Điện-Điện tử máy bay

Điện-Điện tử máy bay

Điện-Điện tử máy bay

******************************************

A.TÌM HIỂU KHÁI QUÁT VỀ ĐIỆN-ĐIỆN TỬ MÁY BAY

Điện-điện tử hàng không là ngành nghiên cứu về các hệ thống điện-điện tử thông tin và thông tin viễn thông được sử dụng trong ngành hàng không

Ngành hàng không chia làm 3 mảng : khu vực cảng,khu vực quản lý bay và điện- điện tử-đo lường điều khiển trên máy bay

♦ Khu vực cảng :

-Sân bãi : bãi đỗ tàu bay,sân đường dẫn (taxi way),đường băng

-Nhà ga : Phòng chờ,phòng bán vé,phòng xếp chỗ,cân kiểm hàng hóa,kiểm soát hàng hóa,kho hàng của khách,các phòng thông tin,các hệ thống băng tải,thang máy,các hệ thông tự động (cửa, theo dõi giám sát an ninh,…),hệ thống đèn,… ♦ Khu vực quản lí bay (ATM)

Quản lý bay đảm bảo an toàn bay cho một hoặc nhiều máy bay từ lúc cất cánh đến lúc hạ cánh

Ta có 5 vùng không gian :

1.Không gian tại sân

2.Không gian tiếp cận đi

3.Không gian đường dài hay hàng tuyến

3

4 2

1 1

4.Không gian tiếp cận đến

1.Không gian tại sân

Quản lý bay dùng điện tử viễn thông là các hệ thống CNS,nó có nhiệm vụ là định

vị dẫn đường bay,quản lý tài nguyên không gian của vùng FIR (vùng bay) và của quốc gia

Hệ thống CNS :

● C (communication and telecom) :Thông tin và thông tin viễn thông

C bao gồm: - Thông tin vô tuyến băng tần HF,VHF,UHF

- Thông tin vệ tinh SHF

- Thông tin quang EHF

- Thông tin viba SHF

- Máy thu định vị toàn cầu GPS ● S bao gồm : - Hệ thống truyền hình cáp (ở cảng, máy bay)

là một mức bay => ta có 100 mức tài nguyên theo độ cao,sai số cho phép một mức bay là ±150m ,chiều ngang của một đường bay là ±9km

300m

18km

Tài nguyên lãnh không được chia thành các vùng FIR (vùng thông báo bay) dẫn đến phải có CNS đủ mạnh,hợp với chuẩn của ICAO

Lãnh không Việt Nam chia làm 2 vùng FIR:

- FIR Hà Nội :Phủ sóng trong không gian từ Đồng Hới sang đến 2 tỉnh Vân Nam và Quảng Tây của Trung Quốc,Bắc và Trung Lào,hết vịnh Bắc bộ,với ra được đảo Hải Nam

- FIR Hồ Chí Minh : Phủ sóng được ra gần Vinh,sang Lào,Campuchia,xuống được gần Singapo

Việc lập thành các FIR phải là sự thỏa thuận giữa 2 FIR lân cận nhau và các quốc gia lân cận nhau,hợp với chuẩn ICAO,được ICAO công nhận.Quản lý 2 FIR nhờ các hệ thống radar sơ cấp (không có hỏi đáp) và thứ cấp quản lý đường dài (có hỏi đáp).Việt Nam có 6 radar thứ cấp dân sự ở Nội Bài,Vinh,Đà Nẵng,Quy Nhơn,Tân Sơn Nhất và Cà Mau.Chúng kết nối với nhau đưa thông tin về Gia Lâm-Hà Nội

♦ Điện – điện tử - đo lường điều khiển trên máy bay (avionic)

- Máy phát điện :chạy bằng xăng,phát nguồn xoay chiều với tần

B.NHỮNG KHỐI KIẾN THỨC CẦN NẮM

I.Cơ sở về điện

Khái quát về vai trò quan trọng của điện trong đời sống cũng như trong lĩnh vực hàng không.Từ khi điện và điện tử đượcc kết hợp thương xuyên với các hệ thống

cơ khí của máy bay hiện đại,các kỹ thuật viên phải có được kiến thức chuyên sâu

về tất cả các mặt điện tử để sử dụng trong suốt quá trình kiểm tra,lắp đặt,và sửa chữa hệ thống trên các bảng mạch của máy bay Trên máy bay hiện đại, điện đảm nhiệm nhiều chức năng, bao gồm đánh lửa cho nhiên liện trong các động cơ tuabin,hoạt động liên lạc và hệ thống định hướng, điều khiển bay, và phân tích hoạt động của hệ thống.Chương này nêu lại những kiến thức rất cơ bản về điện mà người kĩ

sư cần nắm:

● Thuyết electron - Phân tử và nguyên tử

- Electron,proton và nơtron

- Cấu trúc nguyên tử và electron tự do

- Chiều dòng điện

● Tĩnh điện học

● Các đơn vị điện - Dòng điện

- Hiệu điện thế và sức điện động

● Phương pháp tạo điện áp

● Cảm ứng điện - Nguyên lý cơ bản

- Hoạt động máy phát

Phần chi tiết của chương này sẽ được trình bày trong bản dịch ở phần cuối của tiểu luận này

II Ứng dụng của định luật Ohm

Định luật Ohm, được tìm ra đầu tiên bởi nhà vật lý người Đức Georg Simon Ohm (1787-1854), định luật mô tả mối quan hệ giữa các phần tử : điện thế, cường

độ dòng điện và điện trở Những mối quan hệ này đươc thiết lập dựa trên những khái niệm điện cơ bản Biểu thức toán học của quan hệ đó trong định luật Ohm biểu diễn mặt khác các sự bí ẩn liên hệ hiệu diện thế, cường độ dòng điện, và điện trở cho hầu hết tất cả các mạch điện một chiều Phần này nói lên tầm quan trọng của định luật Ohm trong việc thiết kế và sửa chữa hệ thống điện trên máy bay Ví như, khi hiểu được định luật Ohm cần thiết để xác định chính xác cỡ và chiều dài của dây điện dùng trong mạch điện, các kích thước thích hợp của cầu chì và công

tắc điện, cùng với nhiều chi tiết khác của mạch điện và thành phần của nó Mục đích của chương này là giới thiệu các khái niệm của định luật Ohm và biểu thức toán học mối quan hệ của chúng

Mở rộng định luật Ohm: 1V gây ra bởi dòng điện 1A chạy qua điện trở 1Ω.

Như vậy, Chúng ta có thể dễ dàng xác định một trong ba giá trị nếu biết hai giá trịkia Chúng ta có thể dễ dàng giải các bài toán mạch xoay chiều vì trong mạch xoaychiều cũng có các phần tử điện thế, dòng điện, và điện trở Ta sẽ xét các vấn đề nay

ở chương về Mạch điện xoay chiều

II.2 Công và công suất

Công suất là công trong quá trình làm việc

Đơn vị :wat (W)

Công thức tính công suất cho mạch : P=E.I

Công suất của mạch điện có tính cộng Nghĩa là, công suất tổng bằng tổng công suất của các phần tử trong mạch P

Công suất tiêu thụ trên các điện trở thuần được tính bằng công thức :

P=I2R hay P=EI

Khi biết được công suất có thể thay đổi được điện áp hoặc dòng điện

Đơn vị của công : Joule (J), BTU,calo,mã lực

II.3 Các loại mạch điện

Để tạo ra dòng điện qua vật dẫn cần một hiệu điện thế đặt ở hai đầu vật dẫn Trong mạch điện, thông thường hiệu điện thế được tạo ra bởi pin hoặc máy phát điện; hai đầu mạch điện phải được khép kín với nguồn Máy bay được làm từ kim loại nên cấu trúc máy bay có thể được dung làm vật dẫn điện.

Mạch điện tử là tổ hợp các linh kiện và cấu kiện điện tử được sắp xếp,nối lại với nhau để thực hiện một chức năng nào đó như xử lý tín hiệu,gia công tín hiệu

Để kết nối các phần tử trong hệ thống điện thong thường có 2 phương pháp :

- Mạch mắc nối tiếp :Mạch không phân nhánh,dòng điện phải qua tất cả các phần

tử của nhánh.Do đó nếu một phần tử trong mạch bị hỏng hoặc hở thì dòng điện sẽ không qua mạch nữa

- Mạch mắc song song : Có từ 2 nhánh trở lên.Nếu một đường dẫn qua phần tử bị đứt thì các phần tử khác vẫn tiếp tục làm việc Các phần tử của mạch điện trên máybay được mắc song song, do đó khi có một bộ phận bị hỏng sẽ không làm ảnh hưởng đến hoạt động của các bộ phận khác trong hệ thống

- Mạch mắc hỗn hợp : Bao gồm cả các phần tử mắc nối tiếp và song song với nhau.Ví dụ như mạch giao tiếp sóng radio,máy tính trên máy bay,các thiết bị dẫn đường,…

II.4 Định luật Kirchhoff

Những mạch điện đơn giản ta có thể giải được bằng cách áp dụng định luật Ohm tuy nhiên nhiều mạch điện phức tạp chúng ta không thể giải được bằng định luật ohm đơn thuần mà phải áp dụng định luật Kirchhoff

Định luật 1 : Trong mạch nối tiếp thì tổng đại số của điện thế rơi trong mạch

bằng điện thế của nguồn Định luật Kirchhoff của điện thế rơi được áp dụng cho

mạch mắc nối tiếp

Định luật 2 : Trong mạch song song tổng đại số của dòng điện đi vào một điểm

bằng tổng dòng điện đi ra tại điểm đó Định luật Kirchhoff của dòng song song

được áp dụng cho mạch song song

Điện áp rơi : Trong mạch nối tiếp hoặc song song thì khi có dòng điện qua điệntrở thì tạo ra sụt áp hoặc tạo ra điện áp trên điện trở đó.Đó gọi là điện áp rơi.

