Nem csak villanyszerelőknek

Villamossági rendszerek a levegőben: egy Boeing 737-es fedélzetén

2003/4. lapszám | Taba Gábor |  4198 |

Figylem! Ez a cikk 21 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Miként mindennapi életünk valamennyi vetületében, így a légi közlekedésben is meghatározó szerepet játszik a villamos energia. Érdekességeket tárgyaló rovatunkban ez alkalommal Pásztor Zoltán úr, a repülőgépek üzemeltetésével és karbantartásával fogl...

Miként mindennapi életünk valamennyi vetületében, így a légi közlekedésben is meghatározó szerepet játszik a villamos energia. Érdekességeket tárgyaló rovatunkban ez alkalommal Pásztor Zoltán úr, a repülőgépek üzemeltetésével és karbantartásával foglalkozó Aeroplex Kft. főmérnöke mutatja be olvasóink számára egy korszerű repülőgépen kialakított elektromos rendszer vázlatát.

A repülőgépek elsődleges energiaforrásai a hajtóművek: ezek tulajdonképpen kerozinnal működő gázturbinák, erre vannak csatlakoztatva az elektromos generátorok. A két hajtómű mindegyikén egy-egy generátor található, illetve meg kell említeni, hogy a repülőgép farok része alatt található egy segédhajtómű, és ehhez is tartozik egy tartalék generátor. Ezek tehát a legfontosabb energiaforrások: 115/200 V-os, háromfázisú, 400 Hz-s váltóáramot állítanak elő, egyenként mintegy 50 kW-os teljesítménnyel. A hajtómű tengelyére fogaskerekes áttétellel csatlakozik a generátor tengelye: a hagyományos felépítéstől csak annyiban térnek el ezek a berendezések, hogy itt más a tekercselés, hiszen itt más áramot kell biztosítani. Érdekességként megemlíthető, hogy a hajtómű működése olyan, hogy nem lehetséges fokozatot kapcsolni (mint például egy személygépkocsiban): egyszerűen több vagy kevesebb gázt ad a pilóta. Ezért szükség van - történetesen a gázturbinák változó forgási sebessége miatt - kiegyenlítő-berendezések elhelyezésére is, amelyek ezt a váltakozó mozgási sebességet mechanikai módon állandó mértékű forgássá alakítják át, így a generátor által biztosított áram frekvenciája is konstans maradhat.

Zavarmentes működési környezetben a két generátor ellátja a repülőgép teljes energiaszükségletét. Amennyiben az egyik generátor kiesik, akkor a segédgenerátorral együtt a működőképes generátor szintén biztosítja a rendszerek működését. Ha több generátor egyidejűleg meghibásodik, akkor pedig terheléskorlátozás lép életbe, azaz kizárólag a legfontosabb pilóta műszerek kapnak ellátást, és a másodlagos fogyasztók, mint például a konyhai berendezések, nem kapnak energiát.

Nem esett eddig még szó arról, hogy ezen kívül található még egy vészhelyzetre tartalékolt energiaforrás: egy akkumulátort is elhelyeztek a gép törzsében, amelynek a jelenlegi szabályozás szerint mintegy félórás alapműködési módot kell biztosítania. Ezek az akkumulátorok nikkel-kadmium típusuak, és rendhagyó módon lúgosak - a repülésben nem használnak savas akkumulátorokat, mivel az esetlegesen kifolyó savas oldat súlyosan megkárosíthatná a gépek szerkezetét -, illetve megállapítható, hogy rendszerint 38-46 Ah-sak. Az akkumulátornak folyamatos töltés alatt kell állnia, éppen azért, hogy bármely vészhelyzet esetén biztosíthassa a vész-energiaellátást.

A pilótafülkében a felső műszerfalon helyezkedik el a repülőgép elektromos rendszereinek állapotát tükröző panel. Itt találhatók meg egyebek mellett az energiaellátást jelző műszerek, illetve azok a kapcsolók, amelyek módot adnak a pilóta beavatkozására. Itt a pilóta ellenőrizheti egyenként az elektromosáram-termelést, leolvashatja a releváns paramétereket, például a feszültségszintet vagy a frekvenciát. Rendszerint, amennyiben valamilyen probléma lép fel, a pilótát egy központi panelen értesíti a rendszer a hiba fennállásáról, s csak ezt követően kényszerül arra a vezető, hogy részletesen ellenőrizze az egyes rendszereket.

