現(xiàn)代飛機(jī)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)水平在迅速地發(fā)展和提高,，為了完成復(fù)雜的飛行任務(wù)并保證飛行安全，需要裝配大量先進(jìn)機(jī)載設(shè)備,。在飛機(jī)上,，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)械能源，稱為一次能源,，向機(jī)載設(shè)備提供的能源稱為二次能源,。二次能源主要有液壓能、氣壓能和電能,。由于電能易于輸送,、分配、變換和控制,，絕大部分機(jī)載設(shè)備采用電能工作,。

隨著電氣技術(shù)水平的提高，國(guó)外正在研制“全電飛機(jī)”,，它將用電能全部取代飛機(jī)液壓能和氣壓能,。

飛機(jī)上用來產(chǎn)生電能的設(shè)備組合（電源及其調(diào)節(jié)、控制和保護(hù)設(shè)備）稱為飛機(jī)電源系統(tǒng),，電源系統(tǒng)中有主電源,、輔助電源、應(yīng)急電源和二次電源,，飛機(jī)上用來傳輸,、分配、轉(zhuǎn)換和控制電能的導(dǎo)線和設(shè)備按一定方式組合起來,，稱為飛機(jī)配電系統(tǒng)或飛機(jī)電網(wǎng),。飛機(jī)電網(wǎng)主要由傳輸電能的導(dǎo)線和電纜、防止導(dǎo)線和設(shè)備受短路或超載危害的保護(hù)裝置,、配電裝置,、電源、用電設(shè)備的控制和轉(zhuǎn)換裝置及電源檢查儀表等組成,。

電源系統(tǒng)與配電系統(tǒng)總稱為飛機(jī)供電系統(tǒng),。依靠電能工作的設(shè)備稱為用電設(shè)備，供電系統(tǒng)與用電設(shè)備總稱為飛機(jī)電力系統(tǒng),。

飛機(jī)主電源由發(fā)電機(jī)及其傳動(dòng),、調(diào)節(jié),、控制、保護(hù)裝置等組成,，向正常飛行的飛機(jī)用電設(shè)備供電,。主電源不工作時(shí)由輔助電源或地面電源供電。常用的輔助電源是航空蓄電池或輔助動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī),。在飛行中主電源一旦發(fā)生故障不能正常供電時(shí),，由應(yīng)急電源供電。常用的應(yīng)急電源有航空蓄電池和風(fēng)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī),。

二次能源（以下簡(jiǎn)稱次電源）是將主電源一種型式的電能轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌妷?、不同電流和不同質(zhì)量電能的設(shè)備，以滿足不同用電設(shè)備對(duì)不同形式電能的要求,。

蘇式飛機(jī)應(yīng)用最廣泛的主電源有三種形式,，低壓直流電源、恒頻交流電源和混合電源,?；旌想娫淳褪峭瑫r(shí)采用兩種主電源。

各種電源與其調(diào)節(jié),、控制,、保護(hù)裝置及電網(wǎng)一起組成供電系統(tǒng)。這些供電系統(tǒng)在飛機(jī)發(fā)展的不同時(shí)期都發(fā)揮了它們的作用,。同時(shí)在使用中也看出了它們的優(yōu)缺點(diǎn),。因此，隨著飛機(jī)的發(fā)展各國(guó)都在改進(jìn)和研制較理想的供電系統(tǒng),。

一,、低壓直流供電系統(tǒng)

（一）低壓直流供電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

在飛機(jī)發(fā)明后的半個(gè)世紀(jì)里，低壓直流供電系統(tǒng)一直充當(dāng)飛機(jī)主電源是因?yàn)樗型怀龅膬?yōu)點(diǎn)：

1. 容易實(shí)現(xiàn)多臺(tái)發(fā)電機(jī)與蓄電池的并聯(lián)供電,，保證不中斷供電,，供電安全可靠。

2. 直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng),，調(diào)整性能好,。因此，直流供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力控制和操縱比較方便,。

