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據用于自動控制。當然，FMS本身也需要許多傳感器作為其輸入信號。如圖7.7-28
所示。
圖7.7-28 飛行管理系統的組成
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第8 章電源系統
第8.1 節直升機電源系統概述
8.1.1 電源的用途
所有航空器都需要使用電能，其主要用途是：
① 電能轉換成熱能：如電熱防冰類負載；
② 給電子設備供電：如計算機、顯示器、傳感器、控制器等；
③ 電能轉換成機械能：如電動油泵、電動機、電磁活門等；
④ 照明：如駕駛艙、客艙照明，航行燈、著陸燈等。
直升機電源主要有兩種形式，一種是直流電源，一種是交流電源。早期的直升機大多采用直流電源，
現代直升機大多采用交流電源。根據適航要求，為了保證飛行安全，所有航空器必須裝備有直流備用電源
系統。
直流發電機容量較小，一般為十幾千瓦，電壓采用低壓28V。小型直升機一般以直流電源為主電源。
直流電源由直流發電機、交流-直流發電機或航空蓄電池提供，所需交流電由靜變流器（機)提供。
大型直升機采用交流電源為主電源，因為交流發電機容量大，目前單機容量已超過150kVA，電壓為
115V/200V。交流電源頻率一般為400Hz。在以交流電為主電源的航空器上，所需直流電源由變壓整流器(TRU)
或航空蓄電池提供。
8.1.2 電源系統的組成
直升機電源系統主要由電源控制及保護裝置和供電網絡等組成。
1．電源
為保證直升機在各種情況下正常供電，電源系統由主電源、輔助電源、應急電源、二次電源和地面電
源組成。
主電源: 是指由直升機發動機驅動的發電機提供的電源。
輔助電源: 是指機載電瓶提供的電源。
應急電源: 在飛行中主電源失效時，直升機主要設備由應急電源供電。應急電源有機載電瓶、機載靜
變流機(器)等。
地面電源: 直升機在地面時，由地面電源車向直升機供電。
二次電源: 是將主電源的電能轉換為另一種形式或規格的電能，以滿足不同用電設備的需要。如變壓
整流器(TRU)和變流機(器)(INV)，前者將115V/200V 的交流電變成28V 直流電，后者將
28V 直流電變成115V 交流電。
2．控制及保護裝置
電源的控制包括對發電機進行調壓、發電機的勵磁控制、發電機輸出控制、發電機并聯控制和匯流條
控制等。電源系統的保護裝置是當發電系統發生故障時，切斷發電機的勵磁和輸出。設置的保護項目有過
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壓(OV)、欠壓(UV) 、過頻(OF) 、欠頻(UF) 、過流(OC) 、差動(DP)保護等。
3．供電網絡
供電網絡是指將電能輸送到負載的電網，它包括匯流條、電源分配系統、過流(短路)保護器(跳開關)
等。
第8.2 節航空蓄電池
8.2.1 航空蓄電池的功用和構造
航空蓄電池(或稱電瓶)是任何直升機必須安裝的設備，它的主要功用有:
① 在直流電源系統中，切換大負載時起到維持系統電壓穩定的作用；
② 用于起動發動機；
③ 在應急情況下(主電源失效)，向重要的飛行儀表和導航設備供電，保證直升機
安全著陸。
根據電解液性質的不同，航空蓄電池分為酸性蓄電池和堿性蓄電池兩大類。直升機上常用的酸性蓄電
池為鉛酸電池，其電解液為硫酸水溶液。堿性蓄電池主要為鎳鎘蓄電池，其電解液為氫氧化鉀或氫氧化鈉
溶液。
航空蓄電池由多個單體電池串聯而成，它們置于蓄電池箱內。單體電池由容器、正極板、負極板、隔
板和電解液構成。典型的航空蓄電池如下圖所示
圖8-1 典型的航空蓄電池
8.2.2 電瓶的容量
電瓶的容量是指電瓶從充滿電狀態以一定電流放電到放電終止電壓所放出的電量。放電終止電壓是指
以一定電流在25ºC 環境溫度下放電至能反復充電使用的最低電壓。鉛酸電瓶單體電池放電終止電壓為
1.8V(5 小時放電)。直升機上使用的鉛酸電瓶一般由12 個單體電池組成，因此鉛酸電瓶放電終止電壓為
21.6V；堿性電瓶的終止電壓為每單元電池1V，堿性電瓶由19 個或20 個單體電池組成，終止電壓為19V
或20V。
電瓶的容量用安培小時(Ah)來表示。1 個安培小時是指電瓶用1A 電流向負載可持續放電1 小時。理論
上講，1 個100Ah 的電瓶用100A 放電能放1 個小時，50A 可以放2 小時，20A 可以放電5 小時。實際上，
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這一結論對于堿性電瓶基本上是正確的(堿性電瓶內阻很小)。而對于酸性電瓶，大電流放電由于極板迅速
被硫酸鉛覆蓋，使電瓶內阻增加，電瓶容量迅速下降，這是酸性電瓶的主要缺點之一。例如，一個25Ah
的電瓶用5A 電流能放電5 小時，用48A 放電只能維持20 分鐘，容量僅為16Ah，如用140A 放電僅5 分鐘
就放完，電瓶容量下降到11.7Ah。
為了準確定義酸性電瓶的容量，一般采用5 小時放電準則，即讓一個充滿電的電瓶用5 小時放完。如
一個40Ah 電瓶，用8A 放電，應能持續5 個小時。
影響電瓶容量的因素主要有四個方面:
① 極板活性物質的多少；
② 極板面積的大小；
③ 電解液的多少(密度一定時)；
④ 溫度。
增加活性物質的數量，增加極板面積并有足夠的電解液，電瓶的容量將增加；溫度下降，則電瓶的容
量也下降。例如在50ºF 時，一個充滿電的電瓶可以放電5 個小時，但在0ºF 時以同樣電流放電只能放電1
小時。因為當溫度下降時，化學放應的速度變慢。隨著充放電次數的增加，電瓶容量會逐步下降，一般當
容量低于額定容量的85%時，就不能裝機使用了。
8.2.3 鉛酸電池
1．結構
任何化學電池都由電極、電解液、隔板、電池容器及附件組成。航空鉛酸電池由12 個單體電池串聯
組成，每個單體電池輸出電壓2.1V。單體電池的極板由鉛-銻合金柵架組成，其中銻含量約在7～10%。正
極板上涂有糊狀的二氧化鉛（PbO2），負極板上涂有金屬鉛（Pb）。二氧化鉛和鉛都是參與化學反應的有效
材料，稱為活性物質。為充分利用活性物質，極板多為疏松多孔狀，以便電解液滲入。正負極板間的隔板
由多孔的高絕緣性能材料制成。電解液為硫酸（H2SO4）溶液。為減小重量，航空蓄電池的電解液數量相對
　
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