Instalatii si Echipamente de Bord

AIEB

avionul Airbus A310-200

1. Introducere

In primele luni ale anului 1978, Boeing a anuntat o propunere de dezvoltare a unei noi familii de avioane comerciale cu tehnologie avansata, carora li s-au dat denumirea de Model 757, 767, respectiv 777.

Se intentiona ca modelul 757 scurt/mediu curier sa difere considerabil de celelalte doua, fiind bazat pe fuselajul de Boeing 727. Doua noi motoare cu dubluflux si o aripa cu tehnologie avansata, cu un unghi de sageata mai mic decat la 727, urmau sa imbunatateasca performantele aparatului.

Fig. 1.1 - Boeing B757 apartinand companiei American Airlines

Pe 31 august 1978 Eastern Airlines si British Airways au anuntat intentia de a achizitiona 21 respectiv 19 aparate Model 757, primii urmand a mai cumpara 24 de bucati, in timp ce British Airways intentiona sa mai cumpere inca 18. Dupa semnarea precontractului cu cele doua companii aeriene la inceputul anului 1979, Boeing a anuntat pe 23 martie 1979 initierea productiei de serie a modelului 757.

Primul aparat, inmatriculat N 757A a efectuat primul zbor pe 19 februarie 1982. Acesta, impreuna cu urmatoarele patru aparate fabricate, a fost folosit pentru programul de certificare, acesta finalizandu-se cu certificarea F.A.A. la 21 decembrie 1982 si cea britanica a C.A.A. la 14 februarie 1983. Livrarile catre Eastern Airlines au inceput la 22 decembrie 1982 si 25 ianuarie 1983. Eastern Airlines a inaugurat serviciile comerciale la 1 ianuarie 1983. Avioanele pentru cele doua linii aeriene au fost denumite Model 757-200 si au fost echipate initial cu doua motoare turbofan Rolls-Royce 535 C cu tractiunea de 166,4 kN (37400 lbst) fiecare. A fost prima data cand Boeing lansa un avion de pasageri echipat cu motoare de alta provenienta decat cea americana. Primul 757 cu motorizare Pratt & Whitney 2037 a zburat prima data pe 14 martie 1984; a fost certificat in octombrie iar livrarile catre Delta au inceput pe 5 noiembrie 1984. Primul 757 cu motoare imbunatatite Rolls-Royce 535 E4 a fost livrat catre Eastern Airlines la 10 octombrie 1984. Cu motorizare 535C, 757-200 putea zbura cu 53% mai mult pe kg de combustibil decat avioanele mediu curier dinaintea lui.

Cu motoare 535 E4 si PW 2037 avantajul este de 76%. Este disponibila de asemenea o varianta pentru zboruri particulare (pentru corporatii, transport VIP, transporturi oficiale), denumita Corporate 77-52, ca si o varianta cu distanta de zbor extinsa. Primul model de acest fel a fost livrat in mai 1986 catre Royal Brunei Airlines.

Testele la oboseala echivalente cu 100001 zboruri pentru o durata de serviciu de 40 de ani, au fost terminate pe o structura de 757 in marime naturala la inceputul anului 1984.

Pana la data de 22 octombrie 1985 comenzile ferme erau in numar de 162 de aparate; livrarile totalizau 65 de bucati pana la 1 iulie 1985.

Boeing a anuntat in ianuarie 1986 productia unei versiuni cargo a lui 757-200 PF (Package Freighter). Acest aparat avea o usa laterala de mari dimensiuni pentru marfa in fuselajul anterior, o singura usa pentru echipaj si un interior fara hublouri care putea transporta 15 paleti standard de 2,24x3,18 m/88x125 in).

United Parcel Service a comandat 20 de aparate Model 757-200 PF propulsate de motoare PW 2040.

Primul 757-200 PF a fost certificat pe 3 septembrie 1987 si livrat in aceeasi zi catre UPS. Alte sapte au fost livrate pana la 30 iulie 1988.