3.直流發(fā)電機(jī)可以作為電力起動(dòng)電動(dòng)機(jī)使用,，一機(jī)兩用可以減輕設(shè)備總重量。

4.由于電壓低,，各種有觸頭轉(zhuǎn)換的電路設(shè)備制造容易,，體積小，比較安全可靠,。

5.低壓直流供電系統(tǒng)理論和技術(shù)不太復(fù)雜,。整體維護(hù)性好,。全周期維護(hù)費(fèi)用也不高。

在飛機(jī)沒有發(fā)展到高空,、空速的中小型飛機(jī)上，每臺(tái)發(fā)電機(jī)的功率不超過9～12千瓦的情況下,，低壓直流供電系統(tǒng)得到了最廣泛的使用,。因?yàn)樵谶@種條件下它是比較理想的供電系統(tǒng)。

（二）低壓直流供電系統(tǒng)存在的問題

隨著現(xiàn)代飛機(jī)的發(fā)展,，飛機(jī)的高度,、速度不斷提高和機(jī)載設(shè)備的增多對(duì)飛機(jī)供電系統(tǒng)影響很大。高空,、高速使供電系統(tǒng)工作條件變化了,，機(jī)載設(shè)備的增多使供電量增大、需要電源種類變多,。這些,，對(duì)供電系統(tǒng)提出了更高的要求，使低壓供電系統(tǒng)遇到了難以克服的問題：

1. 電機(jī)換向火花加大,、電刷磨損加劇

飛行高度增加,，空氣稀薄、溫度和濕度降低,，直流電機(jī)換向火花加大,，電刷磨損嚴(yán)重。特別是在飛機(jī)用電量大量增加的情況下,，如果單機(jī)功率增加（單機(jī)功率在30千瓦以上）,、直流發(fā)電機(jī)己很難做到安全可靠。

２．發(fā)電機(jī)冷卻很難解決

在高空,、高速條件下,，飛機(jī)上的直流發(fā)電機(jī)冷卻很難解決。在高空條件下,，空氣稀薄,、發(fā)電機(jī)的冷卻效果下降。例如,，在15公里高空時(shí),，進(jìn)入發(fā)電機(jī)的冷卻空氣量減少五分之三。在高速飛行條件下,，應(yīng)用迎面氣流冷卻發(fā)電機(jī)幾乎成為不可能,。例如，當(dāng)Ｍ=2時(shí),，入口冷空氣溫度達(dá)100攝氏度,；當(dāng)M=2.5時(shí)入口冷卻空氣溫度高達(dá)200攝氏度,。這時(shí)己不能用迎面氣流來冷卻發(fā)電機(jī)。但又不能用油冷,，因?yàn)橹绷靼l(fā)電機(jī)損耗的75%在轉(zhuǎn)子上,，為了冷卻，必須把冷卻油通到轉(zhuǎn)子上,，可是電刷和換向器是不允許接觸油液的,，因此需要解決冷卻油液的動(dòng)密封問題，這在技術(shù)上是很難做到的,。

３．電機(jī)重量功率比增加,，供電系統(tǒng)重量大

隨著現(xiàn)代飛機(jī)用電機(jī)載設(shè)備的不斷增加，飛機(jī)電源的安裝容量幾十倍,、幾百倍地增加,。目前，殲擊機(jī)的安裝容量可達(dá)60～120千伏安,；大型運(yùn)輸機(jī)和重型轟炸機(jī)都在200～300千伏安以上（伊爾七六飛機(jī)上四臺(tái)主系統(tǒng)主電機(jī)共240千伏安,，輔助交流發(fā)電機(jī)40千伏安和輔助直流發(fā)電機(jī)12千伏安）。如果仍然采用低壓直流供電系統(tǒng)的話,，重量將會(huì)增加很多,。僅對(duì)發(fā)電機(jī)來說，由于直流發(fā)電機(jī)換向（有刷）條件的限制,，發(fā)電機(jī)電壓不能太高,，單機(jī)容量也不能太大，因此其重量較大,，重量功率比大,。例如，功率為18KW的ZF-18直流發(fā)電機(jī),、重量為41.5KG,，而噴油冷卻的60KVA的200/115 Ｖ的交流發(fā)電機(jī)的重量?jī)H17KG左右。低壓直流供電系統(tǒng)的電網(wǎng)重量也很大,。如某型轟炸機(jī)電網(wǎng)重量達(dá)630KG,，占全機(jī)重量的1.75%,若將電壓從28.5V提高到120V，約可減少150KG,。

