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发电,来源

大多数飞机需要某种形式的电力来操作导航、滑行、着陆、频闪灯、一个或多个COM和NAV无线电、应答器、对讲机和其他你选择的先进电子系统。在老式飞机上,电气系统包括一个电池和一个交流发电机。所有这些都通过几米(大型飞机上的公里/英里)的电线连接起来。

地球上所有的物质都是由分子组成的,而分子基本上是由原子组成的。这些原子是由电子、质子和中子组成的。电是关于自由电子被质子吸引和被其他电子排斥的流动。

飞机过去使用发电机发电,但现代设计使用交流发电机,它更轻,容量更大,可以在较低的转速下产生更多的能量,比好的旧发电机可以。

这一页将是一个有点技术,但为一个良好的理解发电,这将是必要的,你的方式通过工作。



发电

当电流流过导线时,导线周围就会产生一个微小但可检测到的弱磁场。如果导线形成线圈,合成磁场就会集中。这些分开的导线的磁力线就会全部排列在一起,形成一个磁场或通量。

同样的原理反过来也起作用:当一根导线通过磁场时,就会产生电压。形成一个线圈,并通过它旋转一个磁铁,甚至更高的交流电压产生。

飞机发电机

发电的其他形式有:摩擦(静电),热(热电偶与两种不同的金属),压力(压电晶体),光(光/光敏光伏电池)和化学(电池)。它们是按照从这些资源中可获得的可用功率从最低到最高的顺序列出的。

发电机

在发电机中,磁场是由一个固定的永磁体产生的,线圈在磁场中旋转(反之亦然,参见Rotax引擎)。用两个滑环来获取交流电压。如果需要直流电压,则换向器替换滑环。换向器确保相同的极性电压是由刷子在相同的角度位置拾取。这将整流在飞机直流系统中使用的交流电压。

在现实世界中,永磁体是由一个磁场线圈辅助的,这加强了永磁体的磁场,然后发电机被称为自激。这种发电机类型的系统的缺点是,飞机发动机的RPM必须高于1200发电机开始充电电池足够的数量。在滑行和其他低转速的活动中,电池将是主要的电源,保持对安培计和或电压表的注意将是重要的。

交流发电机

飞机交流发电机设备

与发电机相反,交流发电机利用静止线圈中的旋转磁场来发电。这个旋转磁场可以由磁铁提供,但通常使用一个带有铁芯的线圈,因此它被称为电磁铁。

主开关的ALT部分用电池供电给交流发电机的励磁线圈通电,直到交流发电机接通电源。产生的电压是交流的,并由内部二极管整流到一个可用的直流电压。这表明,如果电池在飞行中失效,飞行员会关闭ALT开关,然后重新打开,试图“重置”系统。磁场线圈(电池失效)不能重建磁场,因此交流发电机不会产生任何电力,使飞机长期没有电。

权力在空闲

交流发电机的优点之一是,它产生更多的动力,即使在发动机空转时,它甚至比发电机轻!较轻的重量可以解释,因为在交流发电机内部没有重磁铁。这两种类型都需要一个电压调节器来保持其输出恒定在13,8伏特(或28伏特在那些系统),电流调节是设计在交流发电机,但发电机需要一个外部的一个结合逆流电流保护(二极管)。

劲量锂电池

电池

有两种类型的电池:原电池和二次电池。主电池不能像次电池一样充电。原电池有:锌碳电池、锂电池和碱性电池。二次电池的一些例子有:铅酸、镍镉、金属氢化镍、银锌、锂离子(Li-Ion)、锂聚合物(LiPo)和锂铁磷酸盐(LiFePo4)。这些都是可充电的,但每种化学物质都需要自己的电荷特性,如果你不严格遵循这一点,结果将非常有趣!

锂原电池的一些电气和机械规格(如图中所示:锂-铁-二硫化(life2))载于Energizer的PDF:产品数据表

化学过程

铅酸蓄电池的原理是:在电解液中放置两个不同的电极,它们都是导体。这些化学物质与电极发生反应,电子被吸引到负极,在正极缺乏电子,每个电池产生2.1伏特的电压。12伏的电池由6个电池组成。

NiCad/NiMH电池的每一个电池都有1.2伏特的电压,所以12伏特的型号电池需要10个电池。NiCads是以强碱性电解质为基础的。

锂电池的电池电压在1、5和4伏之间,这取决于电池的化学性质和充电水平。它们寿命长,充电密度高,但价格比普通铅酸电池贵,需要专门的充电器。另一个好处是它们的重量要轻得多!

照片伏打

飞机交流发电机设备

这种设备也被称为太阳能电池,它将任何光源中的光子与电池中的半导体材料碰撞并产生电能。最常见的电池是由多层硅(p-n结)制成,其中一层掺杂硼,另一层掺杂磷。实际使用的太阳能电池的效率约为20 - 25%,单个p-n结电池的物理极限为Shockley-Queisser极限33,7%。这意味着在阳光下的功率(1000 w/m2),当太阳与电池成90°角时,理想情况下可以产生337瓦的最大电量。

在飞行过程中,滑翔机有时会使用太阳能电池板为电池充电(picpistrel Taurus就是一个例子,见图)。由于上述限制,太阳能在电动飞机上的大规模应用(在机翼和机身上的太阳能电池)是不可行的。

再生制动

Pipestrel Allow Alpha Electro和Velis使用这种技术来重新获得用于爬到高度的一些能量。通过此过程,它们将电位(高度)和动力学(速度)能量转换回电池中的化学能。

我们的E6B飞行员工具APP可以准确计算多少能量可以回收到零速度和高度,遵循下一个链接到潜在/动能计算器假设从空速到机械能、电能到化学能的转换过程中没有损失。

记住,你必须扭转这条路径,以利用这储存的能量,再次在推进器的推力。所以最终的效率并不高。例如:如果每一步都是80%的效率,那么最后的效率是26%回到推力。

EAI写的。




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