CN112758345A - 一种飞机通用化配电***设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空飞行器配电***技术领域，公开了一种飞机通用化配电***设计方法，首先进行方案阶段的用需求统计，获取全机初步的用电需求；进行供电***方案设计，确定供电***采用的电压体制、电源和配电装置的配置；进行详细阶段的用电需求统计并进行负载分配；进行供电***的详细设计；对配电装置进行详细设置；对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计，对配电***的设计值进行校核；最后对每架飞机全生命周期内的用电需求进行管理，从而确保每架飞机的用电需求清晰可控。本发明显著的提高了飞机配电***通用性，降低了飞机使用维护成本，还让设计师能清楚掌握每架飞机的用电设备对配电***的能力需求等。
Description
技术领域
本发明属于航空飞行器配电***技术领域，涉及一种飞机的配电***设计方 法，具体涉及一种飞机通用化配电***设计方法。
背景技术
近年来无人机得到了高速发展，被广泛应用于国防、森林防火、高压线路巡 检、移动通信等各个领域。飞机数量大、用户种类多、用户需求随时在变化的现 实情况，对无人机供电配电***的通用化和模块设计提出了更高的要求。
当前无人机配电***设计较普遍存在下述问题：
1、配电***给用电设备供电的接口缺少通用性。对于无人机，不同批架次 的任务设备不一样，而同一架飞机每次执行飞行任务时所安装的任务也不一样。 如果配电接口的设计缺少通用性，任务设备发生变化均可能引起配电装置更改。
2、配电***内的带载能力没有设计余量。配电***的设计带载能力仅能满 足设计阶段时的用电需求，但是飞机在使用过程中涉及到大量的用电设备变更， 而增加任何一个较大的用电设备都可能导致配电***更改。
3、用电设备对配电***的供电需求未进行有效的管理。按正常的设计流程 每次发生用电设备的增减或用电设备用电量的变化均需要对配电***的带载能 力进行评估。由于缺少有效的用电需求管理，从而导致每次用电设备发生变化设 计人员均需重新评估配电***的能力，耗费设计人员大量的精力。
上述配电***设计问题会增加用户的使用维护成本、降低飞机的完好率，同 也会消耗主机场所、成品配套单位大量的资源。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种飞机通用化配电***设计方法,规范 配电***带载能力设计和用电设备对配电***的供电需求管理，从而有效的避免 或减少因为用电设备变化而引起的配电装置更改和机上线路更改，有效降低飞机 使用成本。
本发明的技术方案是：
一种飞机通用化配电***设计方法，包括以下步骤：
步骤一，进行方案阶段的用需求统计，获取全机初步的用电需求；
步骤二，进行供电***方案设计，确定供电***采用的电压体制、电源和配 电装置的配置；
步骤三，进行详细阶段的用电需求统计并进行负载分配；
步骤四，进行供电***的详细设计；
步骤五，对配电装置进行详细设置；
步骤六，对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计，对配电***的设 计值进行校核；
步骤七，对每架飞机全生命周期内的用电需求进行管理，从而确保每架飞机 的用电需求清晰可控。
进一步的，步骤一中，每个用电设备包含的用电信息至少包括：用电设备名 称、所属子***名称、工作电压类型、额定功率、每个飞行任务阶段的工作时长。
进一步的，步骤三具体包括以下步骤：
a)在方案阶段负载统计的基础上，对用电设备的用电需求进行进一步分析， 从而得到用电设备更准确的用电量、重要程度、以及各飞行阶段更详细的工作状 态；
b)将各个用电设备按重要程度分配到各个配电装置的汇流条内；
c)按汇流条对用电设备的用电功率进行统计，得到配电能力和用电需求分 布图。
进一步的，步骤三的c)步骤中，保存并记录下这些配电能力和用电需求分 布图，不同的供电状态均对应一幅配电能力和用电需求分布图。
进一步的，步骤四具体为：设计每个汇流条的功率大小，然后再给每个用电 设备分配用电接口。
进一步的，步骤五中，配电装置详细设计时遵守的原则为：
1)每个配电装置汇流条的输出能力大于设计阶段统计负载的最大值；
2)在不同供电状态下，所有配电装置汇流条的输出能力应大于相关电源的 供电能力；
3)配电装置上相关供电通道的信息与后端的用电设备无关，可以用于不同 的用电设备，实现通用化；
4)配电装置上设置的任务设备供电接口不仅满足设计阶段任务设备的供电 要求，而且预留了将来飞机上可能新增的任务设备的供电接口。
进一步的，步骤六中，对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计后， 反映到配电能力和用电需求分布图上。
