《航空蓄电瓶原理和维护》是专门为民用航空专业的大学本科学生编写的教材,也是民航维修技术专业人员的必读教材。该书系统地介绍了航空蓄电瓶的基础理论知识和维护方法,包括航空蓄电瓶概述、航空酸性铅蓄电瓶、航空碱性镍镉蓄电瓶、航空锂离子蓄电瓶、航空电瓶的维护和测试等。书中收集了空客A380、波音B787等多电飞机的装机蓄电瓶的资料,以引导读者继续进行专业学习和研究。
《航空蓄电瓶原理和维护》可供民航和军航航空机务、飞行技术、飞机电气设备制造与维修的工程技术人员和工程管理人员阅读和参考。也可作为高等院校电子科学与技术、光电信息科学与工程、测控技术与仪器、通信工程、控制科学与工程和应用物理学等专业的高年级本科生及研究生的教材或教学参考书,也可作为其他专业学生及相关专业科技人员的参考用书。
由于电能具有清洁、安静、容易实现自动控制等特点,飞机上完成飞行任务的各个系统几乎都想用电能作为工作能源,因此飞机供电系统应能在各种工作和环境条件下向飞机飞行系统提供电能。航空蓄电瓶作为应急电源,其作用十分关键。
飞机在高空飞行中,航空蓄电瓶是应急电源,当发动机停车、主发电机失效、辅助动力装置失效等几乎全部电能失效时,航空蓄电瓶需向飞机提供从巡航高度迫降和着陆所需的最低电能。要完成迫降的飞机,必须给无线电通信设备、应急飞行仪表、应急电动机、应急照明(疏散通道照明)等供电,另外机载计算机必须不间断供电,必须由各自的蓄电瓶为永久性存储信息的设备提供电能。
飞机地面供电通常有两种情况,一种是由地面固定的供电装置供电,另一种是由流动的电源车供电。电源车上通常配有地面蓄电瓶,用于飞机检查、维护或启动发动机等。
航空蓄电瓶是时控件,必须离机检查维护。储存在车间的蓄电瓶作为备件也需要维护。航空蓄电瓶受环境影响很大,特别是低温时无法放出电能,高温时过热;有的碱性航空蓄电瓶容易发生热失控而造成火灾。因此掌握航空蓄电瓶的结构、工艺、原理和维护使用方法等就显得十分重要,其已经成为机务工作人员的必修课。
航空蓄电瓶有铅酸蓄电瓶、银锌蓄电瓶、镍镉蓄电瓶,大型运输机采用镍镉蓄电瓶,近年来锂离子蓄电瓶已经在多电飞机B787上得到应用。鲜有书籍系统地介绍这些蓄电瓶的基本原理、结构和使用维护知识。本书作为教学用书以讲解航空蓄电瓶的基本原理、组成结构和维护方法为主,使学习者掌握基本原理,并着力培养举一反三和融会贯通及触类旁通的能力。
书中所选的内容符合飞机电气工程专业本科生的专业学位课时数的要求,书中涉及的一些电气和电子方面的名词术语、计量单位力求与国际计量委员会、国家技术监督局、民航总局机务工程部所颁发的文件相符。
考虑到目前大学生除已具备工科的数理基础外,还已具备化学、电路分析基础等基础和专业知识,因此,书中只对物理概念作简略讲述,并以实验教学为重。在编著体系和叙述方法上除考虑教学要求外,还顾及到自学的需要,便于读者掌握和运用所讲述的内容。
本书可作为高等学校民航机务工程、民航电子电气工程及民航维修技术专业的教材,也可供研究生及相关科技人员参考。