Chú ý :

Trong mạch nối tiếp hay mạch chia nối tiếp :

• Tổng điện thế rơi bằng điện thế trên toàn bộ đoạn của các điện trở nốitiếp

• Dòng điện qua mạch nối tiếp là hằng số và bằng tổng dòng điện qua cácđoạn mạch chia của mạch

Trong mạch mắc song song hay các đoạn mạch mắc song song:

• Điện thế trên các điện trở là hằng số và bằng điện thế tác dụng lên toàn

bộ đoạn mạch song song

• Tổng dòng điện qua mỗi điện trở song song bằng tổng toàn bộ dòng điệnqua từng nhánh

II.5 Thực hành ứng dụng định luật Ohm

Trong kỹ thuật máy bay,định luật Ohm có thể được dung trong quá trình càiđặt,sửa chữa và kiểm tra vô số các thiết bị điện,trong các thành phần điện thuđược,trong việc xác định kích thước dây sử dụng,và trong các thiết kế điện cơ bản

III Ắc quy hàng không

Trên máy bay thường sử dụng 2 nguồn điện chính được cung cấp bởi : máy phátđiện xoay chiều và bình ác quy để phát dòng 1 chiều Ác quy trong hàng không rấtquan trọng nó đóng vai trò nguồn năng lượng để khởi động động cơ, và nó sẽ lànguồn điện duy nhất nếu như hệ thống điện xoay chiều trên máy bay gặp sự cố, khi

đó nó sẽ là nguồn cho các hệ thống điều khiển bay và liên lạc

III.1 Pin khô và ắc quy

Ngành hàng không chỉ dung 1 vài loại ác quy để tạo năng lượng khởi động chomonitor và kiểm tra 2 loại ắc quy được sử dụng hầu hết trên các máy bay là ác quyaxit- chì và ắc qui cd-ni (catdimi-niken)

Nguyên tắc chung để sản xuất pin và ắc quy là là nguyên lý voltage : do phản ứngđiện hóa được tạo ra qua các điện cực của ắc quy dòng electron được truyền đi từcực âm qua dây dẫn đến cực dương rồi từ điện cực (+) lại phóng ra các electron ởtrên nó vào dung dịch điện phân.Sự dịch chuyển của dòng electron này sẽ tạo radòng điện một chiều trong mạch

III.2 Ắc quy axit chì

Ácquy axit-chì là ácquy được dùng nhiều trong xã hội hiện đại vì nó có điện áp

sử dụng khá cao, thời gian phục vụ dài Trong hàng không ác quy axit chì và ácquy cd-ni được dùng nhiều nhất Trong máy bay ácquy axit- chì được dùng thaythế cho ác quy Ni- Cd( đắt hơn ) ở một vài bộ phận VD : Khởi động tuabin, nókhiến chó tuabin có được tần số f quay lớn hơn Nhưng so với ác quy Ni-Cd thì nóvẫn còn thua kém ở nhiều mặt đặc biệt là sự ổn định của điện áp và tính an toàn.Ácquy axit chì dùng dung dịch điện ly là H2SO4 vaf tạo được nguồn điện mạnhnhát là 2.1V.Thường thì điện thế tọa được là 2 V Để tạo được một hiệu điện thếmạnh hơn thì người ta thường mắc nối tiếp các ắc quy lại với nhau VD để thu đượcnguồn 12V thì ta mắc 6 bình điện phân nối tiếp trong 1 ácquy, dòng 24 v thì mắc

12 bình điện phân Mỗi bình điện phân trong ácquy tương tự như 1 ácquy nhỏIII.3 Ắc quy Nickel-Cadmium

Ắc quy Cd-Ni so với ắc quy chì-axit là 1 bước tiến rất dài về mặt công nghệ chếtạo acquy.Bình điện Cd-Ni là bình điện có lỗ thông gió giống như bình điện củaacquy chì ,bình được đặt trong vỏ nhựa hay kim loại cách điện theo đúng thứ tự vàtiêu chuẩn kỹ thuật và sau đó được ghép nối tiếp bằng các khâu nối bình điện Cácbình điện ở 2 đầu có thể được kết nối với các cọc bên ngòai hoặc với 1 bộ ngắtnhanh Nó được thiết kế sao cho ở áp suất bình thường thì nó sẽ đóng kín nhưngnếu áp suất trong bình tăng dần lên thì nó sẽ mở ra làm cho khí thoát ra do đó giảm

áp suất trong bình, tránh nguy cơ gây nổ vì áp suất vượt quá mức cho phép của vậtliệu

Acquy Cd-Ni đạt tới công suất lớn nhất và cung câp nhiều công suất lớn hơn loạiacquy acid-chì có cùng kích thước và trọng lượng hầu hết acquy Cd-Ni được thiết

kế cho hệ thống 24V nên có một dung tích từ 22 đến 80Ah Việc định mức Ahđược xác định ở tốc độ nạp 5h trừ khi có quy định khác Công suất của một bình

acquy Cd-Ni khá ổn định thậm chí trong điều kiện thời tiết rất lạnh Dải nhiệt độ tới

ưu của nó là từ 60->90 độ F (15 độ C đến 33 độ C)

IV Dây điện và thực hành trên dây điện

Dẫn điện trên máy bay phải được lắp đặt và duy trì một cách thích hợp và hợp lý

để giữ an toàn tuyệt đối cho hành khách và đội bay Ở những máy bay nhỏ thìlượng dây điện là nhỏ, nhưng ở những máy bay thương mại lớn hoặc máy bay quân

sự thì có đến hàng dặm dài dây điện, điều khiển hầu hết mọi thứ trong chuyếnbay.Dây điện phải lắp và duy trì theo hướng dẫn Có vài điều kiện được xem xétđến khi chọn dây dẫn điện trên máy bay: nhiệt độ thiết kế, yêu cầu mềm dẻo (linhhoạt), độ chống mài mòn, độ bền, khả năng cách nhiệt, điện trở, trọng lượng, điện

áp tới hạn Tất cả những điều này đều ảnh hưởng đến việc lựa chọn dây điện.Những nhân tố này sẽ xác định kiểu của dây dẫn và lớp cách nhiệt cần thiết choviệc lắp đặt Hầu hết dây điện trên máy bay được làm bằng dây đồng bện có 7 hoặc

19 lõi cho dây nhỏ, và nhiều hơn cho dây lớn hơn Việc bện hoặc xoắn dây sẽ tăngtính dẻo cho dây dẫn do vậy giảm nguy cơ phá hủy do mỏi Dây dẫn dẻo được làmbằng vài lõi nhỏ còn dây dẫn cứng hơn được làm từ ít lõi hơn và lõi cũng to hơn.Dây 1 lõi thì rất không dẻo và chỉ được sử dụng trong những vùng giới hạn củamáy bay.

Hầu hết máy bay sử dụng hệ thống dây hở và chỉ bảo vệ tại những vùng nguyhiểm Dây hở thì dễ hư hỏng do ăn mòn, phá hủy do chất lỏng hơn dây kín, do đócần cẩn thận khi lắp đặt Số dây trong bó nên được giới hạn để hạn chế một số vấn

đề như giảm hư hại tại mạch điện khi một dây bị nung nóng.Cáp bện, cáp dễ bắtlửa và dây không được bảo vệ nên để tách rời nhau Bán kính dây không nhỏ hơn

10 lần bán kính cáp

Yêu cầu của dây dẫn điện :Dây dẫn điện được nằm trong một bảng để bảo vệ vềnhiệt,chất lỏng ăn mòn.kẹp được lắp đặt trong 1 bảng và không tiếp xúc với phầncáp.Dây dẫn điện phải đảm bảo đủ trùng,được kẹp cuối cùng đến thiết bị điện đểkhông căng dây.Tại chỗ dây dẫn tiếp xúc với dầu,axit hoặc chất lỏng thì các dâyphải được bảo vệ bằng bao ống nhựa.Phải cố gắng để dây dẫn xa khỏi ống dẫn chấtlỏng,khói,…

Nhận dạng dây điện : dây điện được nhận dạng bằng mã nhận dạng ghi trên vỏdây,mã được tra trên bảng.Đối với các kĩ sư khi thiết kế cần có sơ đồ mạch điện đểnếu có hỏng thì sửa chữa dễ dàng.