进一步的，步骤七具体为：对每一架飞机都进行用电需求的实时记录，并且 持续飞机的全生命周期。
有益效果：
本发明的设计方法及其设计思想已在多个飞机型号上得到实施，经过多年多 架次飞机持续验证表明：
1、显著的提高了飞机配电***的通用性，极大的减少了因用电设备的变化 而造成的配电***线路更改和配电装置更改，降低了飞机的使用维护成本，为客 户、飞机总体单位以及成品配套单位节省量大量的人力和财力，提高量飞机的使 用率。
2、使设计师能清楚的掌握每架飞机的用电设备对配电***的能力需求、实 测用电需求以及配电接口的使用情况，不但节省了大量的状态清理的时间，也为 安全飞行提供了可靠的保障。
附图说明
图1是本发明实施例的设计方法流程图；
图2是本发明实施例的供电***正常时配电能力和用电需求分布图；
图3是本发明实施例的不同配电构型与配电能力与用电需求分布图的关系。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
一种飞机通用化配电***设计方法，包括以下步骤：
步骤一，进行方案阶段的用需求统计，获取全机初步的用电需求；
步骤二，进行供电***方案设计，确定供电***采用的电压体制、电源和配 电装置的配置；
步骤三，进行详细阶段的用电需求统计并进行负载分配；
步骤四，进行供电***的详细设计；
步骤五，对配电装置进行详细设置；
步骤六，对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计，对配电***的设 计值进行校核；
步骤七，对每架飞机全生命周期内的用电需求进行管理，从而确保每架飞机 的用电需求清晰可控。
步骤一中，每个用电设备包含的用电信息至少包括：用电设备名称、所属子 ***名称、工作电压类型、额定功率、每个飞行任务阶段的工作时长。
步骤三具体包括以下步骤：
a)在方案阶段负载统计的基础上，对用电设备的用电需求进行进一步分析， 从而得到用电设备更准确的用电量、重要程度、以及各飞行阶段更详细的工作状 态；
b)将各个用电设备按重要程度分配到各个配电装置的汇流条内；
c)按汇流条对用电设备的用电功率进行统计，得到配电能力和用电需求分 布图。
步骤三的c)步骤中，保存并记录下这些配电能力和用电需求分布图，不同 的供电状态均对应一幅配电能力和用电需求分布图。
步骤四具体为：设计每个汇流条的功率大小，然后再给每个用电设备分配用 电接口。
步骤五中，配电装置详细设计时遵守的原则为：
1)每个配电装置汇流条的输出能力大于设计阶段统计负载的最大值；
2)在不同供电状态下，所有配电装置汇流条的输出能力应大于相关电源的 供电能力；
3)配电装置上相关供电通道的信息与后端的用电设备无关，可以用于不同 的用电设备，实现通用化；
4)配电装置上设置的任务设备供电接口不仅满足设计阶段任务设备的供电 要求，而且预留了将来飞机上可能新增的任务设备的供电接口。
步骤六中，对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计后，反映到配电 能力和用电需求分布图上。
步骤七具体为：对每一架飞机都进行用电需求的实时记录，并且持续飞机的 全生命周期。
本发明的设计方法原理为：
该技术方案主要包含配电***带载能力设计、全生命周期的用电需求管理以 及配电***带载能力评估三个方面。配电***带载能力设计用于确保电源的能力 能被充分的利用，并避免或减少用电设备变化引起的配电***更改。全生命周期 的用电需求管理和配电***带载能力评估是用于管理和评估配电***的带载能 力是否满足用电设备的用电需求。
1、配电***带载能力设计
在配电***设计阶段，配电***的带载能力除了应满足已知的用电设备的用 电需求外，还应有一定的余量用于满足将来可能增加或发生变化的用电需求，从 而确保将来电源的能力能被充分的利用。
配电***的带载能力包含配电***内部相关功率线路、配电设备的带载能力 以及与用电设备接口的配电装置的带载能力。只有这个两个方面的能力均有合理 的余量，配电***的带载能力才具有余量
2、全生命周期的用电需求管理
通过构型管理在飞机全生命周期内对用电设备的统计用电需求、实测用电需 求进行统计、分析和管理，确保每一架飞机的用电需求在每个使用阶段的清楚可 以查。
根据用电设备的用电需求得出用电设备对配电***功率线路和配电装置能 力的需求。相应的配电***的能力需求也纳入构型管理。
3、配电***带载能力评估
将配电***设计能力和用电设备对配电***能力需求进行对照，可以清楚的 掌握每架飞机配电接口的使用情况，并有效评估每架飞机配电***内部功率线路 是否能满足功率传输要求。
本发明的流程图如图1所示：
a)进行方案阶段的用需求统计，获取全机初步的用电需求。每个用电设备 包含的用电信息至少包含：用电设备名称、所属子***名称、工作电压 类型、额定功率、每个飞行任务阶段的工作时长；