總之,，對(duì)28.5V低壓直流供電系統(tǒng)，解決裝機(jī)容量問題,，不能通過提高發(fā)電機(jī)電壓,，因?yàn)樘岣唠妷海绷麟姍C(jī)換向條件惡化,，有觸頭的按觸器和各種開關(guān)的電弧燒傷嚴(yán)重,，都降低供電系統(tǒng)的可靠性,；不能提高單機(jī)容量，也不能增加發(fā)電機(jī)數(shù)量（安十二飛機(jī)上,，有８?jìng)€(gè)主發(fā)電機(jī)СТГ－12,，總功率為96KW，總重量為300多千克,；如果伊爾七六采用СТГ－12為主發(fā)電機(jī),，得安裝24個(gè)，總重量近１噸）,，因?yàn)槊總€(gè)發(fā)電機(jī)，都有一套電源系統(tǒng),，數(shù)量太多,，總重量太大。因此,，只能尋找其它供電系統(tǒng),。

４．電能變換設(shè)備笨重、效率較低

現(xiàn)代飛機(jī)上用電機(jī)載設(shè)備多,，需要多種不同頻率不同電壓的交流電和不同電壓的直流電,。因此，需要多種電能變換設(shè)備,。如果主電源系統(tǒng)是直流電,，要獲得不同電壓的直流電，一般用直流升壓機(jī)或晶體直流變換器,；要獲得不同頻率,，不同電壓的交流電，一般采用變流機(jī)或靜止變流器,，等等,。機(jī)電式電能變換設(shè)備，其效率低,，變換設(shè)備比較笨重,，一般重量功率比為10KG/KW。而且升壓機(jī),、變流機(jī)也存在一個(gè)高空換向困難問題,。所以，機(jī)載用電設(shè)備的增多,，使得直流供電系統(tǒng)在能量變換上遇到了較大困難,。這也是這種供電系統(tǒng)的一個(gè)不足。

綜上所述,，低壓直流供電系統(tǒng)己不適用于高空,、高速和用電量大且用電種類多的飛機(jī),。

二.交流供電系統(tǒng)

交流供電系統(tǒng)分為恒頻交流供電系統(tǒng)和變頻交流供電系統(tǒng)。恒頻交流供電系統(tǒng)又分為恒速恒頻交流供電系統(tǒng)和變速恒頻交流供電系統(tǒng),。

（一）恒速恒頻交流供電系統(tǒng)

目前,，在高空、高速和裝機(jī)容量大的飛機(jī)上,，普遍裝備200/115Ｖ,，三相，400Hz的恒速恒頻交流電源,。伊爾七六飛機(jī)主供電系統(tǒng)就是這種恒速恒頻交流系統(tǒng),。欲使發(fā)電機(jī)提供恒速恒頻交流電，要求發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定,。但是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是在較寬范圍內(nèi)變化的,，因此發(fā)電機(jī)不能由發(fā)動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)，而要通過稱為恒速裝置的設(shè)備來傳動(dòng),。自40年代中期恒速傳動(dòng)裝置應(yīng)用以來,，恒速恒頻交流電源得到了迅速發(fā)展。恒速恒頻電源系統(tǒng)由恒速傳動(dòng)裝置,、無刷交流發(fā)電機(jī),、電壓調(diào)節(jié)器和控制保護(hù)器等組成。二次電源主要是變壓器和變壓整流器,，后者將200/115Ｖ三相交流電變換為28V直流電,。蓄電池和靜止變流器作為應(yīng)急電源。