In februarie 1986 Boeing a lansat versiunea Model 757-200 M combi, care, spre deosebire de 757-200 PF pastreaza toate hublourile si usile din cabina pasagerilor, dar are o configuratie mixta pasageri/cargo cu o usa pentru marfuri de 3,40x2,18 m (134x86 in) cu deschidere pe partea stanga a fuselajului anterior.

757-200 M poate transporta pana la 3 containere de marfa de 2,24x2,74 m (88x108 in) si 150 de pasageri.

Royal Nepal Airlines a fost prima companie care a comandat modelul combi, mai precis un singur aparat care a zburat prima data la 15 iulie 1988 si urma sa fie livrat in luna septembrie a aceluiasi an.

In ianuarie 1987 Boeing 757 cu motoare RR 535 E4 a obtinut aprobarea F.A.A. pentru zboruri pe distante extinse, pe deasupra apei sau a terenurilor nepopulate. De asemenea a fost obtinuta certificarea F.A.A. pentru operarea comerciala a sistemului de ghidare si detectie a gradientului vertical al vantului pe 757, in luna urmatoare.

Pe 8 aprilie 1988, un Boeing 757-200 la livrarea pentru Air Europe a stabilit recordul de distanta pentru acest tip de aparat, zburand 9244 km(4988 mile marine, 5744 mile terestre) de la Seattle la Palma de Mallorca in 10 ore si 20 minute. Pana la 30 iunie 1988 existau 358 de comenzi ferme, dintre care fusesera livrate 181 aparate.

Boeing 757 pastreaza aceeasi sectiune transversala a fuselajului de la familia 707/727/737. Proiectul original prevedea o configuratie cu ampenajul in T, dar ca rezultat al testelor de tunel s-a decis montarea ampenajului orizontal pe fuselaj.

Descrierea aparatului

Tip: avion de transport scurt/mediu curier biturbofan.

Structura:

a) Aripa joasa monoplana in consola, cu sectiunea speciala Boeing. Diedru 5^o, incidenta 3^o12', unghi de sageata sfert de coada 25^o. Structura in cheson cu doua lonjeroane rezistente, complet din aluminiu, fabricata de Boeing, cu nervuri incastrate in lonjeron, produse de Hawker de Havilland (Australia). Sectiunea centrala continua prin fuselaj. Eleroanele interne pentru orice viteza si flapsuri cu dubla fanta interne si externe la bordul de fuga. Flapsurile interne fabricate de Shorts (Irlanda de Nord), flapsurile externe fabricate de CASA (Spania). Voleti de bord de atac pentru hipersustentatie pe toata lungimea aripii in cinci sectiuni pe fiecare aripa, fabricate de Boeing Renton; bord de atac fix; Boeing Helicopters. Cinci spoilere de zbor si unul de sol la extrados in fata flapsurilor, fabricate de Grumman.

Controlul lateral este asigurat de eleroane plus spoilerele de zbor care opereaza diferential. Actionate colectiv, spoilerele functioneaza ca frane aerodinamice. Structuri fagure, compozite si laminate din grafit sunt folosite pe scara larga in constructia eleroanelor, flapsurilor si spoilerelor.

Degivraj termic al bordului de fuga. Carenaje aripa-fuselaj si pentru glisiera flapsurilor din grafit/kevlar, fabricate de Heath Tecna. Capetele de plan sunt fabricate de Schweizer.

b) Fuselaj - semimonococa complet metalic rezistent cu sectiunea transversala bazata pe doua arce de cerc de raze diferite, cel mai mare deasupra, si racordate intr-o forma ovala fix conturata. Cabina de pilotaj, fabricata de Boeing Military Airplanes la Wichita, sectorul principal al cabinei de Boeing Renton, extremitatea fuselajului posterior de LTV.

c) Ampenajele - stabilizatoare cu chesoane de torsiune pe intreaga anvergura din aliaj usor conventional, atasata in punctele de pivotare. Deriva cuprinde un cheson de torsiune cu trei lonjeroane din aliaj usor bicelular atasat de fuselaj. Profundoare si directie pe lonjeroane si nervuri din structura fagure si laminate, cu invelis din structura fagure si grafit/epoxi. Deriva si stabilizatorul fix fabricate de LTV, directia si profundoarele din grafit de Boeing.

