Как выглядят авиационные электродвигатели, где установлены и как управляются?

Наука и техникаHi-Tech

Гладкая мускулатура самолета – электродвигатели

Иван Варгатый

Огромный самолет стоял на земле уже три месяца. Люди выносили из него старые блоки, вырывали целые жгуты старой проводки и прокладывали новые, аккуратно увязывая их по всем стандартам, а на крыло вешали странные штуки, чем-то похожие на утюги. Непонятно было, взлетит ли бомбардировщик с ними вообще? Он и так отрывается от континента нехотя, полóго, словно брошенный вдоль воды «лягушкой» камень... Но вот его наконец выкатили на вольный воздух летно-испытательной станции, к «утюгам» на крыльях подвесили коробки да подперли концевики пластинами. Началась отработка получившего вторую жизнь ракетного комплекса.

В седьмом отсеке на разные голоса гудят блоки, крутятся катушки самописцев, следящих за каждым шагом комплекса… Взвыла уже в который раз АЭГУ, по индикатору побежали красные цифры, несколько секунд – и точки вместо цифр сложились в лаконичную надпись: «Задан выполнено». К016, пусть пока и виртуально, послал в полет четырнадцать ракет. Если бы у него были руки, он бы откинулся на спинку кресла и гордо сложил их за головой. Но за него это сделал довольный инженер, сидящий в кресле штурмана корабля, а стоящий рядом инженер эскадрильи крикнул в люк техникам:

– Ну все, снимайте пэ-пятые и пластинки, поехали предполетную, ставим вылет на пятнадцать!

И завертелся привычный ритуал. Техники мигом растащили стремянки, мотористы взялись открывать капоты двигателей и снимать заглушки, вооруженцы снимали контрольную аппаратуру с катапультных устройств, АОшники вместо заглушек поочередно ставили на приемники скорости шланг «шарманки» КПУ-3 и давали давление, проверяя приборы. Планеристы, осмотрев оперение и дав сделать свои дела вооруженцам, переходили на крыло. Из кабины раздалось:

– От закрылков!

– Есть от закрылков! – ответило эхо из-под крыла.

Хлопнули муфты – и с нарастающим тихим воем привода из крыла начали выползать плоские коробки закрылков. Двадцатипятилетний бомбардировщик готовился лечь ими на родной поволжский воздух: здесь он родился, здесь и летает!

На первых самолетах единственные электрические потребители – свечи зажигания – питались от магнето. Но вот на приборной доске появился электроуказатель поворота (ЭУП), он же «пионер», позже на крыле – закрылки, все это требовало электроприводов разной мощности. Для их питания пришлось установить генератор, порой даже без аккумулятора. Потом число приборов начало расти со страшной скоростью: появились радиостанции, электростартеры двигателей, вспомогательные электроприводы в системах самолета – топливной, кондиционирования и других. Даже в высотомерах (по сути, барометрах) стрелка стала приводиться не напрямую от анероида, а от электродвигателя, разгрузившего чувствительный анероид. Уже к 1950-м годам жгуты проводов на авиатехнике стали толщиной даже не в руку, а в ногу, и изрядная доля проводов в этих жгутах «иннервирует» именно электропривод.

Приборная доска командира Ту-95МС: 1–4 – чисто механические приборы, 5–14 – электромеханические. 1 – часы АЧС-1, 2 – указатель скорости КУС, 3 – вариометр ВАР-30, 4 – высотомер ВМ-15, 5 – электроуказатель поворота ЭУП, 6 – основной авиагоризонт ПКП, 7 – планово-навигационный прибор ПНП, 8 – высотомер УВО, 9 – резервный авиагоризонт АГР, 10 – дальномер ИДР, 11 – переключатель триммера руля высоты, 12 – указатель скорости УСВП, 13 – указатель числа Маха УМ, 14 – указатель угла атаки и перегрузки УАП.