V.Dòng điện xoay chiều

Trong những năm gần đây, trong số những năng lượng được sử dụng trong các hệthống của máy bay, dòng xoay chiều ngày càng trở nên phổ biến Các tiến bộ củangành điện tử giúp cho ngay cả các máy bay hạng nhẹ-một động cơ cũng có thểchạy một nguồn xoay chiều nhỏ Các nguồn xoay chiều lớn ngày nay được sử dụngtrong hầu hết các loại máy bay vận tải Phần lớn các hệ thống điện trên các máybay này đều hoạt động bằng nguồn xoay chiều

Một số các thiết bị sử dụng nguồn điện xoay chiều trên máy bay là: các thiết bị đolường, đèn, các thiết bị vô tuyến, động cơ điện, các thiết bị bay và lái tự động.Không phải tất cả các thiết bị kể trên đều bắt buộc phải sử dụng dòng xoay chiều,

và có nhiều máy bay không sử dụng các thiết bị trên, thậm chí không sử dụng mộtthiết bị xoay chiều nào Một số máy bay nhỏ còn không cần sử dụng đến các thiết

bị điện, nhưng chúng chỉ bay được vào ban ngày!Chương này nói về bản chất củadòng xoay chiều, đặc điểm cũng như các ứng dụng của nó Dòng xoay chiều đượcđịnh nghĩa là dòng điện có chiều thay đổi định kì, có độ lớn thay đổi liên tục Đểxác định năng lượng của một dòng xoay chiều, chúng ta phải sử dụng khái niệmgiá trị hiệu dụng Nó không phải là giá trị lớn nhất, bởi vì giá trị lớn nhất chỉ xuấthiện hai lần trong một chu kì.Giá trị này được xác định thông qua việc so sánh vớimột dòng điện một chiều Sự so sánh đó dựa trên tác dụng nhiệt của hai dòng trongcùng một điều kiện

Trong tất cả các ứng dụng của dòng điện xoay chiều, giá trị của điện áp, dòngđược sử dụng đều là giá trị hiệu dụng Ví dụ, khi ta nói giá trị điện áp là 110V thì

có nghĩa: điện áp cực đại là 1,414x110=155,6V

Chúng ta sử dụng dòng xoay chiều trên máy bay vì năng lượng xoay chiều linhhoạt hơn nhiều so với năng lượng một chiều Dòng xoay chiều có thể tạo được bởitất cả các máy phát điện trên máy bay Khi cần dùng dòng một chiều, chúng ta lại

có thể chuyển đổi nhờ các bộ chỉnh lưu Các bộ chỉnh lưu này cũng không làm mấtmát nhiều năng lượng của dòng xoay chiều

Năng lượng xoay chiều có ba ưu điểm lớn: (1) Điện áp của dòng xoay chiều có thểthay đổi dễ dàng nhờ các bộ chuyển đổi Điều này cho phép chúng ta chuyển năngkượng ở điện thế thấp lên điện thế cao, nhờ đó giảm được kích thước và trọnglượng dây dẫn (2) Ta có thể sử dụng dòng xoay chiều ở dạng ba pha, cung cấpnăng lượng cho các động cơ ba pha, dạng động cơ này có kích cớ nhỏ gọn hơn cácđộng cơ khác cùng công suất (3) Các máy điện xoay chiều như máy phát điệnxoay chiều, động cơ điện xoay chiều không cần sử dụng bộ góp, việc bảo dưỡngnhờ đó cũng đơn giản hơn nhiều.

Tần số : là thông số đặc trưng cho tốc độ biến thiên của dòng xoay chiều,tần sốcủa dòng xoay chiều trên máy bay thường là 400Mhz hoặc là 800Mhz

Các hệ thống sử dụng dòng xoay chiều cũng có một số nhược điểm, ví dụ sự bức

xạ điện từ xung quanh các dây dẫn có thể gây ảnh hưởng đến liên lạc, hoặc làm hệthống điều khiển mất chính xác Tuy vậy, nhìn tổng quan thì những ưu điểm củadòng xoay chiều nhiều hơn hẳn nhược điểm Bởi vậy, phần lớn các máy bay vận tảiđều sử dụng các hệ thống điện xoay chiều

VI Linh kiện điều khiển điện

Có nhiều phương thức điều khiển điện thế và dòng điện của bất cứ mạch điệnnào Việc sử dụng bộ chuyển mạch, trở, transistor, và các linh kiện điện khác đã trởnên rất phổ biến trong tất cả máy bay hiện đại Những linh kiện này là cần thiết đểđảm bảo hoạt động và điều khiển của các tải là chính xác

VI.1 Bộ chuyển mạch

Bộ chuyển mạch là linh kiện dùng để đóng hoặc mở một mạch điện Nó thườnggồm 1 hoặc nhiều cặp tiếp xúc, được làm từ kim loại hoặc hợp kim, nó cho phépdòng điện chạy khi điểm tiếp xúc được đóng bộ chuyển mạch có nhiều loại, đượcthiết kế với ứng dụng rộng rãi, bộ chuyển mạch có thể điều khiển bằng tay, điềukhiển bằng điện, hoặc điều khiển điện tử

Bộ chuyển mạch được đặc trưng bởi hệ số giảm trở Hệ số giảm trở là 1 cấp sốnhân được sử dụng để xác định khả năng của bộ chuyển mạch nên có để điều khiểncác loại mạch đặc trưng mà không có hư hại.Hệ số giảm trở càng nhỏ càng tốtVI.2 Cầu dao-cầu chì

Nguyên nhân chung làm hỏng mạch được gọi là ngắn mạch Ngắn mạch xảy rakhi có vấn đề giữa các dây dẫn làm cho dòng điện trở về nguồn, điện trở thấp.Nguy hiểm chủ yếu khi ngắn mạch là lượng dòng lớn quá giới hạn của mạch làmcho dây quá tải và cháy lớp bảo vệ Rất nhiều vụ hỏa hoạn có nguyên nhân chính làngắn mạch, nhưng nguy hiểm này có thể khắc phục bằng cách lắp linh kiện bảo vệ,như cầu chì hay cầu dao.

Cầu chì : Là một tâm kim loại có nhiệt nóng chảy thấp Nó mắc nối tiếp với tải

để mọi dòng tải điện phải đi qua nó Tấm kim loại có thể làm từ chì, chì với thiếc,thiếc với bismus, hoặc một vài loại hợp kim nhiệt nóng chảy thấp khác Khi dòngđiện vượt quá khả năng của cầu chì, dải kim loại sẽ tan chảy và ngắt mạch Dảikim loại phải có điện trở thấp, và chưa bịtan chảy ở nhiệt độ tương đối thấp Khitan chảy, để tốt cho dây dẫn, nó không nên thoát ra khí hoặc hơi, vì điều này sẽ gây

ra tiêu lửa điện giữa 2 đầu tan chảy Kim loại hoặc hợp kim phải là loại giảm xuhướng tạo ra tia lửa điện.Cầu chì sử dụng trên máy bay được phân loại theo cơ tính: loại cartridge, loại cắm thẳng, loại clip , và một số loại khác Tất cả chúng đều cóthể dễ dàng kiểm tra, gỡ ra và thay thế

Cầu dao : Hoạt động tương tự cầu chì ; tuy nhiên , cầu dao có thể khởi động lại

mạch sau khi đã giải quyết lỗi mạch Linh kiện tự động ngắt sẽ ngắt mạch khi dòng

đạt tới giá trị xác định trước

VI.3 Điện trở

Có 3 loại : - Biến trở

- Bộ chia điện thế

- Trở cố định VI.4 Tụ điện

Một tụ điện gồm 2 vật dẫn có khả năng tích điện và được tách với nhau bằng mộtmôi trường cách ly Một tụ điện đơn giản gồm 2 tấm kim loại được cách ly bằngkhông khí.Khi các tấm của tụ điện được nối với nguồn điện, tụ trở thành vật tíchđiện.Điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích tấm,độ dày chất điện môi,loạichất điện môi

Để tụ điện có C lớn thì tụ là tụ dầu là tụ hóa.Tụ dầu có điện áp U chịu đựng trên 2

má tụ lớn,dung tích lớn,không phân cực.Nó được dùng ở những nơi có tích lũyđiện áp lớn,dùng cho mạch điện xoay chiều

Tụ thường: thông thường có điện áp U không lớn,dung tích bé,không phâncực,hay được dùng trong mạch điện tử bao gồm tụ giấy,tụ gốm,tụ sứ,tụ mika

Tụ hóa : Lớp điện môi là dung môi hóa học,nó gần giống như một ắc quy.Nóthường được sử dụng cho mạch điện một chiều

VI.5 Cuộn cảm

Có chức năng nạp từ và phóng từ.Khi có dòng điện đi vào nó thì sẽ có dòng cảmứng chống lại nó gọi là dòng kích từ

Thời gian sử dụng của mạch điện càng lâu thì xu hướng R tăng,C và L giảm

VI.6 Máy biến thế : Là thiết bị được sử dụng để tăng hoặc giảm điện thế của mạchxoay chiều

VI.7 Bộ chỉnh lưu : Là thiết bị được sử dụng để tăng hoặc giảm điện thế của mạchxoay chiều

