CN105162104B - 飞机电气负载统计和电源容量分析的方法和装置 - Google Patents

飞机电气负载统计和电源容量分析的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法和装置。该方法包括：根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作；当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求；根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。本发明实现了对飞机电气负载的自动统计，提高了统计的准确性和效率。

Description

飞机电气负载统计和电源容量分析的方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及航空电气系统技术，尤其涉及一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法和装置。
背景技术
电气负载统计和电源系统容量分析是飞机电气系统设计中不可缺少的重要环节。电源系统应满足全机用电设备的容量要求，电源容量是否合适，将影响电气运行的可靠性和经济性。因此在电气系统的设计阶段，就必须进行电气负载和电源容量分析。
随着多电飞机研究的推进，飞机电气负载的数目和种类较传统飞机有了量级的的增长。据不完全统计，C919的电气负载数目为600多，波音B787的电气负载数目多达1000多，每个电气负载需要统计的信息大约为30多项，而目前的解决方案为人工统计。
现有技术中，飞机电气负载统计的手工计算，需要耗费大量的人力和时间，加上人工统计的客观性，统计的准确度有待商榷。在宽体客机电源系统概念方案论证中，需对不同构型系统的电气负载进行统计和容量分析，如果采取传统的人工统计方法则会浪费大量的时间。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法和装置，以提高统计的准确性和效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法，所述方法包括：
根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作；
当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求；
根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
第二方面，本发明实施例还提供了一种飞机电气负载统计和电源容量分析的装置，所述装置包括：
负载工作情况确定模块，用于根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作；
负载功率需求计算模块，用于当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求；
飞机电源容量计算模块，用于根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
本发明实施例提供的飞机电气负载统计和电源容量分析的方法和装置，通过根据负载的工作条件确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作，当负载工作时，根据负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求，根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量，实现了对飞机电气负载的自动统计，提高了统计的准确性和效率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的飞机电气负载统计和电源容量分析的方法中的电气负载特性分析表的构成图；
图4是本发明实施例三提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法的流程图；
图5是本发明实施例四提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
本发明实施例提供的飞机电气负载统计和电源系统容量分析方法，可以用于飞机电气系统概念设计阶段、初步设计阶段和详细设计阶段，可以明显提高电气负载统计的效率，并且大大降低电气系统设计人员在电气负载统计和电源容量分析中的工作时间，为飞机电气系统设计和电源系统容量分析提供有效的支持，总之，该方法统计速度快、纠错性好，可以实现“无差错”统计。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法的流程图，本实施例可适用于对飞机进行电气负载统计电源容量分析的情况，该方法可以由计算机来执行，具体包括如下步骤：
步骤110，根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作。
负载的工作条件中记录了该负载在飞机的哪个工作状态中工作，因此，根据负载的工作条件可以确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作，即确定负载在设定工作状态时是否需要卸载。
其中，所述设定工作状态优选包括：正常运行状态、单发失效状态、仅蓄电池供电状态或仅冲压空气涡轮供电状态。所述正常运行状态是指飞机的所有发动机均可用的情况；单发失效是指双发或多发飞机在飞行时有一台发动机发生故障；冲压空气涡轮(RamAir Turbine，RAT)是飞机在失去发动机动力时的应急能源系统，提供飞机操纵所需的液压能源和用电用户所需的电源。
步骤120，当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求。