Trenul de aterizare - triciclu escamotabil, fabricat de Monaseo. Fiecare jamba principala are un boghiu cu patru roti cu frane de carbon pneuri Dunlop. Jamba de bot cu doua roti, de asemenea cu pneuri Dunlop. Toate trapele trenului de aterizare sunt din grafit/kevlar.

Instalatia de forta - doua motoare turbofan (Rolls-Royce 535C cu tractiunea de 166,4 kN (37400 lbst) fiecare sau Pratt & Whitney PW 2037 de 170 kN (38200 lbst) fiecare sau Rolls-Royce 535 E4 de 178,4 kN (40000 lbst) fiecare sau Pratt & Whitney PW 2040 de 185,5 kN (41700 lbst) fiecare, montate in gondole sub aripa. Grinzile de sustinere a motoarelor fabricate de Rohr Industries. Capacitatea rezervoarelor de combustibil 42597 litri (11252 galoane US, 9370 galoane imperiale).

Amenajare interioara - echipaj de doi oameni in cabina de comanda, cu optional un al treilea observator, cinci pana la sapte insotitoare de bord. Noua configuratii standard pentru 178, 186, 202, 208 pasageri in varianta mixta clasa 1/ clasa turist si 214, 220, 223, 224 sau 239 pasageri numai clasa turist. Compartimentul cargo are trapa pe partea dreapta.

Instalatii - sistem de conditionare AiResearch. Sistem de control al tractiunii General Electric. Pompe hidraulice Spery-Vickers actionate de motoare; patru pompe electrohidraulice Abex. Sistem hidraulic cu rezervoare independente. Sistem de generatoare electrice Sunstroud cu turbina cu aer si APU Garett GTCP 331-200.

Avionica - pilot automat director de zbor AFDS Collins ECS-700. Sistem electronic de zbor instrumental EFIS-700.

Fig. 1.2 - Cockpit-ul B757

Sistem EICAS pentru monitorizarea motoarelor si avertizare. Sistem radiomagnetic de indicare a distantei RMI-7433. Sistem inertial de referinta (IRS) Honeywell, cu giroscoape laser, pentru indicarea pozitiei, vitezei si altitudinii la display-urile din cabina si transmiterea informatiilor la sistemul computerizat de management al zborului FMCS. Avioanele pentru British Airways si Monarh Airlines cu avionica Bendix ARINC 700 ce include radar meteo color si sapte sisteme digitale de comunicatii, navigatie si identificare.

Dimensiuni si greutati (cu motorizare RR 535 E4 si 186 pasageri)

anvergura aripii: 38,05 m;

coarda - la incastrare: 8,2 m;

la cap de plan: 1,73 m;

lungimea - totala: 47,32 m;

fuselaj: 46,96 m;

inaltimea: 13,56 m;

anvergura stabilizator: 15,21 m;

ecartament: 7,32 m;

baza trenului: 18,29 m;

suprafata aripii: 185,25 m;

greutati - la operare, gol: 55180 kg;

maxima la decolare, gol - pentru distante medii: 104325 kg;

- pentru distante lungi: 113395 kg;

maxima fara combustibil: 83460 kg;

Performante (cu motorizare RR si 186 pasageri):

viteza - maxima: 0,86 Mach;

- de croaziera: 0,8 Mach;

distanta de zbor maxima: 7408 km;

plafon de croaziera: 11878 km.

Calculul surselor electrice instalate

Sursele electrice de bord sunt acelea care asigura energia electrica necesara functionarii instalatiei electrice de bord. Pentru a putea determina aceste surse electrice este necesar un calcul al puterii electrice totale instalate. Acest calcul se face folosind tabelele 2.1 si 2.2 in care sunt prezentati majoritatea consumatorilor de energie electrica de la bord, respectiv numarul, tipul si regimul de functionare al lor.