Конечно же, поначалу инженеры-авиастроители обратились к привычным коллекторным электромашинам постоянного тока: они устойчивы к перепадам напряжения, могут питаться от аккумуляторов. К 1940-м годам в мире прочно установился стандарт бортового напряжения постоянного тока 27 вольт, но некоторые системы обязаны сохранять работоспособность при просадке чуть ли не вдвое, имеются даже специальные серии аппаратов (реле и др.), гарантированно работающих при 14 вольтах. Естественно, ток надо не только подать, но и преобразовать в механическую работу – тут и нужен двигатель, неразборчивый в напряжении питания, который все равно будет работать, пусть и с потерей оборотов. Асинхронные двигатели (АД), как рассказано в предыдущем номере (статья «Сила – в музыке транзисторов»), такой устойчивостью похвастаться не могут.

Однако и им нашлось широкое применение: когда счет моторам на борту пошел на сотни, стало ясно, что техобслуживание такой армии будет отнимать массу времени и средств, тут и настал час асинхронных двигателей. Первым делом они заняли место коллекторных там, где нужна работа в течение всего полета, а обслуживание ввиду плотной компоновки крайне затруднено – в приборах. Ротору гироскопа ЭУПа или авиагоризонта нужно вращаться со скоростью в десятки тысяч оборотов в минуту, износ щеток и коллектора двигателя постоянного тока при таких оборотах огромен. Гироскоп же с асинхронным двигателем зачастую не требует обслуживания в течение всего срока службы.

Пришлись ко двору АД и в топливных насосах. Насос с коллекторным двигателем (КД) выполняется либо сальниковым – в этом случае всегда есть проблема уплотнения и дренирования утечек, либо погружным – тут уже на арену выходят загрязнение топлива продуктами износа и опасность взрыва из-за искр при появлении в насосе паров топлива с воздухом. Погружной же асинхронный насос лишен всех этих недостатков. Правда, обороты КД, а с ними и производительность насоса, можно легко регулировать, с асинхронным куда сложнее. Но и в случае с ним есть несложные методы управления помимо применения частотного преобразователя либо фазного ротора, о них ниже.

Итак, как конкретно выглядят авиационные электродвигатели, где установлены и как управляются? И какие генераторы их питают?

Самое романтичное, что происходит на земле, – запуск двигателей. Кто не слышал о команде «От винта!», означающей, что надо покинуть опасную зону воздушного винта? Мощные газотурбинные двигатели (ГТД) почти всегда оснащены газотурбинным же либо воздушным турбостартером, но у двигателей мощностью до 2–3 мегаватт запуск, как правило, электрический. На поршневых двигателях встречается пневмозапуск, но чаще всего – привычный электрический. На легендарном Ан-2 для запуска 9-цилиндрового звездообразного двигателя АШ-62ИР стоит РИМ – редукторно-инерционный механизм. Электродвигатель не соединяется напрямую с коленчатым валом двигателя, как в автомобильном двигателе: на прямой проворот не хватит мощности аккумулятора. От электродвигателя раскручивается маховик, а уже от него при включении муфты сцепления раскручивается коленвал.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От редакции От редакции

Журнал «Наука и техника» приветствует своих читателей!

Наука и техника
Весна в облигациях Весна в облигациях

Бизнес не намерен снижать программы по капитальным инвестициям

Ведомости
Омнимодальность — главный тренд в сфере ИИ Омнимодальность — главный тренд в сфере ИИ

Как формируется новая культура потребления

Эксперт
Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса Химики воспроизвели межзвездный синтез всех молекул цикла Кребса

Химики в лаборатории синтезировали весь набор карбоновых кислот из цикла Кребса

N+1
«Никита Пустосвят. Спор о вере» «Никита Пустосвят. Спор о вере»

Знаменитая картина Василия Перова, посвященная расправе со старообрядцами

Дилетант
Топливный фронт Топливный фронт

Как советская нефтяная промышленность приближала победу

Эксперт
Москва и коллекционеры Москва и коллекционеры

Москва в последние годы закрепила за собой статус главной площадки арт-рынка

Ведомости
«Впервые играю героя, переполненного любовью» «Впервые играю героя, переполненного любовью»

Андрей Максимов — о Маяковском, театре и байопике «Лиля»

OK!
Библиотекам подключат рекомендации Библиотекам подключат рекомендации

Как помочь библиотекам выявлять нарушающие законы издания?