VI.8 Transitor : Transistor là linh kiện trạng thái rắn được sử dụng để điều khiểntín hiệu điện.Transistor có thể được sự dụng cho chuyển mạch hoặc khuyếch đại.Một transistor chuyển mạch thì tương tự với một solenoid hoặc rơle;tức là,transistor có thể hoạt động như chuyển mạch điều khiển từ xa Dòng khuyêch đạiqua transitor :

β= I c

I b

VI.9 Các linh kiện trạng thái rắn khác :

Hiện nay có nhiều loại thiết bị trạng thái rắn lai (hybrid solid-state devices) khácnhau trên thị trường Trong số đó nhiều loại được thiết kế để hoạt động trong cácđiều kiện đặc biệt và có hoạt động cụ thể khác nhau 8 lọai bán dẫn đặc biệt thườngđược biết đến là JFET, MOSFET, thyristor, diod zener, diod phát sáng, diod quang,LASCRs và LCDs

VII Điện tử số

Hiện nay,các vi mạch có khả năng cung cấp hàng nghìn sự kết hợp của tín hiệuđiện áp bật và tắt.Một số lượng lớn sự kết hợp tín hiệu điện áp trên mỗi thành phầncho phép mạch điện tử số có thể thực hiện gần như vô tận các công việc.Mạch điện

tử số được dùng phổ biến trong hệ thống máy tính trên máy bay hiện đại.Máy tính

sẽ điều khiển gần như toàn bộ hệ thống tình trạng của máy bay.Một vài máy bayhiện đại như Airbus A-320 hoặc Boeing 777 sử dụng hệ thống bay hoàn toàn nhờ

vô tuyến.Ở đó buồng lái điều khiển được kết nối với điều khiển bề mặt thông qua

vô tuyến điện và hệ thống máy tính.Các máy tính được sử dụng trên máy baythương mại cũng như quân sự quản lí nhiều chức năng khác nhau.Chương này sẽnói ngôn ngữ được sử dụng bởi máy tính và các chức năng cơ bản của mạchsố,máy tính và các thiết bị ngoại vi khác.Cấu trúc điện tử của máy tính cũng đượcgiới thiệu bao gồm mạch tích hợp và bộ vi xử lí

VII.2 Hệ cơ số

Để máy tính hiểu được các thông tin khác nhau,1 mã hệ thống đã được sử dụngbao gồm các tín hiệu số 1 và 0.Có 1 vài hệ thống mã nhị phân được sử dụng trongmáy tính hiện đại.Những hệ thống mã nhị phân này cung cấp ngôn ngữ để trao đổithông tin giữa máy tính và các thành phần liên quan.Gần như bất cứ hệ thống mãnhị phân nào cũng có thể được sử dụng như 1 ngôn ngữ của máy tính

Hệ thập phân : Hệ thống mã này được sử dụng trong hoạt động hàng ngày nhưng

không phù hợp để làm ngôn ngữ máy tính bởi vì hệ thống số chỉ bao gồm 2 kí hiệu

0 và 1

Hệ nhị phân : Hệ mã nhị phân là ngôn ngữ của mạch logic và máy tính.Hệ thập

phân là ngôn ngữ của loài người Nếu chúng ta muốn trao đổi thông tin với máytính,ta cần phải hiểu ngôn ngữ của máy.Ngược lại,máy tính và các thành phần liênquan của nó cũng phải có khả năng chuyển thông tin sang hệ thập phân để phù hợpvới con người.Hiểu mã nhị phân là cần thiết để hiểu những trình diễn cơ bản củamáy tính

VII.3 Các hệ mã nhị phân

Hệ thập phân mã nhị phân : Hệ này sử dụng một nhóm 4 bit để thay thế cho mỗi

chữ số thập phân.Hệ thống này được sử dụng khi trao đổi với số lớn của dữ liệu giữa hệ thống ra vào của máy tính

Hệ 8 số : Vì số thập phân lớn nhất được biều diễn bởi ba chữ số nhị phân là 7 nên

hệ số 8 được sử dụng Hệ này có ích cho những công nghệ lập trình khi mà số nhịphân lớn phải thao tác Do đó hệ được dùng để vận chuyển dữ liệu bởi máy tínhtrên máy bay và các thiết bị ngoại vi

Hệ số 16 : Có mục đích tượng trưng cho địa chỉ nhớ có rất nhiều chữ số nhị phân

được dùng bởi bộ vi điều khiển và vi xử lí Hệ sử dụng các số từ 0 đến 9 và cácchữ cái A,B,C,D,E,F tạo ra 16 kí hiệu cơ bản Điều quan trọng để nhận ra hệ số 16

là 4 chữ số nhị phân tương ứng với 1 số trong hệ số 16

VII.4 Cổng Logic

Có chức năng cơ bản để trình diễn bởi máy tính và các thiết bị liên kết.Một vimạch trong máy tính chứa một vài cổng ,mỗi cổng có thể có một vài đầu vàonhưng chỉ có một đầu ra Có 6 cổng logic cơ bản : AND ,OR, INVERT,NOR,NAND, exclusive OR.Tên của mỗi cổng này tượng trưng cho chức năng nó trìnhdiễn Bảng chân lí là một phương pháp lấy giá trị hiển thị dữ liệu nhị phân.Nóminh họa cho quan hệ giữa tín hiệu vào và ra của 1 cổng logic.Có rất nhiều cách đểkết hợp các cổng logic với nhau,điều đó cho phép máy tính thực hiện nhiều chứcnăng khác nhau

VII.5 Mạch tích hợp IC

IC là tập hợp các diode,transistor và các thành phần mạch điện khác kết hợptrong 1 gói cực nhỏ, máy tính hoạt động bằng cách di chuyển các điện tử qua rấtnhiều mạch khác nhau.

Tiêu chuẩn IC : tiêu chuẩn rõ ràng nhất của các IC là sự sắp xếp các chân kếtnối.Tất cả các IC tham gia đều chuẩn vỏ 2 hàng chân(DIP),sự xắp xếp thứ tự cácchân cũng là 1 phần của tiêu chuẩn DIP

VII.6 Chức năng của mạch logic phổ biến

Mạch cộng và mạch trừ : được dùng để thực hiện các chức năng tính toán cơ bảntrong hệ thống máy tính

Mạch clock số : các chức năng của mạch điện tử số yêu cầu 1 tín hiệu nhị phân

không đổi theo thời gian.1 clock số cung cấp 1 tần số ổn định của tín hiệu nhị phân1s và 0s.Trọng tâm của clock số là 1 máy đo dao động hay 1 mạch dao động.Vậtliệu tinh thể phổ biến được sử dụng để điều khiển thời gian dao động của mạchlogic để tạo ra sóng nhị phân 1 và 0 không đổi.Dạng sóng này là sóng vuông

Mạch latch và flip-flop : chúng là sự kết hợp của các cổng logic để thực hiện các

chức năng nhớ cơ bản của máy tính và thiết bị ngoại vi.Tất cả các dạng của mạchđều duy trì tín hiệu ra dù cho tín hiệu ra đã mất do đó những mạch này có khả năngnhớ được tín hiệu vào

VII.7 Bộ vi sử lý

Bộ vi xử lí đơn giản là mạch phức hợp số có thể được coi như máy tính thunhỏ.Bộ vi xử lí là IC phạm vi lí phạm vi rất lớn điển hình chứa hàng nghìn cổngđược sắp xếp để thực hiện chức năng xác định.Tất cả bộ vi xử lí được làm từ ítnhất 3 thành phần cơ bản:khối xử lí trung tâm CPU,khối xử lí tính toán ALU và bộnhớ

VII.8 Hoạt động của máy tính

Mọi máy tính chứa 5 thành phần cơ bản:đầu vào,bộ điều khiển,bộ nhớ,bộ xửlí,đầu ra.Mỗi phần này thao tác các số nhị phân thông qua sử dụng các mạchlogic.Toàn bộ máy tính bao gồm nguồn điện,mạch vi xử lí cơ bản và các thiết bịngoại vi quan hệ.Các thiết bị ngoại vi là các thiết bị cho phép máy tính giao tiếpvới con người và các thiết bị điện khác

Khối sử lý trung tâm CPU : Giống như một bộ xử lý nhỏ, khối xử lý trung tâm

CPU của các máy tính cũng thực hiện phép cộng trừ số học và các phép toánLogic.CPU nhận dữ liệu input, và sau khi biến đổi và xử lý đưa ra tín hiệu output

Bộ nhớ : Có 2 loại là bộ nhớ khả biến và bộ nhớ bất biến Hầu hết các máy tính

phục vụ cho ngành hàng không và trên các chuyến bay đều sử dụng Bộ nhở bấtbiến

ALU (Arithmetic Logic Unit ) : ALU là bộ não của CPU, ALU thực hiện toàn bộ

việc tính toán AND/ OR, so sánh Trong ALU là các mạch số ALU nhận dữ liệutrực tiếp từ CPU