A generátorok úgynevezett fő síneket, BUS-okat látnak el egy központi elosztón keresztül, amelyek azután további alrendszereket táplálnak. (A főelosztó a pilótafülke hátsó falánál helyezkedik el.) A fő síneket tulajdonképpen egy nagyobb keresztmetszetű fémlapként képzelhetjük el, amelyekhez aztán vastag összekötő kábelek segítségével csatlakoznak a kisebb sínek. Végül pedig ezekre az alárendelt sínekre vannak csatlakoztatva a tényleges fogyasztók: az egyes műszerek, motorok, számítógépek, a világítástechnikai vagy szórakoztatást szolgáló berendezések hagyományos sodrott vezetékeken át. A már fent említett módon, az egész elektromos rendszer kapcsolási szisztémája úgy lett kialakítva, hogy az ellátás több forrásból is biztosítható legyen, azaz egy-egy áramkör több "útvonalon" is betáphoz juthat. Ez a "pókháló"-szerű, több átkapcsolásra épülő elrendezés is azt a célt szolgálja, hogy egyes energiaforrások kiesése ne bénítsa meg a repülőgép biztonságos földre érését.

Kiemelt fogyasztónak számítanak a repülőgépen az irányításban szerepet vállaló villanymotorok. Ilyen működteti például a vizszintes csillapítót (stabilizator), ami a repülőgép felfelé, illetve lefelé történő trimmelését végzi. Könnyen belátható, hogy mekkora energiafogyasztóról van szó, ha megemlítjük, hogy egy közepes szoba alapterületű fémfelületet, tehát egy jelentős tömegű tárgyat kell megmozgatnia ennek a motornak. (És ehhez még hozzátartozik a 800-900 km/h-s sebesség melletti légnyomás képezte további terhelés.)

Általánosságban megemlíthető, hogy a repülőgépen azok a kormányfelületek, amelyek kisebbek, illetve gyorsan mozgatandók, hagyományos, azaz hidraulikus meghajtást kapnak. Ellenben azok, amelyek nagyobbak és nem igényelnek gyors mozgatást, elektromos motorokkal funkcionálnak. Ennek egyik magyarázata, hogy míg a hidraulika szivattyúk a gázturbináknál helyezkednek el, és a megfelelő nyomás melletti olaj elvezetése - például a hátsó vezérsíkokhoz, - igen tekintélyes mennyiségű csővezetékkel lehetséges csupán, addig az elektromos motor csak egy egyszerű sodrott vezetéket igényel. Szembeszökő a két rendszer közötti súlykülönbség, és ez nagyon fontos szempont a repülőgépeknél. Természetesen számos átfedés található itt is: míg például a magassági kormányzáshoz tartozó vezérsíkok kifejezetten hidraulikus meghajtást kapnak, addig az ún. vízszintes csillapítók elektromos és egyúttal mechanikus (kézi) meghajtásúak, éppen azért, mert itt elegendő a lassú megmozgatás. Másik példa: a szárnyból kinyúló ún. fékszárnyak alapvetően hidraulikus irányításúak, de biztonsági megfontolásból beépítettek ide egy tartalék elektromos motort is.

További kiemelt fogyasztónak számítanak a világítástechnikai berendezések csoportjai. Áttekintő módon ezek úgy foglalhatók össze, hogy egyfelől több száz wattos reflektorok találhatók a repülőgép külső részén, amelyek a pilóta tájékozódását segítik elő például egy leszállási manőver közben, ill. szintén a repülőgép külső felületén helyezkednek el a helyzetjelző, villogó lámpák is. Másfelől, jelentős energiaigényt képvisel az utastér megvilágítása. Ezek általában váltóárammal működnek.

A beszélgetés folytatásában a külső energiaellátási lehetőségről, karbantartási feladatokról, valamint a gyakori meghibásodásokról és egyéb kérdésekről esett szó, ezeket a témaköröket következő lapszámunkban ismertetjük.