In functie de regimul de functionare, consumatorii pot fi:

cu regim permanent de functionare (P) - aceia care consuma energie din reteaua electrica in toate fazele zborului;

cu regim de scurta durata (SD) - aceia care functioneaza o perioada scurta de timp in raport cu timpul necesar misiunii;

cu functionare de lunga durata (LD) - aceia care functioneaza un timp de cateva ori mai mare decat cei de scurta durata.

Pentru determinarea puterii instalate la bord este necesar a se determina timpul de functionare a consumatorilor, in ipoteza de functionare normala si in regim stabilizat. Astfel, misiunea de zbor este impartita in etape de zbor cu o durata determinata, in decursul carora functioneaza echipamente specifice. Putem considera ca aceste etape sunt:

pregatirea pentru zbor - aeronava este la locul de parcare pe aerodrom si sistemul electroenergetic de bord este functional. Durata acestei etape este aproximativ de 5% din durata maxima de zbor, pentru avionul B757 fiind de 15 min. Pentru regimul de lunga durata se considera un timp de functionare de 5% din regimul P, iar pentru regimul de scurta durata - 0,8% din P.

rularea - in cadrul acestei etape se considera ca aeronava este gata sa-si indeplineasca misiunea, face etapa de taxi pana la punctul de start pentru alinierea la decolare. Etapa dureaza cam 3% din durata maxima de zbor.

decolarea - este etapa din misiunea de zbor in care aeronava de la punctul de start, cu franele puse i se pun motoarele in plin si la permisiunea turnului de control incepe accelerarea pe pista de decolare in vederea desprinderii de la sol. Durata este de 1% din durata maxima de zbor.

urcarea la plafon - cuprinde etapa de urcare a aeronavei de la desprinderea de la sol, pana la inaltimea la care se face zborul de croaziera, respectiv zborul in conditii economice pentru avioanele de transport sau de pasageri, si zborul in deplina siguranta pentru avioanele militare. Durata acesteia este de 5% din timpul maxim de zbor.

zborul de croaziera - se considera un zbor uniform la o altitudine aleasa, dar constanta, functie de misiunea si tipul aeronavei. Aceasta etapa dureaza cel mai mult respectiv 78% din durata maxima de zbor.

coborarea - etapa ce cuprinde un dialog cu turnul de control, inscrierea avionului pe panta de coborare si aducerea aeronavei la un nivel intermediar de zbor, de unde incepe aterizarea. Durata acestei etape este de aproximativ 4% din durata totala de zbor.

aterizarea - cuprinde procedurile de aterizare si se termina cand aeronava atinge cu trenul de aterizare solul. Aceasta etapa dureaza aproximativ 1% din timpul maxim de zbor.

rularea - operatie ce cuprinde parcurgerea pistei de aterizare, franarea avionului, etapa de taxi, parcarea si oprirea motoarelor. Operatia se executa in 3% din timpul total de zbor.

Astfel determinati timpii corespunzatori fiecarei etape de zbor si apartenenta consumatorilor la grupele functionale se construieste tabloul puterilor consumatorilor (tabelele 2.1 si 2.2).

2.1 Determinarea puterii surselor secundare de energie

Sursa primara de energie (generatorul) a avionului B757 fiind de c.a., sursa secundara de energie este de c.c. Aceasta se calculeaza folosind metoda valorii medie ponderate cu timpul (V.M.P.). In acest caz, relatia de calcul a puterii este:

. (2.1)

Daca pe intervalul sarcina i are puterea constanta (), atunci puterea medie se mai poate scrie:

, (2.2)

unde este puterea unui consumator de c.c. din tabelul 2.1, iar este timpul de functionare a respectivului consumator. Se presupune ca:

, (2.3)

fiind timpul maxim de zbor al aeronavei.

