現(xiàn)代飛機戰(zhàn)術技術水平在迅速地發(fā)展和提高，為了完成復雜的飛行任務并保證飛行安全，需要裝配大量先 進機載設備。在飛機上，航空發(fā)動機是機械能源，稱為一次能源，向機載設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，絕大部分機載設備采用電能工作。

隨著電氣技術水平的提高，國外正在研制“全電飛機”，它將用電能全部取代飛機液壓能和氣壓能。

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

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

飛機主電源由發(fā)電機及其傳動、調(diào)節(jié)、控制、保護裝置等組成，向正常飛行的飛機用電設備供電。主電源不工作時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力裝置驅動的發(fā)電機。在飛行中主電源一旦發(fā)生故障不能正常供電時，由應急電源供電。常用的應急電源有航空蓄電池和風動渦輪發(fā)電機。

二次能源（以下簡稱次電源）是將主電源一種型式的電能轉變?yōu)椴煌妷骸⒉煌娏骱筒煌|量電能的設備，以滿足不同用電設備對不同形式電能的要求。

蘇式飛機應用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采用兩種主電源。

各種電源與其調(diào)節(jié)、控制、保護裝置及電網(wǎng)一起組成供電系統(tǒng)。這些供電系統(tǒng)在飛機發(fā)展的不同時期都發(fā)揮了它們的作用。同時在使用中也看出了它們的優(yōu)缺點。因此，隨著飛機的發(fā)展各國都在改進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

在飛機發(fā)明后的半個世紀里，低壓直流供電系統(tǒng)一直充當飛機主電源是因為它有突出的優(yōu)點：

1.  容易實現(xiàn)多臺發(fā)電機與蓄電池的并聯(lián)供電，保證不中斷供電，供電安全可靠。

2.  直流電動機的啟動，調(diào)整性能好。因此，直流供電系統(tǒng)實現(xiàn)電力控制和操縱比較方便。

3.直流發(fā)電機可以作為電力起動電動機使用，一機兩用可以減輕設備總重量。

4.由于電壓低，各種有觸頭轉換的電路設備制造容易，體積小，比較安全可靠。

5.低壓直流供電系統(tǒng)理論和技術不太復雜。整體維護性好。全周期維護費用也不高。

在飛機沒有發(fā)展到高空、空速的中小型飛機上，每臺發(fā)電機的功率不超過9～12千瓦的情況下，低壓直流供電系統(tǒng)得到了廣泛的使用。因為在這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)代飛機的發(fā)展，飛機的高度、速度不斷提高和機載設備的增多對飛機供電系統(tǒng)影響很大。高空、高速使供電系統(tǒng)工作條件變化了，機載設備的增多使供電量增大、需要電源種類變多。這些，對供電系統(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，直流電機換向火花加大，電刷磨損嚴重。特別是在飛機用電量大量增加的情況下，如果單機功率增加（單機功率在30千瓦以上）、直流發(fā)電機己很難做到安全可靠。

２.發(fā)電機冷卻很難解決

在高空、高速條件下，飛機上的直流發(fā)電機冷卻很難解決。在高空條件下，空氣稀薄、發(fā)電機的冷卻效果下降。例如，在15公里高空時，進入發(fā)電機的冷卻空氣量減少五分之三。在高速飛行條件下，應用迎面氣流冷卻發(fā)電機幾乎成為不可能。例如，當Ｍ=2時，入口冷空氣溫度達100攝氏度；當M=2.5時入口冷卻空氣溫度高達200攝氏度。這時己不能用迎面氣流來冷卻發(fā)電機。但又不能用油冷，因為直流發(fā)電機損耗的75%在轉子上，為了冷卻，必 須把冷卻油通到轉子上，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密封問題，這在技術上是很難做到的。