Truyền dữ liệu : Một hệ thống máy tính trên máy bay cơ bản gồm nhiều thiết bị

ngoại vi ở nhiều vị trí trên máy bay Để cho các thiết bị này giao tiếp với CPU vàcác khối dữ liệu chủ chốt khác, các dữ liệu giao tiếp số được truyền đI theo mộtchuỗi, điều đó có nghĩa là chỉ một số tại một thời điểm Việc truyền dữ liệu đi theodạng chuỗi đòi hỏi cần có một vỉ mạch để chuyển dữ liệu song song sang dạngchuỗi.Ở đây ta dùng mạch trộn MUX ( multiplexer) và một mạch giảI mã DEMUX

để chuyển dữ liệu về dạng song song

ARINC : Aeronautical Radio Incorporated là một hệ thống quản lý rất có hiệu quả

phục vụ trong hàng không Các thông số của ARINC đã và đang được sử dụng cho

hệ thống ghi dữ liệu số của chuyến bay( ARINC 573), hệ chuyển động phức tạp( ARINC 561), hệ thống truyền tin số ( ARINC 429 và 629) và nhiều hệ thốngthông tin và chuyển động bay khác

Các hệ thống số trong hàng không: Gồm một tấp hợp các hệ thống điều khiển số

gồm các giai đoạn thiết kế, biểu diễn mạch Logic, và xây dựng thiết bị thử nghiệm

VIII.Dụng Cụ Đo Điện

Dụng cụ đo điện đóng vai trò rất quan trọng trong việc kiểm soát sự làm việccủa thiết bị, hay của cả hệ thống điện hay không điện trên máy bay Các đơn vị cơbản của sự đo lường điện là Ampe, Vôn, Ôm, và Wat Tương ứng để đo các giá trịđiện dưới dạng các đơn vị này là các thiết bị đo Ampe kế, Vôn kế, Ôm kế, và Wat

kế

Số và tương tự là hai dạng dụng cụ đo hiện đang được sử dụng phổ biến nhấttrong máy bay hiện đại và các thiết bị thử nghiệm liên quan

Thiết bị chỉ thị tương tự, lấy tín hiệu vào là dòng điện hay điện áp, tín hiệu ra làgóc quay của kim chỉ thị kèm với thang chia độ và các chỉ dẫn giúp cho người đọcđược kết quả Các dạng chỉ thị tương tự như: chỉ thị từ điện, chỉ thị điện từ, chỉ thịđiện động, chỉ thị cảm ứng… Nguyên lý chung của các dụng cụ đo điện đơn giản

là dựa trên sự phản ứng giữa lực điện từ và lực từ Các bộ phận hoạt động Weston,

d’Arsonval, dynamometer, hay cơ cấu iron-vane được sử dụng để đưa ra đáp ứng

của kim chỉ thị phù hợp với dòng một chiều hay dong xoay chiều Độ nhạy củathiết bị đo rất quan trọng để tạo độ nhạy và đảm bảo làm việc bền vững ổn định,thiết bị đo có cấu trúc hết sức chính xác Bộ phận hoạt động Taut-Band sẽ cho độnhạy của thiết bị cao

Ampe kế, Vôn kế là các thiết bị đo dòng và áp của hệ thống Ampe kế đượcmắc nối tiếp với mạch đo, Vôn kế được mắc song song với mạch đo Để mở rộngkhoảng đo của thiết bị, một chuỗi điện trở sơn được mắc song song với Ampe kế,một chuỗi điện trở phụ được mắc nối tiếp với Vôn kế Ngoài ra để đo các dòng nhỏcác thiết bị miliampe kế được sử dụng

Khi mắc một ampe kế, hoặc bất kì đồng hồ đo nào khác, trong mạch điện, luôncần phải chọn một đồng hồ đo với một khoảng đủ lớn để đảm bảo đồng hồ đokhông bị quá tải

Ôm kế hoạt động căn bản dựa theo định luật Ôm Để đo điện trở của bất cứ phần

tử điện nào như một điện trở, cuộn dây, hoặc độ dài dây, chỉ cần nối các đầu dòkiểm tra của ôm kế với các đầu cuối của phần tử cần kiểm tra Ôm kế là dụng cụhữu dụng nhất để thử nghiệm hoặc kiểm tra các đồ dùng và mạch điện Nó khôngchỉ đo điện trở mà còn là một bộ kiểm tra độ kín của mạch Kiểm tra độ kín và mộtquá trình xem dòng trong mạch có nối kín không Kiểm tra thường được tiến hànhtrên các phần tử như bóng đèn hoặc rơ le để xác định xem mạch kín hay hở

Oát kế cho biết năng lượng tiêu thụ khi có một dòng 1A chạy qua dưới điện áp1V Oát kế không được sử dụng thường xuyên bởi kĩ thuật viên bảo dưỡng máybay

Ngoài các thiết bị đo Ampe kế, Vôn kế, Ôm kế ngời ta còn sử dụng các thiết bịnhư Kìm cảm ứng, Đầu dò hiệu ứng hall dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ, để đodòng và tần số của mạch Hay Thiết bị đếm tần, đa kế là một thiết bị đa năng Thiết bị chỉ thị số nguyên lý hoạt động cơ bản là: tín hiệu vào qua bộ chuyển đổitương tự số tín hiệu được so sánh với điện áp tham chiếu trong bộ vi xử lý và đưatín hiệu ra bọ hiện thị sô Tương tự ta cũng có các thiết bị đo số như Ampe kế số,Vôn kế số, Ôm kế số…

Ôxylô là một trong số các thiết bị đo lường quan trọng nhất được sử dụng trongviệc phân tích một mạch điện tử phức tạp Ô xy lô là một vôn kế tinh vi với bộ hiểnthị đồ thị 2 chiều để có thể đo điện áp ( độ lớn ) và tần số ( thời gian ) của một tínhiệu điện Điều này cho phép người sử dụng quan sát điện thế và sự biến đổi củatần số theo thời gian; từ đó đo được hoặc tín hoặc hằng số hoặc tín hiệu biến đổi cóthể được đo

IV.Động Cơ Điện

Động cơ điện là thiết bị biến đổi điện năng thành cơ năng, được sử dụng phổbiến trên máy bay và vũ trụ với nhiều mục đích trong các hệ thống khác nhau như:

hệ thống khởi động, cửa thông hơi, thiết bị làm lạnh trung gian, hệ thống trao đổinhiệt hoặc van điều khiển, van kiểm tra nhiệt độ, càng máy bay, cánh tà, tấm bùtinh chỉnh cánh điều khiển, hệ thống điều khiển bay, bơm nhiên liệu, bơm thủy lực,bơm chân không, cánh quạt điều khiển được, khối ổn định, thiết bị hành trình vàthiết bị theo dõi Động cơ điện chủ yếu dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ Sựđẩy của các cực từ cùng dấu và hút nhau của các cực từ khác dấu làm việc cùngnhau tạo ra mô men xoắn làm quay động cơ Có hai loại động cơ điện là : động cơđiện một chiều và động cơ điện xoay chiều

IV.1 Động cơ điện một chiều:

Dựa vào phương pháp kích từ động cơ điện một chiều chiều gồm có động cơkích từ nối tiếp, động cơ kích từ song song, động cơ kích từ hỗn hợp dựa theo cáchmắc của phần cảm và phần ứng

Trong động cơ kích từ nối tiếp phần cảm mắc nối tiếp với phần ứng Vì rằng khichưa bão hòa mômen quay động cơ tỷ lệ với bình phương dòng điện, và tốc độgiảm theo tải, động cơ kích từ nối tiếp thích hợp trong chế độ tải nặng nề, đặc biệt

khi mà tải liên tục đặt lên động cơ và tải lớn khi động cơ bắt đầu hoạt động Trongmáy bay động cơ kích từ nối tiếp được sủ dụng cho quá trình khởi động, càng máybay, cửa thông hơi, và các thiết bị tương tự.