Folosind puterea medie consumata de receptorii de c.c. se determina puterea unui BTR:

, (2.4)

unde este puterea unui BTR, este randamentul BTR-ului si are valoarea cuprinsa intre 0,7 si 0,8, iar este numarul de BTR-uri folosite. Pentru calcul am folosit valoarea randamentului unui BTR de . Numarul de BTR-uri ale avionului B757 este de . Din calcul (vezi tabelul 2.1) rezulta valoarea puterii unui BTR ca fiind:

. (2.5)

Cum , se calculeaza puterea aparenta echivalenta in c.a. a consumatorilor de c.c. cu relatia:

, (2.6)

rezultand

.

Cu ajutorul tabloului puterilor consumatorilor de c.c. (tabelul 2.1), respectiv cu puterea totala a consumatorilor corespunzatoare fiecarui regim de functionare si fiecarei etape de zbor, se traseaza graficul de sarcina normala a consumatorilor de c.c. (fig. 2.1).

Fig. 2.1 - Graficul de sarcina normala a consumatorilor de c.c.

2.1 Determinarea puterii surselor primare de energie

Folosind tabloul consumatorilor de c.a. (tabelul 2.2) se calculeaza puterea medie activa consumata, cu ajutorul valorii medii ponderate:

, (2.7)

unde este puterea activa a unui consumator de c.a. din tabloul consumatorilor, iar este timpul de functionare a respectivului consumator. Daca se presupune ca:

, (2.8)

unde este timpul maxim de zbor al aeronavei, puterea medie activa se determina cu relatia:

. (2.9)

Puterea reactiva este:

, (2.10)

iar puterea medie aparenta este:

. (2.11)

Din calcul (tabelul 2.2) rezulta puterea medie aparenta totala ca fiind:

. (2.12)

Din catalog se alege puterea celor doua generatoare de c.a. ale avionului B757 imediat superioara valorii medii gasite (,), si anume:

. (2.13)

Cu ajutorul tabloului puterilor consumatorilor de c.a. (tabelul 2.2), respectiv cu puterea activa totala a consumatorilor corespunzatoare fiecarui regim de functionare si fiecarei etape de zbor, se traseaza graficul de sarcina normala a consumatorilor de c.a. (fig. 2.2).

Fig. 2.2 - Graficul de sarcina normala a consumatorilor de c.a.

2.1 Determinarea puterii surselor auxiliare si de avarie

Pentru a se asigura o siguranta maxima in exploatare, toate sistemele imbarcate pe aeronava sunt cel putin dublate. Conform acestui principiu si sursele de energie sunt triplate. Sursa principala de energie o constituie generatoarele montate pe motoarele principale (la B757 fiind de c.a. si in numar de doua), iar sursele auxiliare sunt turbogeneratorul APU (Auxiliar Power Unit) si acumulatoarele (care de altfel constituie si sursa de avarie a aeronavei). De obicei APU-ul se foloseste la sol, pentru a furniza energia necesara sistemului electroenergetic la locul de parcare, si in zbor cand se defecteaza un motor, sau mai multe in cazul avioanelor multimotoare. In general APU-ul este echipat cu un generator de aceeasi putere cu cele de pe motoarele principale, deci este apt de a prelua consumatorii in caz de avarie.

Acumulatoarele dubleaza APU-ul in caz de avarie si, totodata mai trebuie sa indeplineasca si functiunile:

sa asigure pornirea autonoma a APU-ului si chiar a motoarelor in 3 5 incercari succesive;

sa acopere varful de sarcina pe durata zborului;

sa permita alimentarea aparaturii radio pe timpul avariei;

sa permita alimentarea aparaturii radio si a emitatorului de localizare in caz de avarie (ELT - Emergency Locator Transmitter) dupa aterizarea fortata circa 5 10 minute.