３.電機重量功率比增加，供電系統(tǒng)重量大

隨著現(xiàn)代飛機用電機載設備的不斷增加，飛機電源的安裝容量幾十倍、幾百倍地增加。目前，殲擊機的安裝容量可達60～120千伏安；大型運輸機和重型轟炸機都在200～300千伏安以上（伊爾七六飛機上四臺主系統(tǒng)主電機共240千伏安，輔助交流發(fā)電機40千伏安和輔助直流發(fā)電機12千伏安）。如果仍然采用低壓直流供電系統(tǒng)的話，重量將會增加很多。僅對發(fā)電機來說，由于直流發(fā)電機換向（有刷）條件的限制，發(fā)電機電壓不能太高，單機容量也不能太大，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、重量為41.5KG，而噴油冷卻的60KVA的200/115 Ｖ的交流發(fā)電機的重量僅17KG左右。低壓直流供電系統(tǒng)的電網(wǎng)重量也很大。如某型轟炸機電網(wǎng)重量達630KG，占全機重量的1.75%,若將電壓從28.5V提高到120V，約可減少150KG。

總之，對28.5V低壓直流供電系統(tǒng)，解決裝機容量問題，不能通過提高發(fā)電機電壓，因為提高電壓，直流電機換向條件惡化，有觸頭的按觸器和各種開關的電弧燒傷嚴重，都降低供電系統(tǒng)的可靠性；不能提高單機容量，也不能增加發(fā)電機數(shù)量（安十二飛機上，有８個主發(fā)電機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，得安裝24個，總重量近１噸），因為每個發(fā)電機，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.電能變換設備笨重、效率較低

現(xiàn)代飛機上用電機載設備多，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，一般采用變流機或靜止變流器，等等。機電式電能變換設備，其效率低，變換設備比較笨重，一般重量功率比為10KG/KW。而且升壓機、變流機也存在一個高空換向困難問題。所以，機載用電設備的增多，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。

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、高速和裝機容量大的飛機上，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)電機提供恒速恒頻交流電，要求發(fā)電機轉速恒定。但是航空發(fā)動機的轉速是在較寬范圍內(nèi)變化的，因此發(fā)電機不能由發(fā)動機直接傳動，而要通過稱為恒速裝置的設備來傳動。自40年代中期恒速傳動裝置應用以來，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)由恒速傳動裝置、無刷交流發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器和控制保護器等組成。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急電源。

恒速恒頻交流電源克服了低壓直流電源的缺點。用旋轉整流器取代電刷和滑環(huán)制成了無刷交流發(fā)電機，不存在換向問題。因此高空性能好，工作轉速也可提高，加上循油或噴油冷卻技術的應用，使發(fā)電機的重量功率比大大減小。例如：24KW的低壓直流發(fā)電機重量功率比為2.1KG/KW,而60KVA噴油冷卻的交流發(fā)電機僅為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線重量大為減輕。交流電源的變壓、變流容易。電能變換設備結構簡單、效率高。

恒速恒頻交流電源經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，由于液壓恒速裝置的改進，控制保護電器的完善，噴油冷卻技術的應用等，使其成為現(xiàn)代飛機應用廣泛的一種供電形式，具有很強的競爭力。

恒速恒頻交流電源也存在缺點：恒速轉動裝置結構復雜、造價高、故障多、維護性差；交流發(fā)電機難以作為起動機使用，另設起動設備，使系統(tǒng)重量增加；控制、保護設備復雜，實現(xiàn)并聯(lián)供電比直流電源復雜得多；交流電動機雖然結構簡單，但啟動、調(diào)速性能沒有直流電動機好。

（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)電機是由發(fā)動機直接帶動的。由于發(fā)動機轉速不是恒定的，因此發(fā)電機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、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、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，恒速傳動裝置的超載和短路能力較強，體積小，重量輕；但維護復雜，成本高，故障多。變速恒頻系統(tǒng)的優(yōu)點是可靠性高、維護性好、壽命長、效率高（為82%，而恒速恒頻系統(tǒng)為78%）、并聯(lián)工作時有功與無功環(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、用同一基準頻率源控制幾臺變頻器容易同步運行、單臺運行時也不會產(chǎn)生“拍頻”干擾、變頻器與發(fā)電機結合還可用于起動飛機發(fā)動機。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式恒裝和循油冷卻發(fā)電機組成的恒速恒頻系統(tǒng)。但組合式電源裝置的出現(xiàn)，又使這個差距拉大了。而且，變速恒速系統(tǒng)電能質量的優(yōu)點顯示不出來，因為現(xiàn)在大多數(shù)飛機用電設備還沒有提出這么高的要求，所以變速恒頻系統(tǒng)只在個別飛機上用個主電源系統(tǒng)。