Ведомости
Жизнь без конца Жизнь без конца

Как секс делает нас бессмертными

Men Today
Весенняя аллергия Весенняя аллергия

Какие сюрпризы может преподносить аллергия

Здоровье
Изобретая наследие Изобретая наследие

Как экономика впечатлений меняет российские города

Эксперт
«Мы можем подобрать рекламные механики для любого бизнеса» «Мы можем подобрать рекламные механики для любого бизнеса»

Дмитрий Константин о том, как создать эффективную рекламную платформу

Деньги
«Я везде ищу сценарии» «Я везде ищу сценарии»

Александр Петров о том, как ему работалось над образом почтаря

Weekend
Алексей Гореславский: Контент не кирпич, который просто лежит на платформе Алексей Гореславский: Контент не кирпич, который просто лежит на платформе

ИРИ – организация, которая поддерживает производство онлайн-контента

Ведомости
Петр Ануров: Это волнующе и рискованно Петр Ануров: Это волнующе и рискованно

Как продюсер Петр Ануров выбирает проекты и собирает звёздные составы

Ведомости
«Отсутствие масштабных идей сдерживает приток инвестиций» «Отсутствие масштабных идей сдерживает приток инвестиций»

На чьи деньги стоит рассчитывать российским стартапам

Эксперт
Топ-5 самых странных игровых консолей в истории — от 1970-х до 2020-х Топ-5 самых странных игровых консолей в истории — от 1970-х до 2020-х

Самые необычные игровые консоли

CHIP
Сколько лет на самом деле было героям всем известных книг Сколько лет на самом деле было героям всем известных книг

В каком возрасте герои ощутили на себе все трудности жизни

Maxim
Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток Паразит из юрского периода подтвердил происхождение скребней от коловраток

Как находка палеонтологов определила систематическое положение скребней

N+1
В древнем левантийском поселении изготавливали пурпур на протяжении 500 лет В древнем левантийском поселении изготавливали пурпур на протяжении 500 лет

В Тель-Шикмоне примерно 500 лет находился крупный центр по производству пурпура

N+1
Лестница в небо Лестница в небо

Как помочь новому поколению найти свое место в нашем безумном мире

Men Today
10 неожиданных вопросов Эльдару Хакимову 10 неожиданных вопросов Эльдару Хакимову

Эльдар Хакимов о том, зачем он говорит с домовым и чем плохи затянувшиеся ужины

VOICE
Оборона в глубоком тылу Оборона в глубоком тылу

Какие экономические решения сделали СССР страной-победителем

Эксперт
3 бизнес-ошибки основателя фастфуд-сети Mary Wong 3 бизнес-ошибки основателя фастфуд-сети Mary Wong

Основатель Mary Wong — о шишках, которые набил в процессе развития фастфуд-сети

Inc.
5 лучших ролей Криспина Гловера 5 лучших ролей Криспина Гловера

4 фильма, где сыграл замечательный актер Криспин Гловер. Смотрим и вспоминаем!

Maxim
В одной упряжке В одной упряжке

Нарты и собаки: как романтика каюров стала частью туризма

Отдых в России
Какую одежду с этикеткой «стирка запрещена» можно стирать дома: мнение экспертов Какую одежду с этикеткой «стирка запрещена» можно стирать дома: мнение экспертов

Какие вещи можно привести в порядок дома, а какую лучше доверить профессионалам

VOICE
Как первая женщина-министр в США Фрэнсис Перкинс изменила условия труда в Америке Как первая женщина-министр в США Фрэнсис Перкинс изменила условия труда в Америке

Как Фрэнсис Перкинс удалось стать первой женщиной-министром в Америке

Forbes
Самый красивый кулич – у меня Самый красивый кулич – у меня

Как украсить кулич, чтобы он стал настоящим шедевром на праздничном столе?

Лиза
Открыть в приложении