Calculul capacitatii acumulatoarelor implica existenta unei situatii critice de avarie. Presupunem aceasta situatie ca fiind aceea cand aeronavei i se defecteaza sistemul electroenergetic principal si, de asemenea si sistemul auxiliar de energie (APU-ul). In acest caz, acumulatoarele se calculeaza pentru a putea asigura functionarea normala a aparaturii minime necesara navigatiei, a aparaturii radiotehnice si a sistemului de comanda al aeronavei maxim 30 de minute ziua si 20 de minute noaptea (pe timp de iarna), timp care se considera suficient pentru o aterizare imediata pe cel mai apropiat aeroport, sau gasirea unui teren de aterizare fortata. In continuare se intocmeste tabloul consumatorilor de avarie (tabelul 2.3 si 2.4) cu ajutorul caruia se traseaza graficul de sarcina de avarie (fig. 2.3). Se planimetreaza acest grafic rezultand aria - si coeficientul de scara - . Cu aceste date si considerandu-se ca capacitatea la trecerea pe avarie este de 80% din capacitatea ei nominala, iar la sfarsitul timpului de alimentare capacitatea ei este de doar 20% din cea nominala, dimensionarea acumulatorului se face cu ajutorul relatiei:

, (2.14)

unde coeficientul tine cont tocmai de proportia de folosire a acumulatorului, iar este timpul de functionare a acumulatorului.

Folosind si formula mediei ponderate, capacitatea acumulatorului este:

. (2.15)

Din calcule (tabelul 2.4), rezulta valoare acumulatorului ca fiind:

. (2.16)

Se aleg trei acumulatori avand fiecare capacitatea de 100 Ah.

Fig. 2.3 - Graficul de sarcina a consumatorilor de c.c. in regim de avarie

Calculul retelei electrice

Pentru transportul si distribuirea energiei electrice de la sursele de energie pana la consumatori sunt necesare retele de transport si distributie a energiei electrice. Retelele electrice reprezinta elementele de legatura intre procesele de producere si de utilizare a energiei electrice care sunt alcatuite constructiv din:

conductoarele electrice;

aparatura de protectie la scurtcircuite si suprasarcini a surselor si consumatorilor de energie electrica;

dispozitivele de protectie la zgomotele radio;

aparatura de protectie a aeronavei impotriva efectelor electricitatii statice;

dispozitivele de montaj si fixare a instalatiei electrice;

aparatura de control a functionarii surselor si a tablourilor de distributie.

Data fiind importanta deosebita pe care o are pentru aeronava alimentarea normala si economica cu energie electrica a tuturor categoriilor de consumatori, retelele electrice trebuie sa satisfaca o serie de conditii tehnice, dintre care cele mai importante sunt:

asigurarea continuitatii in alimentarea cu energie electrica a consumatorilor, in functie de natura efectelor produse de intreruperi;

siguranta in functionare;

asigurarea parametrilor calitativi ai energiei electrice furnizate consumatorilor, si anume:

frecventa (intr-un sistem de curent alternativ),

tensiunea de alimentare a consumatorilor,

valori ce sunt standardizate prin norme de aviatie. Tensiunea nominala standard la barele de distributie a sursei de curent pentru o retea principala de curent alternativ (acesta fiind si cazul pentru avionul A310) este de 115 V, iar frecventa nominala este de 400 Hz.

3.1 Organizarea retelei electrice de curent alternativ

Schema bloc a unui sistem de alimentare in curent alternativ la tensiunea de 200/115 V si frecventa stabilizata de 400 Hz este prezentata in fig. 3.1.

Fig. 3.1 - Schema bloc a unui sistem electroenergetic de curent alternativ

In functie de destinatia lor, retelele electrice de bord se pot imparti in retele de alimentare sau magistrale si retele de distributie. Reteaua magistrala corespunde portiunii retelei electrice care asigura transmisia energiei electrice de la sursele de energie pana la tablourile de distributie (TD). Portiunile din reteaua magistrala care leaga sursele de energie cu barele celor mai apropiate tablouri de distributie se numesc linii de alimentare (fig. 3.2). Portiunea de retea cuprinsa intre tabloul de distributie si receptoarele de energie reprezinta reteaua de distributie.

Fig. 3.2 - Schema unei retele electrice

Retelele magistrale pot avea o structura deschisa (retele radiale) sau inchisa (retele buclate sau inelare).