Trong động cơ kích từ song song phần cảm mắc song song với phần ứng.Phương pháp này sử dụng rất rộng rãi, song cần chú ý khi giảm từ thông, có thểdòng điện phần ứng tăng quá giá trị cho phép, vì thế cần có bộ phận bảo vệ, cắtđiện không cho động cơ làm việc, khi từ thông giảm quá nhiều Động cơ điện kích

từ song song có đặc tính cơ cứng, và tốc độ hầu như không đổi khi công suất trêntrục thay đổi Do vậy động cơ kích từ song song được sử dụng khi tải trọng nhỏ khikhởi động và tăng khi vận tốc động cơ tăng Tải trọng tiêu biểu cho dạng này làcàng máy bay, bơm ly tâm, đảo điện quay

Động cơ kích từ hỗn hợp là sự kết hợp của động cơ kích từ nối tiếp và động cơkích từ song song, các dây cuốn kích từ có thể nối thuận làm tăng từ thông, hoặcnối ngược làm giảm từ thông Tốc độ quay hầu như không đổi khi mômen thay đổi.Động cơ hỗn hợp sử dụng cho các máy hoạt động với tải trọng biến đổi trong mộtphạm vi rộng Trên máy bay chúng được dùng để dẫn hướng bơm cao áp, có thểhoạt động trong điều kiện không tải đến tải lớn nhất

Để tăng công suất của động cơ, giảm trọng lượng máy bay, đồng thời đảm bao độbền động cơ Cần thiết phải sử dụng vật liệu cách nhiệt và tráng men trong phầncảm và phần ứng và có thể cả quạt làm mát hay khí động để tản nhiệt cho động cơ,đặc biệt là bộ ly hợp

IV Động cơ xoay chiều:

Nguyên lý hoạt động, nền tảng chủ yếu của cảm ứng điện và từ là chung chođộng cơ xoay chiều và một chiều nhưng ứng dụng lại khác do tốc độ đảo chiều vàthay đổi trong đặc tính biên độ của dòng xoay chiều Một số đặc tính của động cơxoay chiều tạo ra nhiều loại hiệu quả hơn động cơ một chiều do đó được sử dụngthương mại nhiều Một trong nhứng lợi thế của động cơ xoay chiều so với mộtchiều là cung cấp nhiều năng lượng hơn với khối lượng nhỏ hơn Có ba loại động

cơ xoay chiều chính là: động cơ đồng bộ, động cơ cảm ứng và động cơ vạn năng

Một động cơ vạn năng giống như một động cơ một chiều và có thể hoạt động cảvới dòng một chiều và xoay chiều Do hướng của dòng điện trên phần cảm và phầnứng thay đổi giống nhau khi dòng xoay chiều vào động cơ vạn năng nên hướng của

mô men như nhau tại mọi thời điểm Do nguyên nhân này mà động cơ sẽ quay đềuđặn theo một hướng không phụ thuọc loaị dòng điện cung cấp cho động cơ Động

cơ vạn năng thông thường thường dùng trong hệ thống làm sạch chân không, cácthiết bị điện nhỏ và động cơ khoan điện Động cơ vạn năng không dùng trên hệthống điện máy bay do tất cả dòng xoay chiều có tần số 400hz và ở tần số này sẽtổn thất nhiều năng lượng trên động cơ vạn năng

Động cơ cảm ứng có phạm vi ứng dụng rộng rãi do đacự tính hoạt động của nó

Nó không đòi hỏi thiết bị khởi động đặc biệt hoặc kích thích từ một nguồn hỗ trợ

và có giới hạn tải lớn Nó ứng dụng cho hầu hết các tải trọng khi không cần thiếtvận tốc không đổi và chính xác

Động cơ đồng bộ quay với vận tốc đồng bộ với vân tốc của dòng xoay chiều.Loại động cơ này có một số đặc điểm cấu tạo giống với động cơ cảm ứng và có cấutrúc giống với động cơ của máy dao điện Một trong những ứng dụng quan trọngcủa loại động cơ này thay đổi tần số dòng xoay chiều Vì động cơ sẽ quay chínhxác ở tốc độ không đổi, có thể dùng nó để dẫn động một máy dao điện thông quamột hệ thống bánh răng vi sai để tạo ra bất kỳ tần số mong muốn nào một cáchchính xác Động cơ đồng bộ thường được dùng trên máy bay trong các thiết bị đotốc độ Nhược điểm của động cơ điện đồng bộ là mở máy và cấu tạo phức tạp nêngiá thành đắt

Động cơ xoay chiều 3 pha trên máy bay giống với động cơ cảm ứng 3 pha dùngtrong công nghiệp nhưng tần số hoạt dodọng là 400Hz làm cho động cơ nhẹ nhưngnăng lượng cung cấp lớn Động cơ loại này thường dùng trên các máy bay vận tải

để truyền động bơm thủy lực, quạt thổi, bơm vận chuyển và một số hệ thống đòihỏi cơ năng lớn

Yêu cầu kiểm tra và bảo trì: Kiểm tra bảo trì phải được tiến hành hết sức cẩnthận và tỉ mỉ đúng theo quy trình cho mỗi loại động cơ

X Máy Phát Điện và Mạch Điều Khiển Liên Quan

Một máy phát điện được định nghĩa là một máy biến năng lượng cơ thành nănglượng điện Trên máy bay cơ năng luôn được cung cấp bởi động cơ máy bay Ánhsáng trên máy bay sử dụng máy phát điện 14 hoặc 28 V điện 1 chiều Mẫu máybay lớn dùng máy phát dòng xoay chiều 208 hoặc 117 V ở 400Hz So sánh vớimột hệ thống một chiều 28 V , một hệ thống xoay chiều điện thế cao hơn sẽ chonăng lượng gấp vài lần với cùng khối lượng vì vậy nó là một lợi thế lớn để sửdụng hệ thống xoay chiều ở những nơi chịu tải điện nặng Máy phát điện xoaychiều được sử dụng rộng rãi trong máy bay thương mại có thể sản xuất ra điệnnăng trên 6000W Trên máy bay đa động cơ, mỗi máy phát điện được điều khiểnbởi mỗi động cơ để cho phép có độ dư trong trường hợp một máy phát bị hỏng Nguyên lý cơ bản của máy phát điện là dựa trên hiện tựợng cảm ứng điện từ.Một cách đơn giản để xác định hướng của dòng điện là sử dụng quy tắc bàn tay tráicho máy phát điện

1 Máy phát điện xoay chiều đơn giản : có thể được tạo ra bằng cách đặt một vòngdây kín giữa các cực của nam châm vĩnh cửu Dòng được tạo ra do sự tiếp xúc củachổi than và cổ góp Điện thế dạng song được sinh ra bởi kiểu của máy phát điệnnày được gọi là sóng hình sin.Thành phần cơ bản của máy phát điện xoay chiềuđơn giản gồm: một từ trường được tạo ra bởi nam châm vĩnh cửu hay nam châmđiện gọi là stato, khung dây quay trong từ trường gọi là roto Vành góp dòng để lấydòng từ khung dây, những cực của nam châm gọi là những cực của từ trường.2.Máy phát điện một chiều đơn giản : là rất cần thiết cho nhiều hệ thống trên máybay để nạp ắc qui và nhiều ứng dụng khác Một dòng điện có thể nhận được từ máyphát ddienj xoay chiều bằng cách sử dụng bộ chuyển mạch thay thế vành góp trênmáy phát điện xoay chiều

3.Máy khởi động- phát điện : là sự kết hợp của một máy phát điện và một máykhởi động đặt cùng trong một hộp Hầu hết máy khởi động- phát điện đều chứa ítnhất hai cuộn từ và một cuộn ứng Trong chế độ khởi động máy khởi động- phátđiện dùng một điện trở thấp, một dòng có cường đọ lớn chạy qua cả cuộn dây phầncực từ và phần khung dây sinh ra 1 mômen lớn để quay động cơ Khi ở chế độ máyphát điện, máy khởi động- phát điện có kar năng cung cấp dòng cho cả hệ thốngđiện của máy bay Một ưu điểm của máy khởi động- phát điện là chỉ duy nhất một

cơ cấu bánh răng dẫn động sử dụng cho cả hai chế độ khởi động và máy phát.Nhược điểm chính của máy khởi động- phát điện là chúng không thể duy trì đầu ralớn ở tốc độ quay thấp Vì thế mà máy khởi động- phát điện phải sử dụng trên máybay động cơ điện vì duy trì tốc đọ đọng cơ cao.

Điều khiển máy khởi động- phát điện là hết sức phức tạp, chúng phải điều khiểndòng cho cả hệ thống khởi động và hệ thống máy phát điện

Yêu cầu kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa máy phát điện phải đảm bảo yêu cầu củathiết kế từ khâu vệ sinh đến khâu lắp đặt hệ thống, đảm bảo sự làm việc của hệthống

VI.Máy dao điện-máy đổi điện và thiết bị điều khiển liên quan

Có 2 loại máy dao điện chính hiện tại được sử dụng trên máy bay là : Máy daođiện một chiều(DC alternator ) và máy dao điện xoay chiều (AC alternator).DCđược sử dụng chủ yếu trên các loại máy bay có điện tải tương đôi nhỏ còn ACđược sử dụng trên các máy bay thương mại cỡ lớn và nhiều loại máy bay quânsự.Trong các máy bay thương mại cỡ lớn ,AC được sử dụng trực tiếp để thự hiệnchức năng cung cấp năng lượng cho các hệ thống điều khiển và các motor điệntrong nhiều mục đích

VI.1 Máy phát điện xoay chiều

Nguyên lý của máy phát điện xoay chiều: Nguyên lý của cảm ứng điện từ: khimột dây dẫn điện bị cắt qua bởi 1 dòng lực từ ,1 dòng điện áp sẽ được kích thíchtrong dây dẫn ,và hướng của điện áp cảm ứng sẽ phụ thuộc vào hướng của từthông và hướng của chuyển động qua thông lượng

• Phần lớn tất cả các loại máy dao điện dành cho các hệ thống năng lượngcủa máy báy được tạo ra với một trường quay và một phần cứng cố định

• AC generators,thường được gọi là máy dao điện,được sử dụng như mộtnguồn điện chính trong hầu hết các loại máy bay vận chuyển