其中，工作模式描述负载的工作模式信息，如满载运行或者半载运行等，给出功率因数。
所述功率损耗分布是负载在飞机的每个飞行阶段中的功率需求，所述飞行阶段包括第零飞行阶段(G0)、第一飞行阶段(G1)、第二飞行阶段(G2)、第三飞行阶段(G3)、第四飞行阶段(G4)、第五飞行阶段(G5)、第六飞行阶段(G6)、第七飞行阶段(G7)和第八飞行阶段(G8)。表1是飞机飞行阶段划分的表格。
表1飞机飞行阶段划分
最大负载功率对负载进行5秒钟分析、5分钟分析和连续分析。其中，5秒钟分析是指对任何工作时间大于0.3秒的负载，都应提供最大5秒内的平均值；5分钟分析是指对任何工作时间大于5秒的负载，都应提供最大值5分钟内的平均值；连续分析是指持续工作时间大于5分钟的用电设备，均应进行连续分析、5分钟分析和5秒钟分析。在飞机的每个飞行阶段中均需要进行5秒钟分析、5分钟分析和连续分析。
瞬态功率用于获取负载最严重的冲击特性，该冲击特性通过峰值和半峰值来定义，通常用于负载上电的最初300毫秒。
当负载工作时，根据该负载的工作模式，得到该负载的功率因数，负载功率因数乘以功率损耗分布，再乘以最大负载功率得到飞机在不同飞行阶段中的功率需求，再结合飞机的瞬态功率，得到飞机在设定工作状态时的功率需求，即得到飞机在G0-G8飞行阶段中5秒钟、5分钟和连续阶段的用电情况。
其中，对于交流负载，功率需求指的是负载的用电功率；对于直流负载，功率需求指的是负载的用电电流。
步骤130，根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
根据飞机中负载的工作条件，确定在设定工作状态时，需要工作的负载，根据在设定工作状态时的每个的负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的负载统计或电源容量。
本实施例通过根据负载的工作条件确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作，当负载工作时，根据负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求，根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量，实现了对飞机电气负载的自动统计，提高了统计的准确性和效率。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法的流程图，具体包括如下步骤：
步骤210，对飞机的负载的信息参数进行整理，构成电气负载特性分析表。
图3是本发明实施例提供的飞机电气负载统计和电源容量分析的方法中的电气负载特性分析表的构成图。如图3所示，所述电气负载特性分析表即所述信息参数包括：供应商信息、供电电源、工作条件、工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率。供应商信息描述负载的名称，供电电源描述负载的输入电压，如230伏交流、115伏交流、540伏直流或28伏直流。
对飞机的负载的信息参数进行整理，构成电气负载特性分析表，每个负载对应一个电气负载特性分析表，该分析表通过Excel设计。在对飞机进行电气负载统计和电源容量分析时，首先导入负载，即对每个负载的电气负载特性分析表进行汇总，生成一个关于飞机的所有负载的汇总分析表。具体分析时，通过查询该汇总分析表便可以快速得到每个负载的信息参数，进一步加快统计速度，提高效率。
步骤220，根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作。
步骤230，当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求。
步骤240，根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
本实施例通过对飞机的负载的信息参数进行整理，构成电气负载特性分析表，根据负载的工作条件确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作，当负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率计算所述负载的功率需求，根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累计得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量，实现了对飞机电气负载的自动统计，提高了统计的准确性和效率，与实施例一相比，先对飞机负载的信息参数进行整理构成电气特性分析表，进一步加快了统计速度，提高了效率。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法的流程图，具体包括如下步骤：
步骤410，根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作。
步骤420，当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求。
步骤430，根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
步骤440，根据飞机在设定工作状态时的电源容量，生成负载分析表格和柱状图。
飞机在设定工作状态时对于不同飞行阶段中的电源容量，生成负载分析表格和柱状图，便于进行直观的分析。