Reteaua radiala, arborescenta sau deschisa (fig. 3.3), se caracterizeaza prin simplitatea structurii ei, fiind utilizata cu precadere la aeronavele usoare de capacitate mica. Aceasta pleaca de la o singura sursa de energie (generatorul sau bateria de acumulatoare), fiind constituita din una sau mai multe ramificatii, care urmeaza, in general, traseele pe care se afla consumatorii (tablourile de distributie).

Fig. 3.3 - Retele electrice radiale

a - cu TD conectate in paralel; b - cu TD conectate in serie

Retelele buclate sau inchise (fig. 3.4) sunt alimentate de la mai multe capete, in general, de la doua sau trei surse de energie. Liniile de legatura nu au discontinuitati intre surse, astfel incat acestea debiteaza sau functioneaza in paralel.

Reteaua pentru care se va face calculul in continuare este cea inchisa. Tablourile de distributie ale aeronavei Airbus A310 sunt prezentate in tabelul 3.1 ca, de altfel, si echilibrarea lor pe cele doua generatoare, iar dispunerea lor pe aeronava in fig. 3.5.

	Fig. 3.4 - Retea inelara alimentata de la o singura sursa

3.2 Calculul electric al retelei de bord in regim permanent de functionare

Calculul electric al retelelor in regim permanent de functionare are ca scop determinarea circulatiei curentilor sau puterilor in fiecare ramura componenta a acestora, a variatiilor de tensiune in nodurile de racordare a consumatorilor si pierderilor de putere si energie. Pe baza acestor determinari se poate aprecia daca:

instalatiile componente ale retelelor electrice de bord sunt incarcate, astfel incat sa se realizeze un regim economic de functionare cu pierderi minime de putere si energie, si cu consum minim de energie;

alimentarea consumatorilor se face, in functie de importanta lor, cu gradul de siguranta si rezerva in alimentare necesara. In aceste conditii, consumatorii pot prelua din retea puterea si energia necesara, la frecventa si tensiune cu variatii in limite admisibile.

Determinarea regimului permanent de functionare a unei retele electrice complexe presupune rezolvarea urmatoarelor grupe de probleme:

alegerea modelului matematic sau a schemei echivalente pentru fiecare element de baza al retelei. Precum si determinarea parametrilor schemei echivalente. In cele ce urmeaza, consumatorii se reprezinta prin curenti constanti, iar sursele prin tensiuni constante;

determinarea modului de legatura intre elementele retelei;

alegerea metodei electrotehnice ce descrie starea electrica a retelei: metoda tensiunilor la noduri, metoda perechilor de noduri si metoda curentilor ciclici. Acest lucru este absolut necesar pentru retele cu configuratii complexe. In cazul retelelor cu configuratii simple, calculul regimului permanent se realizeaza cu ajutorul teoremelor lui Kirchhoff, cu legea lui Ohm si Joule-Lenz;

imbunatatirea solutiei de baza, prin modificarea rapoartelor de transformare reale sau complexe, a injectiei de puteri reactive.

Echilibrarea retelei pe cele doua generatoare si cele trei faze a condus la o schema echivalenta a retelei relativ simpla (fig. 3.6):

Fig. 3.6 - Schema echivalenta a retelei magistrale

Acest tip de retea se numeste linie alimentata la ambele capete si constituie cel mai simplu element de retea inchisa, care prezinta avantajul alimentarii consumatorilor cu energie electrica in conditii de siguranta sporita. A fost obtinuta prin sectionarea in dreptul sursei a retelei inelare (fig. 3.5), de unde rezulta ca tensiunile surselor A si B sunt egale (). Curentii , sunt cunoscuti si au fost calculati in subcapitolul 3.1 (tabelul 3.1), iar lungimile tronsoanelor , sunt de asemenea cunoscute (vezi fig 3.5) si anume pozitionarea tablourilor de distributie pe aeronava).

Tabelul 3.2

(3.1)

Dimensionarea se va face in cazul a doua ipoteze de calcul:

a)      - ipoteza sectiunii constante:

;

b)      - ipoteza sectiunii variabile:

a)            In cazul primei ipoteze, algoritmul de calcul este urmatorul:

Se determina curentii si aplicand relatiile:

; ;

; ; (3.2)

; ;

unde este lungimea tronsonului si se calculeaza cu relatia (3.3), iar si si reprezinta curentul de sarcina activ, respectiv reactiv, din punctul . Lungimea totala a retelei s-a notat cu .