本书由南京航空航天大学周洁敏教授编著,部分内容是作者科研工作的总结。在编著过程中,南京航空航天大学民航学院的同事郑罡博士提供了国外电气专业的教材。中国民航大学任仁良教授提供了各方面的帮助。最新型飞机的资料大都是来自各专家学者在杂志上公开发表的论文、各种相关的博士和硕士学位论文并对这些论文进行了整理和总结。在编著过程中,东南大学陶思钰为本书做英文翻译和校对工作,作者的研究生蒋婧文、陈群、赵乐笛、王佩、李涛、朱紫涵、吴中豪、王林玉等进行了详细的文字校对与编排,作者的同事宫淑丽为索取航空公司的资料提供了帮助。在编著过程中,南京航空航天大学严仰光教授给予了不断的鼓励和支持,并为全书审稿,在审稿过程中提出了非常宝贵的建设性意见。东南大学路小波教授为本书审稿,提出了很多合理化建议。北京航空航天大学出版社赵延永、董瑞老师为教材的编写出谋划策。本书的编著还得到南京航空航天大学民航学院领导的关心和帮助,作者在此一并向他们表示衷心感谢。
本书适用于学时数为40~48的专业课教学,安排在专业教学的第3或第4学年开设,最好开设相应的航空蓄电瓶维护实验,以缩小书本理论学习与工程应用实践方面的差距。
由于经验和水平的局限,书中难免有不足或错误之处,恳请读者批评指正。
第1章 航空蓄电瓶的基础知识
1.1 航空蓄电瓶的功用
1.2 航空蓄电瓶的分类和命名
1.2.1 航空蓄电瓶的分类
1.2.2 蓄电瓶的命名
1.3 航空蓄电瓶的主要性能
1.3.1 电动势
1.3.2 开路电压、放电电压和充电电压
1.3.3 内 阻
1.3.4 电池容量及其影响因素
1.3.5 充放电速率
1.3.6 储存性能、自放电和寿命
1.4 维护安全教育
1.4.1 防止酸性电解液腐蚀
1.4.2 防止碱性电解液腐蚀
1.4.3 危险化学品安全
1.5 本章小结
选择题
第2章 航空酸性铅蓄电瓶
2.1 概述
2.2 铅蓄电瓶的原理、结构和特性
2.2.1 双电层和电极电位
2.2.2 铅蓄电瓶电动势的产生
2.2.3 铅蓄电瓶放电原理
2.2.4 铅蓄电瓶充电原理
2.2.5 铅蓄电瓶的构造
2.2.6 铅蓄电瓶放电特性
2.2.7 铅蓄电瓶充电特性
2.3 铅蓄电瓶定额
2.3.1 概述
2.3.2 额定电压
2.3.3 额定容量
2.3.4 低温造成的容量损失
2.3.5 铅蓄电瓶技术参数举例
2.3.6 铅蓄电瓶的放电率
2.4 铅蓄电瓶的主要故障
2.4.1 自放电
2.4.2 极板硬化
2.4.3 活性物质脱落
2.4.4 电池内部短路
2.5 铅蓄电瓶的检查和维护
2.5.1 铅蓄电瓶使用注意事项
2.5.2 铅蓄电瓶检查
2.5.3 铅蓄电瓶充电方法
2.5.4 铅蓄电瓶适航要求
2.6 本章小结
选择题
第3章 航空碱性镍镉蓄电瓶
3.1 概述
3.2 镍镉蓄电瓶结构、原理和特性
3.2.1 镍镉蓄电瓶结构
3.2.2 镍镉蓄电瓶工作原理
3.2.3 镍镉蓄电瓶特性
3.3 镍镉蓄电瓶的常见故障
3.3.1 概述
3.3.2 镍镉蓄电瓶电气故障
3.3.3 单体电池故障
3.3.4 蓄电瓶安装位污染
3.3.5 镍镉蓄电瓶的热失控
3.3.6 镍镉蓄电瓶的其他故障
3.4 航空镍镉蓄电瓶的使用和维护
3.4.1 概述
3.4.2 镍镉蓄电瓶的使用安全
3.4.3 镍镉蓄电瓶使用
3.4.4 维护工具和设备
3.4.5 耗材
3.4.6 蓄电瓶分解
3.4.7 蓄电瓶清洁
3.5 航空蓄电瓶的定期检查
3.5.1 概述
……
第4章 航空碱性锂离子蓄电瓶
第5章 航空电瓶维护与测试仪器使用
附录A 常用单位及换算关系
附录B 中英文对照缩写表
附录C 主要变量符号注释表
参考文献