• Hệ thống máy phát điện xoay chiều tạo ra nguồn năng lượng lớn hơntrên mỗi kg trọng lượng của nó hơn là hệ thống máy phát điện mộtchiều,tuy nhiên,tất cả các loại máy phát xoay chiều đều cần một tốc độchạy không đổi để duy trì tần số dòng không đổi

• Có 2 loại máy phát điện xoay chiều :

o Máy phát hiệu năng cao không chổi than

o Máy phát có hệ thống tốc độ ổn định

XI.2 Những loại máy đổi điện ( Inverters )

• Máy đổi điện là một thiết bị dùng để chuyển đổi dòng điện một chiềuthành dòng xoay chiều ở một giá trị tần số và điện áp tùy thuộc vào mụcđích sử dụng

• Máy đổi điện được đặc biệt sử dụng trên các loại may bay cỡ lớn trongnhững tình huống đặc biệt.Trong trường hợp này máy bay sử dụng máyphát điện chạy bằng động cơ (máy dao điện ) để cung cấp nguồn xoaychiều cần thiết trong điều kiện hoạt động bình thường

XI.3.Hệ thống có tần số cố định, vận tốc thay đổi

Trong nỗ lực để đơn giản hóa và gia tăng nguồn điện xoay chiều cho máybay,một lượng lớn hệ thống đã được phát minh ra để tạo ra 400HZ nguồn điệnxoay chiều qua hệ thống mạch điện bán dẫn

XII.Hệ thống phân phối nguồn điện

Máy bay hiện đại đòi hỏi một nguồn cung ứng điện vững chắc và có độ tin cậy

Có bốn loại nguồn điện phổ biến được dùng trong các hệ thống máy bay thôngthường Các loại nguồn này là máy phát một chiều (sử dụng động năng), máy phátmột chiều (sử dụng cơ năng), máy phát xoay chiều, và ắcqui của máy bay.Trong tất

cả các máy bay thì dây dẫn chính được nối với cực dương của máy phát điện hayắcqui Cực âm được phân phối trên cấu trúc kim loại của máy bay Kết cấu kimloại của máy bay (cực âm của điện thế) thường được hiểu là đất.Máy bay to vàphức tạp thường cần một vài dây dẫn chính Mỗi dây có nhiệm vụ phân phối điệntới một nhómg các thiết bị tiêu thụ riêng Dây dẫn chính thường được chia thànhdây một chiều và dây xoay chiều, trái và phải, và thiết yếu và không thiết yếu.Trêncác máy bay có nhiều động cơ mỗi máy phát được chạy bởi một động cơ sử dụngdây phân phối riêng của nó

XII.1.Yêu cầu chung

Các thiết bị và hệ thống bảo vệ thích hợp được lắp đặt để chống hiện tượng ngắnmạch Những thiết bị như vậy bao gồm cầu chì, bộ ngắt điện, và rơle ngắt

mạch.Người vận hành hay người bảo dưỡng phải biết tải điện của máy bay Trướckhi lắp đặt bất cứ thiết bị điện nào lên máy bay, kĩ thuật viên phải thực hiện phépphân tích tải Việc này để đảm bảo rằng hệ thống thống phát điện của máy bay sẽkhông bị quá tải khi thêm thiết bị mới.Một hệ thống điện đơn giản của máy bay cóchứa mạch ắcqui, mạch máy phát với hệ thống điều khiển kết hợp, mạch khởi độngđộng cơ, dây dẫn chính với các mạch ngắt dòng, ampe kế, các mạch chiếu sáng, vàmạch vô tuyến.Trên thực tế, Các nhà sản xuất thường chia sơ đồ hệ thống điệnthành các hệ thống riêng biệt Điều này trở nên cần thiết khi phân chia hệ với máybay lớn và phức tạp Nếu toàn bộ hệ thống điện của máy bay được trình bày trênmột bản vẽ thì hình vẽ sẽ rất lộn xộn và khó đọc

XII.2.Phân phối điện trên máy bay vật liệu tổng hợp

Máy bay vật liệu tổng hợp có độ cách điện rất cao Để chống lại tính cách điệncao này, một tấm tiếp đất được tích hợp vào kết cấu tổng hợp của máy bay.Có haiphương pháp dùng để nối thiết bị với tấm tiếp đất, nối trực tiếp và nối gián tiếp

XII.3.Hệ thống điện trên máy bay lớn

• Hệ thống điện trên các máy bay lớn cũng có những điểm tương đồng với

hệ thống đó trên các máy bay nhỏ Trên máy bay lớn thường có mộtắcqui và hai hay nhiều máy phát, cung cấp điện cho các dây dẫn phânphối

• Các máy bay hiện đại lớn dùng cả điện một chiều và điện xoay chiều

o Điện áp ra của các máy phát thường là điện áp xoay chiều 3 pha

115 V

o Hệ thống một chiều kết hợp các khả năng dôi dư và cách ly vì lý

do an toàn Phụ tải của các dây dẫn một chiều được sắp xếp saocho sự mất điện của hệ thống là không thể xảy ra

• Có hai cấu hình được dùng để phân phối điện, hệ thống tách dây và hệthống song song

o Hệ thống tách dây được sử dụng trên hầu hết các máy bay thươngmại động cơ kép Hệ thống tách dây có hai hệ thống cấp phát điệnhoàn toàn tách biệt Mỗi hệ thống, trái và phải, chứa máy phátxoay chiều, chuyển đổỉ-chỉnh lưu, và các dây dẫn phân phối riêng

o Trong hệ thống song song, toàn bộ tải được chia đều cho các máyphát đang hoạt động Tất cả các máy phát xoay chiều được nối vàomột dây dẫn phân phối chính Kiểu hệ thống này duy trì tải chia sẻđều cho ba hay nhiều máy phát Các hệ thông phân phối điện xoaychiều song song thường gặp trên các máy bay thương mại có 3 haynhiều động cơ

o Ngoài ra trong một số máy bay còn sử dụng hệ thống phân phốitách song song Hệ thống này cho phép linh hoạt trong phân phối

và vẫn có thể thực hiện cách ly trong hệ thống khi cần thiết

• Tất cả các hệ thống điện của máy bay được thiết kế với sự phân cấp dây.Điều đó có nghĩa là những thành phần quan trọng nhất là thành phần cuốicùng bị lỗ

• Trên các máy bay hiện đại sử dụng hệ thống song song hay tách, phươngtiện trung tâm trong việc điều khiển hệ thống phân phối giữa các dây dẫn

• Trên một số máy bay hệ thống phân phối điện tự động cung cấp sự truyềnđiện không đứt đoạn

XIII.Thiết kế và bảo trì hệ thống điện máy bay

Hoạt động của máy bay không thể điều khiển chính xác nếu không có hệ thốngđiện cần thiết Vì vậy cần thiết phải có sự bảo trì hệ thống của máy bay , hệ thốngđiện phải được kiểm tra và bảo dưỡng

XIII.1.Yêu cầu an toàn cho hệ thống điện

• Hệ thống điên cho máy bay phải đấy đủ thông tin sử dụng , nguồn điệndây truyền điện và kết nối , bảo vệ trang bị nguồn chính xác tới mạchđảm bảo hoặt động an toàn của máy bay

• Hệ thống điện khi lắp đặt tách biệt với các phần khác , trong phương thứchoặt động của nó và phải xét đến hiệu quả cua nó trong các phần của máybay

• Hệ thống điện trong điều kiện nhiệt độ cao phải đặt trong ống cách điện

• Thiết bị điện , điều khiển , và hệ thống điện cho máy bay phải được lắpđặt sao cho hệ thống hoạt động của một đơn vị hoặc cả hệ thống khôngảnh hưởng hoạt động đồng thời của hệ thống

• Bảo trì cho máy bay phải chứa đựng thông tin giải thích hoạt động của hệthống điện, hiểu đầy đủ hoạt động của hệ thống , công nghệ phải phổbiến với hệ thống dây điện

XIII.2.Hệ thống điện cho máy bay lớn

• Mạch bay đươc phân làm 2 loại mạch bay cơ bản và không cơ bản, đểđảm bảo an toàn cho mạch bay phải có nguồn năng lượng cần thiết hoặcnăng lượng phỉa dự trữ dưới dạng ác quy

• Trên máy bay lớn , cơ cấu hạ cánh là cơ cấu thủy lực, hệ thống điện được

sử dụng để điều khiển vị trí và cơ cấu thủy lực

• Trên máy bay lớn luôn có bộ phận kiểm tra hệ thống kiểm tra này rất đadạng và chứa những thông tin lỗi và có thể gọi lại , có thể phát hiện 95%lỗi

• Những hệ thống điều khiển, kiểm tra và điều chỉnh những hệ thống khácgiống như những máy tính nhỏ với những chức năng đặc biệt

XIII.3.Bảo trì và cách tìm sự cố cho hệ thống điện

• Dụng cụ sửa chữa gồm có : điện trở, vôn kế và ampe kế

• Ôm kế được sử dụng đo điện trở của mạch, và ứng dụng để đo sự ngắtmạch Điều khác biệt trong mạch điện trên máy bay khi sử dụng vôn kế

là cực âm của vôn kế được kết nối với đất cực dương kết nối với ác quy

• Khi chương trình được kiểm tra xong thì hệ thống mới được khởi động ,nếu hệ thống có lỗi chương trình tái thông báo hoặc tái hoặt động , khikhông có lỗi chương trình trả lời và hệ thống có thể khởi động