b)进行供电***方案设计，确定供电***采用的电压体制、电源和配电装 置的配置；
c)进行详细阶段的用电需求统计并进行负载分配。该步骤又包含如下实施 步骤：
1)在方案阶段负载统计的基础上，对用电设备的用电需求进行进一步分 析。从而得到用电设备更准确的用电量、重要程度、以及各飞行阶段 更详细的工作状态等。
2)将各个用电设备按重要程度分配到各个配电装置的汇流条内；
3)按汇流条对用电设备的用电功率进行统计，得到配电能力和用电需求 分布图。不同的供电状态均应对应一幅配电能力和用电需求分布图。
图2为供电***正常时配电能力和用电需求分布图。
d)进行供电***的详细设计；
e)对配电装置进行详细设置。配电装置详细设计时间遵守的原则为：
1)每个配电装置汇流条的输出能力大于设计阶段统计负载的最大值；
2)在不同供电状态下，所有配电装置汇流条的输出能力应大于相关电源 的供电能力
3)配电装置上相关供电通道的信息与后端的用电设备无关，可以用于不 同的用电设备，实现通用化；
4)配电装置上设置的任务设备供电接口不仅满足设计阶段任务设备的供 电要求，而且预留了将来飞机上可能新增的任务设备的供电接口。
f)对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计，并反映到配电能力和 用电需求分布图上，对配电***的设计值进行校核；
对每架飞机全生命周期内的用电需求进行管理，从而确保每架飞机的用电需 求清晰可控。图3为采用构型管理后不同配电构型与配电能力与用电需求分布图 的关系图。
Claims (8)
1.一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，进行方案阶段的用需求统计，获取全机初步的用电需求；
步骤二，进行供电***方案设计，确定供电***采用的电压体制、电源和配电装置的配置；
步骤三，进行详细阶段的用电需求统计并进行负载分配；
步骤四，进行供电***的详细设计；
步骤五，对配电装置进行详细设置；
步骤六，对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计，对配电***的设计值进行校核；
步骤七，对每架飞机全生命周期内的用电需求进行管理，从而确保每架飞机的用电需求清晰可控。
2.根据权利要求1所述的一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，所述的步骤一中，每个用电设备包含的用电信息至少包括：用电设备名称、所属子***名称、工作电压类型、额定功率、每个飞行任务阶段的工作时长。
3.根据权利要求1所述的一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，所述的步骤三具体包括以下步骤：
a)在方案阶段负载统计的基础上，对用电设备的用电需求进行进一步分析，从而得到用电设备更准确的用电量、重要程度、以及各飞行阶段更详细的工作状态；
b)将各个用电设备按重要程度分配到各个配电装置的汇流条内；
c)按汇流条对用电设备的用电功率进行统计，得到配电能力和用电需求分布图。
4.根据权利要求3所述的一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，所述的步骤三的c)步骤中，保存并记录下这些配电能力和用电需求分布图，不同的供电状态均对应一幅配电能力和用电需求分布图。
5.根据权利要求1所述的一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：设计每个汇流条的功率大小，然后再给每个用电设备分配用电接口。
6.根据权利要求1所述的一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，所述的步骤五中，配电装置详细设计时遵守的原则为：
1)每个配电装置汇流条的输出能力大于设计阶段统计负载的最大值；
2)在不同供电状态下，所有配电装置汇流条的输出能力应大于相关电源的供电能力；
3)配电装置上相关供电通道的信息与后端的用电设备无关，可以用于不同的用电设备，实现通用化；
4)配电装置上设置的任务设备供电接口不仅满足设计阶段任务设备的供电要求，而且预留了将来飞机上可能新增的任务设备的供电接口。
7.根据权利要求4所述的一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，所述的步骤六中，对用电设备和供电***实测的电流数据进行统计后，反映到配电能力和用电需求分布图上。
8.根据权利要求1所述的一种飞机通用化配电***设计方法，其特征在于，所述的步骤七具体为：对每一架飞机都进行用电需求的实时记录，并且持续飞机的全生命周期。
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