本实施例通过根据负载的工作条件确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作，当负载工作时，根据负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求，根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量，根据飞机在设定工作状态时的电源容量，生成负载分析表格和柱状图，实现了对飞机电气负载的自动统计，提高了统计的准确性和效率，与实施例一相比，生成负载分析表格和柱状图便于进行直观的分析。
实施例四
图5是本发明实施例四提供的一种飞机电气负载统计和电源容量分析的装置的示意图，如图5所示，本实施例所述的飞机电气负载统计和电源容量分析的装置包括：负载工作情况确定模块510、负载功率需求计算模块520和飞机电源容量计算模块530。
其中，负载工作情况确定模块510用于根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作；
负载功率需求计算模块520用于当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率，计算所述负载的功率需求；
飞机电源容量计算模块530用于根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
优选的，还包括：
负载信息参数整理模块，用于在根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作之前，对飞机的负载的信息参数进行整理，构成电气负载特性分析表；其中，所述信息参数包括：供应商信息、供电电源、工作条件、工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率。
优选的，还包括
柱状图生成模块，用于在累加得到飞机在设定工作状态时的电源容量之后，根据飞机在设定工作状态时的电源容量，生成负载分析表格和柱状图。
其中，所述设定工作状态优选包括：正常运行状态、单发失效状态、仅蓄电池供电状态或仅冲压空气涡轮供电状态。
优选的，所述功率损耗分布是负载在飞机的每个飞行阶段中的功率需求，所述飞行阶段包括第零飞行阶段、第一飞行阶段、第二飞行阶段、第三飞行阶段、第四飞行阶段、第五飞行阶段、第六飞行阶段、第七飞行阶段和第八飞行阶段。
上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种飞机电气负载统计和电源容量分析的方法，其特征在于，所述方法包括：
对飞机的负载的信息参数进行整理，构成电气负载特性分析表；其中，所述信息参数包括：供应商信息、供电电源、工作条件、工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率；所述工作模式描述负载的工作模式信息并给出功率因数，所述工作模式信息包括满载运行或者半载运行；
根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作，其中，所述设定工作状态包括：正常运行状态、单发失效状态、仅蓄电池供电状态或仅冲压空气涡轮供电状态，冲压空气涡轮是飞机在失去发动机动力时的应急能源系统，提供飞机操纵所需的液压能源和用电用户所需的电源；
当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式，得到所述负载的功率因数，将功率因数乘以功率损耗分布，再乘以最大负载功率得到负载在不同飞行阶段中的功率需求，再结合负载的瞬态功率，得到负载在设定工作状态时的功率需求；
根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在累加得到飞机在设定工作状态时的电源容量之后，还包括：
根据飞机在设定工作状态时的电源容量，生成负载分析表格和柱状图。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功率损耗分布是负载在飞机的每个飞行阶段中的功率需求，所述飞行阶段包括第零飞行阶段、第一飞行阶段、第二飞行阶段、第三飞行阶段、第四飞行阶段、第五飞行阶段、第六飞行阶段、第七飞行阶段和第八飞行阶段。
4.一种飞机电气负载统计和电源容量分析的装置，其特征在于，所述装置包括：
负载信息参数整理模块，用于对飞机的负载的信息参数进行整理，构成电气负载特性分析表；其中，所述信息参数包括：供应商信息、供电电源、工作条件、工作模式、功率损耗分布、最大负载功率和瞬态功率；所述工作模式描述负载的工作模式信息并给出功率因数，所述工作模式信息包括满载运行或者半载运行；
负载工作情况确定模块，用于根据负载的工作条件，确定飞机在设定工作状态时所述负载是否工作，其中，所述设定工作状态包括：正常运行状态、单发失效状态、仅蓄电池供电状态或仅冲压空气涡轮供电状态，冲压空气涡轮是飞机在失去发动机动力时的应急能源系统，提供飞机操纵所需的液压能源和用电用户所需的电源；
负载功率需求计算模块，用于当所述负载工作时，根据所述负载的工作模式，得到所述负载的功率因数，将功率因数乘以功率损耗分布，再乘以最大负载功率得到负载在不同飞行阶段中的功率需求，再结合负载的瞬态功率，得到负载在设定工作状态时的功率需求；
飞机电源容量计算模块，用于根据飞机在所述设定工作状态时的每个负载的功率需求，累加得到飞机在所述设定工作状态时的电源容量。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括
柱状图生成模块，用于在累加得到飞机在设定工作状态时的电源容量之后，根据飞机在设定工作状态时的电源容量，生成负载分析表格和柱状图。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述功率损耗分布是负载在飞机的每个飞行阶段中的功率需求，所述飞行阶段包括第零飞行阶段、第一飞行阶段、第二飞行阶段、第三飞行阶段、第四飞行阶段、第五飞行阶段、第六飞行阶段、第七飞行阶段和第八飞行阶段。
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