(3.3)

(3.4)

Valorile curentilor si obtinute din calcule sunt:

,

.

Se calculeaza circulatia in tronsoane cu relatiile:

;

; (3.5)

.

Se obtin doua puncte de separare (puncte care se situeaza in dreptul conductorului care primeste alimentarea cu putere activa - punct de separare notat , respectiv cu putere reactiva - punct de separare notat , de la ambele surse) reprezentate in figura 3.7.

Fig. 3.7 - Separarea retelei

Se separa reteaua in doua retele radiale, in punctul si se calculeaza pierderea de tensiune pe tronsonul (notata cu ). La fel se procedeaza si cu punctul , rezultand caderea de tensiune . Punctul de separare pentru care se va continua calculul este cel pentru care se obtine cea mai mare valoare a caderii de tensiune admisibila.

, (3.6)

unde si reprezinta caderea de tensiune admisibila, este punctul de separatie, iar este componenta reactiva a caderii de tensiune.

(3.7)

Relatia (3.7) este relatia de calcul pentru componenta reactiva a caderii de tensiune. Reactanta inductiva variaza foarte putin cu sectiunea conductorului, depinzand de valoarea reactantei inductive lineice si de lungimea conductorului, si anume:

;

; (3.8)

.

Tabelul 3.3

Pentru punctul de separare se obtin urmatoarele valori:

,

,

iar pentru punctul de separare :

,

.

Pentru ca , se alege punctul de separare . Caderea de tensiune admisibila este .

Fig. 3.8 - Separarea retelei in doua retele radiale

Se calculeaza sectiunea conductorului:

, (3.9)

unde este conductivitatea materialului din care este construit conductorul (cupru).

Sectiunea obtinuta are valoarea . Se alege sectiunea standard imediat superioara, si anume

.

Sectiunea aleasa se verifica la caderea de tensiune:

, (3.10)

. (3.11)

si la incarcare ( si ).

b)            In cazul celei de-a doua ipoteze, algoritmul de calcul este urmatorul:

Se aleg sectiunile , .

Tabelul 3.3 - Sectiunile tronsoanelor retelei

Fig. 3.9 - Alegerea sectiunilor tronsoanelor

Se determina curentii si aplicand relatiile:

; ;

; ; (3.12)

; ;

unde este rezistenta tronsonului si se calculeaza cu relatia (3.13), iar este reactanta inductiva a aceluiasi tronson. Reactanta inductiva a liniei si rezistenta totala a liniei s-au notat cu , respectiv cu .

(3.13)

(3.14)

(3.15)

(3.16)

Tabelul 3.4

Valorile curentilor si obtinute din calcule sunt:

,

.

Se calculeaza circulatia in tronsoane cu relatiile (3.5):

Tabelul 3.5

Fig. 3.9 - Separarea retelei

Se obtin doua puncte de separare (ca si in cazul primei ipoteze) - si , din care se alege unul aplicand acelasi criteriu ca la punctul a.3.

Pentru punctul de separare se obtin urmatoarele valori:

,

,

iar pentru punctul de separare :

,

.

Pentru ca , se alege punctul de separare . Caderea de tensiune admisibila este .

Fig. 3.10 - Separarea retelei in doua retele radiale

Se verifica la caderea de tensiune ambele retele radiale obtinute prin sectionarea retelei in punctul :

, (3.17)

. (3.18)

Se face verificarea si la incarcarea retelei folosind tabelul sectiunilor standardizate pentru conductoare de aviatie (,).

BIBLIOGRAFIE

Grigore, Octavian, Sisteme electroenergetice de bord. Editura Printech, Bucuresti, 2000;

Jane's All the World's Aircraft 89-90/ 98-99;

Boeing Official Internet Home page;

The History of Aviation.