恒速恒頻交流電源克服了低壓直流電源的缺點(diǎn),。用旋轉(zhuǎn)整流器取代電刷和滑環(huán)制成了無刷交流發(fā)電機(jī),，不存在換向問題。因此高空性能好,，工作轉(zhuǎn)速也可提高,，加上循油或噴油冷卻技術(shù)的應(yīng)用，使發(fā)電機(jī)的重量功率比大大減小,。例如：24KW的低壓直流發(fā)電機(jī)重量功率比為2.1KG/KW,而60KVA噴油冷卻的交流發(fā)電機(jī)僅為0.304KG/KVA,。交流電源采用200/115V的供電體制，由于電壓提高,，輸送同樣功率所用導(dǎo)線重量大為減輕,。交流電源的變壓、變流容易,。電能變換設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、效率高。

恒速恒頻交流電源經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，由于液壓恒速裝置的改進(jìn),，控制保護(hù)電器的完善,，噴油冷卻技術(shù)的應(yīng)用等，使其成為現(xiàn)代飛機(jī)應(yīng)用最為廣泛的一種供電形式,，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,。

恒速恒頻交流電源也存在缺點(diǎn)：恒速轉(zhuǎn)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高,、故障多,、維護(hù)性差；交流發(fā)電機(jī)難以作為起動(dòng)機(jī)使用,，另設(shè)起動(dòng)設(shè)備,，使系統(tǒng)重量增加；控制,、保護(hù)設(shè)備復(fù)雜,，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)供電比直流電源復(fù)雜得多；交流電動(dòng)機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，但啟動(dòng)、調(diào)速性能沒有直流電動(dòng)機(jī)好,。

（二）變速恒頻交流供電系統(tǒng)

在變速恒頻供電系統(tǒng)中,，發(fā)電機(jī)是由發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)的。由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不是恒定的,，因此發(fā)電機(jī)輸出的交流電的頻率是變化的,。目前有兩種方法，把變頻交流電變成恒頻交流電,。

1.“交－直－交”系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由變頻系統(tǒng)發(fā)電機(jī),、三相橋式全波整流器、逆變器,、波形綜合系統(tǒng),、輸出濾波器等組成。

變頻交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的變頻交流電由三相橋式全波整流器先變成直流電,，再由逆變器變換成恒頻交流電,，然后由波形綜合系統(tǒng)和濾波器改善波形后輸出。

2.“交－交”系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由高頻無刷交流發(fā)電機(jī),、循環(huán)變頻器,、功率濾波器等組成。循環(huán)變頻器把變頻交流電變成恒頻交流電,，再經(jīng)濾波后輸出,。

變速恒頻交流系統(tǒng)與恒速恒頻系統(tǒng)比較起來，恒速傳動(dòng)裝置的超載和短路能力較強(qiáng)，體積小,，重量輕,；但維護(hù)復(fù)雜，成本高,，故障多,。變速恒頻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高、維護(hù)性好,、壽命長(zhǎng),、效率高（為82%，而恒速恒頻系統(tǒng)為78%）,、并聯(lián)工作時(shí)有功與無功環(huán)流小,、穩(wěn)態(tài)電壓與頻率精度高、沒有頻率瞬變,、電壓瞬變性能好,、用同一基準(zhǔn)頻率源控制幾臺(tái)變頻器容易同步運(yùn)行、單臺(tái)運(yùn)行時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生“拍頻”干擾,、變頻器與發(fā)電機(jī)結(jié)合還可用于起動(dòng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),。存在的主要問題是，到目前為止,，其重量功率比仍大于恒速恒頻系統(tǒng),。交－交系統(tǒng)比恒速恒頻系統(tǒng)約重25%、交－直－交系統(tǒng)比交－交系統(tǒng)還要重10%左右,。變速恒頻系統(tǒng)的重量功率比曾一度接近由軸向齒輪差動(dòng)式恒裝和循油冷卻發(fā)電機(jī)組成的恒速恒頻系統(tǒng),。但組合式電源裝置的出現(xiàn)，又使這個(gè)差距拉大了,。而且,，變速恒速系統(tǒng)電能質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)顯示不出來，因?yàn)楝F(xiàn)在大多數(shù)飛機(jī)用電設(shè)備還沒有提出這么高的要求,，所以變速恒頻系統(tǒng)只在個(gè)別飛機(jī)上用個(gè)主電源系統(tǒng),。