
1.3电气负载管理的发展和主要功能
电气负载管理是航空电子综合系统的一个组成要素，是供电系统的一个单元。同时，电气负载管理的发展促进了电子综合系统的研究。根据多年的研发经历，电气负载系统包括了常规式、集中分布式、和分布式这几个变化。在下一代的电气负载管理系统的主题将会是综合化，并以此作为发展基础进行开发和设计，同时在对电子信息的接受和反馈中，也应当以综合化作为目标，将系统进行多方面发展。
早期的飞机仅能使用发动机来作为简单的主要用电设备，而当时的蓄电池则作为常用的供电源。电气系统在莱特兄弟所在的年代时还未被使用。由于第二次世界大战对飞机的需求，以及现代战争科技的变革，飞机作为一种使用工具和武器所要求的条件越来越多，任务越来越难，电气设备作为辅助装备需要具备针对性和普及型。如今电气系统在战争中已经上升到举足轻重的地位：小则雷达、发动机控制，大则火力控制引领的电子战争。在其他辅助装备发展的同时，电气系统的升级要求与日俱增，这使得其设计难度到达了一定的程度，如何保证供电要求大，又能不减少其质量是当今电气系统的追求。
当前的飞机多数是采用了电气负载管理系统，需要在高压，低气压和具有温差等恶劣的情况下，克服一系列及机械问题。飞机电气系统保证了飞机的正常运作。这需要电气系统的合理设计和正确的材料使用，特别是机载设备的配置。因此为了保证航行的安全，飞机电子系统需要的开发成本和维修条件需要十分复杂和艰难。
一般飞机使用的是通用电气系统，也有一些电气系统是特殊机型的专属。电源系统主要用于电能的供给和调控，分配并管理电能的工作则是配电系统。飞机的负载功能主要包括很多方面，其中飞机内部保障高空中的生命安全、飞机稳定的操作、发动机正常的运转、飞机内部电子设备的工作。外部则是信号灯和照明设备，在低温度下对飞机表面进行除冰和温度保持。飞机上的供电系统的要求要远高于地面，原因是在航行中遇到的故障和问题需要可靠的处理，常用的方法有：应急电源和负载管理。
在科技的发展中，飞机的供电系统引用了许多新技术，其中包括应用容错供电方案还有分布式配电以及其他高端技术。电气负载管理系统仍需要许多改进和创新，为了让未来的飞机能够轻易做到多种非正常动作，需要对供电系统的连续性、稳定性多加研究。同时，在飞机出现非正常现象时，能够继续对负载供电，在此基础上飞机的应用程序也在不断完善，这也需要供电系统的同步更新。目前科研人员正在研究的专用飞机发电系统也称之为多电飞机，正是在电力系统的革新下，逐渐取代液压、气压以及机械系统，从而补齐其他系统的短板，进一步加强飞机性能的稳定性，除了能够承受内部的故障之外，飞机在战斗受损中也能提高生存能力。
2.C919电气系统的应用
C919是国内拥有着国内目前能最大程度贴近国际标准，同时以自主研发为中心的一架大型民用客机。这是我国在近代的第一台拥有和先进国家对标的飞机，也是在国际航线中的起步。
C919的电机系统和配置的构成占整体设备中的一部分，其供电设备为整架飞机提供了直流和交流电，负载占比最大的功能是用于减少低温情况下机翼着冰的影响，同时能够将其保持在一定的温度。飞机内部的用电、灯光设备也是用的交流和直流电。
C919拥有两种性质的电流供给，为了避免供电系统因故障导致的失灵，飞机的自身也能够在为供电作业进行相应的协助来保证飞行任务的正常执行，其具有高效、体积小等特点。在设计飞机供电的时候，用了3种不同的方案：
（1）全机配置了两大发动机，在正常飞行下，两个发动机的效率都保持在远低于最高水准，这样的做法是能够在节省负荷造成的影响的同时，也能另外一台的启动速度不低于故障的出现速度。两个发动机都具有当另外一台故障时，也能带动整部飞机用电。
（2）在飞机的机尾上，还装载了一个辅助用的发动机，当飞机上的两个主要发动机失灵时，将要为整部飞机的部分航行任务负责，不仅要对飞机的电能做工，保证机舱内气压稳定，还要对航行的负载进行推进。该辅助发动机还能在地面减少其他发动机的工作量，为起飞的动作进行额外的做功。在航行即将结束时，则关闭机体的主要发动机，仅依靠辅助发动机进行供能。
（3）飞机上还安装了变流器，在给飞机上的用电设备输电的同时，还能为飞机上的电池充能。飞机上的电池主要是用来给发动机起步，还提高了飞机电压的稳定性。在主发电机和辅助发电机都出现失灵状况时，蓄电池可以为一些必须的用电设备和指向盘供电。
3.总结
航空产业拥有一个很大的市场环境，它的科研和技术性很强，而且所在的领域有很大的发展潜力，被许多投资者所看好。各个国家对于这个产业的底蕴各具特色，能否在国际上技术脱颖而出，是一个国家的能力的综合体现。该产业所需要的大量的研发资金和优秀人才需要经济和人才市场调控。多电飞机是下一代飞机的目标。为了提高战斗机的综合战斗能力，需要在为机体各种仪器上追加最新科技。不但能够提高续航，还能在电子相关战争中实力大增。为了使飞机的稳定性能和免伤能力得到进一步提升。航空科技的发展尤为重要，因此越具备科研能力，则在航空事业中拥有更多的进步空间。
参考文献
[1]孙雨. 多电飞机电气负载特性研究[D].南京航空航天大学,2016.
[2]李泽明. 基于DSP的卷取机负载模拟系统的研究与设计[D].辽宁科技大学,2016.