ASTM F2490-20
Стандартное руководство по анализу электрической нагрузки самолета и мощности источника питания
- Стандартный №
- ASTM F2490-20
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM F2490-20
- сфера применения
-
Интерпретация основного содержания стандарта F2490-20
ASTM F2490-20 «Стандартное руководство по анализу электрической нагрузки и мощности воздушных судов» — важный технический документ в области проектирования авиационных электрических систем, предоставляющий систематическую методологическую основу для анализа электрической нагрузки воздушных судов (ELA). Этот стандарт в основном ориентирован на проверку соответствия требованиям Федерального управления гражданской авиации (FAA) 14 CFR 23.1351, гарантируя, что электрические системы воздушных судов могут обеспечивать надежное электроснабжение в различных условиях эксплуатации.
Область применения стандарта и определения терминов
Настоящий стандарт применяется к анализу электрической нагрузки на уровне воздушного судна, но не включает анализ нагрузки электрической силовой установки. Стандарт принимает систему единиц СИ и, очевидно, не принимает на себя всю ответственность за безопасность. Пользователи должны самостоятельно оценивать безопасность.
Определения ключевых терминов включают: Нормальная работа электропитания, Ненормальная работа электропитания и Аварийная работа электропитания, а также стандартные определения для таких этапов эксплуатации воздушного судна, как Круизный полет, Взлет и набор высоты и Руление.
Рабочее состояние Определяющие характеристики Конфигурация питания Требования к длительности Нормальная работа Все энергосистемы работают нормально Основной генератор + резервное питание Непрерывный Ненормальная работа Ненормальные условия, такие как отказ одного генератора Оставшийся генератор + резервное питание 5 минут (ручная разгрузка) Аварийный режим Все генераторы вышли из строя Аккумулятор/RAT/APU 5 минут (VFR) + 30 минут (критический нагрузка) Процесс подготовки анализа электрической нагрузки
Требования к структуре отчёта по анализу
Стандарт предусматривает, что отчёт ELA должен включать пять основных разделов: введение, допущения и критерии, числовую таблицу анализа нагрузки, режим аварийного и резервного питания, а также заключение и заключение. Анализ нагрузки должен включать подробный список токов нагрузки и времени работы каждого автоматического выключателя.
Основные формулы расчёта
Общий ток (А) = Сумма всех одновременно работающих токов нагрузки
Общая сила тока (А·мин) = Количество работающих устройств × Ток на устройство (А) × Время работы (мин)
Средняя потребность (А) = Общая сила тока (А·мин) ÷ Продолжительность фазы на земле или в полёте (мин)Метод расчёта ёмкости аккумулятора
Оценка ёмкости аккумулятора требует учёта скорости разряда, температуры и конечного напряжения. Стандарт рекомендует использовать кривую разряда, предоставленную производителем. Если это недоступно, можно использовать приблизительный метод расчета: Фактическая полезная емкость = Номинальная емкость × 75% (с учетом условий окружающей среды и состояния заряда).
Подробное объяснение требований FAA по соблюдению
Соответствие 14 CFR 23.1351
Это положение требует, чтобы емкость электрической системы определялась путем анализа электрической нагрузки или электрических измерений. Для самолетов местной категории анализ нагрузки является обязательным.
Требования к аварийному питанию
14 CFR 23.1351(g) требует 5-минутной возможности аварийного питания, а 23.1353(h) — 30-минутной возможности питания критической нагрузки. Критические нагрузки включают оборудование, необходимое для продолжения безопасного полета и посадки.
Соображения MMEL
Анализ должен учитывать неработоспособные условия, разрешенные в Списке минимального оборудования (MMEL), чтобы гарантировать, что емкость электрической системы остается достаточной в этих условиях.
Анализ случая реального применения
Используем упрощенную электрическую систему постоянного тока в Приложении X1 в качестве примера: аккумулятор емкостью 35 А·ч обеспечивает 1575 А·мин энергии при 75% ее доступной емкости. Потребление до разгрузки составляет 35 А x 5 минут = 175 А·мин, а потребление при посадке составляет 19,1 А x 10 минут = 191 А·мин. Фаза крейсерского полета может длиться (1575 - 175 - 191) / 11,6 минут = 104 минуты, что в общей сложности составляет 119 минут, полностью удовлетворяя 30-минутные требования к аварийному питанию. Этот случай демонстрирует, как проверить соответствие с помощью подробного анализа нагрузки и расчетов емкости аккумуляторной батареи, особенно подчеркивая важность использования измеренных значений, а не номиналов автоматического выключателя. Базовая документация ELA должна быть установлена на ранней стадии проектирования воздушного судна, регистрируя данные о нагрузке с использованием рекомендуемого стандартом табличного формата. Все допущения и критерии проектирования должны быть четко задокументированы, включая обоснование выбора наиболее жестких условий эксплуатации. Рекомендуется использовать калиброванные токоизмерительные клещи для измерения фактического тока, а не полагаться на номиналы автоматического выключателя. Измерения должны гарантировать, что напряжение на шине остается в указанном диапазоне, что обычно достигается с помощью внешнего источника питания.
Требования к текущему техническому обслуживанию
ELA следует обновлять на протяжении всего жизненного цикла воздушного судна, документируя любые изменения в электрической системе. Регулярно проверяйте состояние и обслуживание аккумуляторной батареи, чтобы гарантировать, что аварийное электропитание соответствует требованиям.
Управление технической документацией
Поддержание актуальности соответствующих консультативных циркуляров FAA (например, AC 23.1309-1C и AC 23.1353-1) для обеспечения соответствия методов анализа новейшим требованиям лётной годности.
Анализ развития стандартных технологий
Стандарт F2490 претерпел изменения с момента своего первоначального издания 2005 года до издания 2020 года. Основные изменения включают в себя: улучшенные методы расчёта ёмкости аккумуляторных батарей, подробные требования к аварийному электропитанию и добавление подробных рекомендаций по требованию к 30-минутному электропитанию в 23.1353(h). Эти изменения отражают растущую сложность авиационных электрических систем и повышенные требования к безопасности.
В будущих изданиях могут быть дополнительно учтены специфические требования к электрическим воздушным судам, а также более совершенные технологии управления питанием и стратегии интеллектуального распределения нагрузки.
ASTM F2490-20 История
- 2020 ASTM F2490-20 Стандартное руководство по анализу электрической нагрузки самолета и мощности источника питания
- 2005 ASTM F2490-05(2013) Стандартное руководство по анализу электрической нагрузки самолета и мощности источника питания
- 2005 ASTM F2490-05e1 Стандартное руководство по анализу электрической нагрузки самолета и мощности источника питания
- 2005 ASTM F2490-05 Стандартное руководство по анализу электрической нагрузки самолета и мощности источника питания
