基于輔助動力而總結的三種典型構型

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1.典型構型1

APUMasterSwitch采用旋鈕式設計，分別有OFF位、ON位和START位，OFF位到ON位為保持型的，ON位到START位為瞬通型的。ECU接到起動命令后，通過進氣風門作動器打開進氣風門，并通過速度傳感器檢測APU轉速。當風門打開和APU轉速小于7%時，發出起動使能命令給SCU。SCU檢測115VAC轉換匯流條是否可用，如果可用，就發出AC/DC使能信號給SPU，SPU將3相115VAC轉換成270VDC給SCU;如果不可用，就發出DC/DC使能信號給SPU，SPU將蓄電池電壓轉換成270VDC給SCU，SCU中的逆變器最后將270VDC轉換成3相交流電給起動發電機，起動發電機作為起動機發出起動力矩，驅動APU渦輪旋轉。當APU轉速達到70%時，ECU移除給SCU的起動使能命令，SCU不再為起動發電機提供3相交流電，不再進行勵磁，即切斷起動輔助，SCU轉由SG供電。當APU轉速達到95%左右時，ECU發出可以加載信號，表明APU起動完成，可以進行電載荷和氣載荷。

2.典型構型2

一個MasterSwitch按鈕和一個瞬態Start按鈕。當按下MasterSwitch按鈕到ON位時，驅動APUMainControlRelay，給APUECB供電，完成上電初始化，同時打開進氣風門，這時APUECB還會發出一個主繼電器輸出信號，對MainControlRelay驅動進行自鎖，這樣當APUMasterSwitch按鈕處于OFF位，進行APU正常停車時，APUECB可以在關掉APU進氣風門幾秒后，再解鎖掉自身的供電;當APUECB收到起動命令后，APUECB首先檢測進氣風門是否打開、APU轉速是否小于7%、自檢測是否完成、是否檢測到自動停車及MasterSwitch按鈕處于OFF位，如果條件滿足即進氣風門打開、APU轉速小于7%、無自動停車要求和MasterSwitch按鈕處于ON位，APUECB就會發出離散信號驅動Back－UpStartContactor，大約1．5s后，再發出離散信號驅動StartContactor，從而將蓄電池的能量用于對StarterMotor勵磁。當APU起動被觸發，APUECB會發出正在起動命令，驅動APU控制板上Start開關上的ON燈，表明APU在起動過程中;當APU轉速達到大約95%時，APUECB會發出可以加載命令，驅動AVAIL燈，同時滅掉ON燈，此時表明APU可以進行氣載荷和電載荷。

3.典型構型3

APUFADEC控制APU起動時序，并通過ESC控制BSG和APU燃油模塊。起動能量源由APU蓄電池提供，由ESC將APU蓄電池24V直流轉換成三相交流。APU控制板上有兩個開關:一個是APU起動/正常停車開關，采用旋鈕式設計，分別有OFF位、ON位和START位，OFF位到ON位為保持型的，ON位到START位為瞬通型的;一個是APU應急停車開關，在APU運行發生故障時使用，還有一個APU防火手柄也可以起到應急停車的作用(如圖3所示)。APU起動電氣控制原理，分為APUFADEC上電/掉電電氣控制和BSG起動/停車電氣控制。APUFADEC上電電氣控制:旋轉APU起動正常停車開關到ON位，至少3秒鐘，以實現APUFADEC軟硬件的初始化和自檢，同時驅動APUFADECPowerControlRelay，給APUFADEC上電，并通過diode1對APUFADECPowerControlRelay進行驅動，形成自鎖電路。BSG起動電氣控制:旋轉到START位。APUFADEC接收到起動命令后，會檢測APU轉速和APU進氣風門狀態，當條件滿足后，就會發出起動能量控制命令，并驅動APUStartPowerContactor1和2，這樣由APU蓄電池提供的能量經過ESC轉換為無刷直流起動發電機(BSG)的起動力矩。APUFADEC掉電和BSG停車電氣控制:當APUFADEC接收到正常停車命令后，會去掉起動能量控制命令，終止BSG的運行，然后發出掉電控制命令，驅動APUFADECDe－powerControlRelay，從而解除自鎖電路，APUFADEC實現掉電;當APUFADEC接收到應急停車命令時，APUstartEmergencyStopRelay會立刻被驅動，終止BSG的運行，然后發出掉電控制命令，驅動APUFADECDe－powerControlRelay，從而解除自鎖電路，APUFADEC實現掉電。正常的APU起動，APU轉速小于50%，BSG作為起動機使用，由APU蓄電池提供起動力矩，當APU轉速高于50%，就會撤掉來自APU蓄電池的能量，BSG作為發電機使用，給ESC供電，并通過APU渦輪旋轉及控制燃油供給量，來逐步提高APU的轉速，當APU轉速達到95%左右時，APUFADEC會發出可以加載信號給AGCU，表明APU起動完成，可以進行電載荷和氣載荷。

作者：孫振華單位：上海飛機設計研究院