• Khi đưa dữ liệu vào máy tính và có phần mền kiểm tra, có lỗi thông báolên màn hình gồm 3 lớp:

o lớp 1 : xảy ra khi hoặt động bay , phi hành đoàn được cảnh báobằng đèn báo hiệu màu đỏ , phi công nghi lại trong sổ theo dõi ,cần bảo trì trước chuyến bay tiếp

o lớp 2: được thông báo bởi phi công trong lịch trình vì chúng khôngthể để ở dạng không sửa cho đến lền bảo trì tiếp theo

o lớp 3: không được báo tới phi công và có thể để ở dạng không cầnquan tâm cho đến lần bảo trì tiếp theo , lỗi loại 3 được hiển thịtrong quá trình truy nhập vào các hệ thống

XIV.Lý thuyết sóng Radio

Radio của ngành hàng không bao gồm các trang thiết bị liên lạc, các trang thiết

bị ngành hàng hải, radar và các hệ thống điện tử khác.Những máy phát và nhậnsóng radio đặc biệt quan trọng đối với việc tiếp cận của các sân bay thương mạilớn Trong vùng này khoảng không có thể rất chật, phi công phải có khả năng liênlạc được với trạm điều khiển giao thông đường không

số được sử dụng trong rất nhiều các dạng của hệ thống sóng radio có dải từ 3 KHz đến khoảng 30 GHz Các tần số này được chia thành 7 dải:

Tần số cực

ngắn

3-30 kHz 100 000-10 000

m

Hàng hải, tín hiệu giờ

Tần số ngắn 30-300 kHz 10 000- 1000 m Hàng hải, vô tuyến, di

động hàng hảiTần số trung 300-3000

kHz

1000-100 m Truyền thông, di động

hàng hải

Tần số cao 3-30 MHz 100-10 m Truyền thông, di động

hàng không và hànghải, băng tần nghiệpdư

Tần số rất cao 30-300 MHz 10-1 m Truyền thông TV và

FM, truyền thông hàngkhông và hàng hải, diđộng hàng hải

Tần số cực

cao

300-3000MHz

1 m-10 cm Truyền hình, radar, di

động hàng hải và hàngkhông, hàng hải, radionội bộ, truyền thôngkhông gian, khí tượngSiêu cao tần 3-30 GHz 10 cm-1 cm Truyền thông không

gian và vệ tinh,radionội bộ và hàng hải,radar

Trường năng lượng điện trường và từ trường để vận chuyển một tín hiệu sóng radio,do nó bị mất năng lượng trên đường đi, được gọi là sóng mang Tần số của sóng mang có thể chỉ là một vài trăm kHz hoặc vài nghìn MHz

Ăng ten là một thiết bị dẫn được thiết kế đặc biệt, nhận năng lượng từ máy phát

và truyền nó vào trong khí quyển Trong quá trình nhận, một ăng ten hoạt động như một cơ cấu nhận một dòng cảm ứng từ sóng từ trường

XIV.2 Bộ khuyếch đại

Một bộ khuyếch đại là một mạch mà nó nhận một tín hiệu với một biên độ nào

đó và tạo ra một tín hiệu có biên độ lớn hơn.Các bộ khuyếch đại được phân loại cho phù hợp với chức năng, mức vận hành, hoặc thiết kế mạch Chức năng có thể khuyếch đại công suất hoặc điện áp

XIV.3.Chức năng của máy phát

• Máy phát sóng radio có chức năng:

o tạo sóng mang RF

o khuyếch đại sóng mang

o biến đổi sóng mang thành tín hiệu số sóng âm hoặc một vài dạng thông tin khác

o khuyếch đại tín hiệu chuyển đổi

o ghép tín hiệu chuyển đổi với một ăng ten

o truyền tín hiệu vào trong khí quyển

• Ống vi âm (MIC) là dụng cụ dùng để chuyển năng lượng âm thành năng lượng điện Thông thường máy bay có 3 loại ống vi âm: carbon, động lực, electret

• Máy tạo dao động là một mạch được thiết kế để tạo một dòng xoay Máy tạo dao động được sử dụng trong máy phát radio và vô tuyến để tạo ra sóng mang RF

• bộ khuyếch đại đệm dùng để khuyếch đại tín hiệu RF được tạo ra bởi bộ tạo dao động mà không tải mạch tạo dao động

• Tần số của một chất bán dẫn được xác định bởi chiều dày của nó và có một giới hạn tần số đối với mỗi chất bán dẫn Do đó mạch nhân tần số được dùng để vượt qua tần số giới hạn

• Hàm điều biến hay mạch điều biến trong một máy phát là để tạo một tín hiệu lên sóng mang RF

• Bộ khuyếch đại công suất của máy phát có chức năng tăng mức năng lượng của tín hiệu điều biến tới một giá trị yêu cầu của hệ thống phát

• Bộ kết nối ăng ten là một mạch kết nối bộ khuyếch đại của máy phát với ăng ten của nó

XIV.4 Máy nhận

Khi một tần số chuẩn được tạo ra, cần thiết thiết lập một mạch cộng hưởng để lọctần số đó cho máy nhận và loại bỏ những tần số khác.Các loại bộ lọc được sử dụng

để lọc nhiều tần số trong mạch điện tử trong mạch điện tử là bộ lọc cao tần, bộ lọc

hạ tần và bộ lọc thông dải lọc tần số ở các dải sóng tương ứng

Sự tách sóng của tín hiệu radio là qui trình của việc chia sóng mang RF từ sóng thông minh AF Điều này được hoàn tất bởi việc hiệu chỉnh sóng điều biến để tạo

ra một tín hiệu một chiều và sau đó lọc sóng thu được để loại sóng mang ở tần số cao từ sóng âm ở tần số thấp

Một bộ khuyếch đại bao gồm các đặc trưng của mạch transistor được sử dụng để tăng cường độ tín hiệu, cùng với rất nhiều các bộ lọc được sử dụng để điều khiển

âm thanh và tăng độ tin cậy Bởi vì tín hiệu được khuyếch đại, sự tái tạo của âm thanh được hoàn tất bởi việc chuyển đổi năng lượng điện sang sóng âm

Máy thu đổi tần lấy tên xuất phát từ thực tế khi một tần số tín hiệu mới được tạo

ra trong máy thu bởi một bộ tạo dao động nội được gọi là bộ dao động tần số

phách (BFO) Tín hiệu BFO được cung cấp ở trong hệ thống chuyển đổi hoặc trộn.

Máy thu đổi tần được sử dụng trong rất nhiều các hệ thống điện tử khác radio Chúng có rất nhiều lợi ích, trong số đó là điều chỉnh khuyếch đại, cải thiện sự khuyếch đại, tính lựa chọn cao và mức độ tin cậy tốt

XV Các hệ thống liên lạc và dẫn đường

Sử du ̣ng thiết bi ̣ radio và điê ̣n tử hàng không tăng đáng kể đối với tất cả các loa ̣i máy bay trong 30 năm qua Sự phát triển của kĩ thuâ ̣t bán dẫn và điê ̣n tử số có thể thay thế các hê ̣ thống dẫn đường, điều hướng phức ta ̣p và tối tân Vừa qua, các hê ̣ thống này chỉ được sử du ̣ng trong các máy bay lớn bởi kích cỡ và chiều rô ̣ng các thành phần của hê ̣ thống Ngày nay các điều khoản điê ̣n tử hàng không là sự kết

hơ ̣p của điê ̣n tử (aviation) hàng không (electronics), bao quanh là hê ̣ thống điê ̣n tử phức ta ̣p

Hê ̣ thống điê ̣n tử HK bao gồm radio giao tiếp (COMM), hê ̣ thống điều hướng (NAV và RNAV), hê ̣ thống dự báo thời tiết, hê ̣ thống quản lý đèn (FMSs) Hê ̣ thống điều hướng có thể bao gồm VHF, VOR, thiết bi ̣ đo khoảng cách (DME), bô ̣ dò hướng tự đô ̣ng (ADF), máy thu đi ̣nh vi ̣ (LOC), máy thu đường lướt ha ̣ cánh (GS), hê ̣ thống cảnh báo giao thông và tránh xung đô ̣t (TCASs), máy thu pha vô tuyến, bô ̣ tiếp sóng, radio đo đô ̣ cao, giải mã đô ̣ cao, và bô ̣ chỉ báo số Trong mô ̣t vài trường hợp, trên các máy bay hiê ̣n đa ̣i nhất, những hê ̣ thống này được kết hợp trong hê ̣ thống tích hợp xử lý điê ̣n tử hàng không (IAPS)

XV.1 Hệ thống liên lạc:

Hê ̣ thống radio liên la ̣c có mu ̣c đích chính điều khiển giao thông đường không, tuy nhiên, máy bay thương ma ̣i cũng sử du ̣ng dải tấn số cao để liên la ̣c với các