Warum ist das Schaltsystem der Avionik von King Air normalerweise geschlossen?

In der King Air 200 und B200 (vielleicht auch in anderen King Air-Modellen) sind die elektrischen Busrelais der Avionik normalerweise geschlossen. Wenn der Avionik-Hauptschalter in der „AUS“-Position ist – die elektrisch geschlossen ist – wenn der Batterie-Hauptschalter eingeschaltet ist, wird Gleichstrom durch den geschlossenen Avionik-Hauptschalter zu den Solenoiden des Avionik-Bus-Relais zugeführt, wodurch diese Relais geöffnet und getrennt werden Avionikbusse aus Gleichstrom. Das anschließende Wählen des Avionik-Hauptschalters in die "EIN"-Position öffnet den Schalter, der die Gleichstromleistung zu den Avionikbus-Relaissolenoiden trennt, was es den Relais ermöglicht, standardmäßig in die geschlossene Position zu gehen, wodurch Gleichstromleistung an die Avionikbusse geliefert wird. Der Aktionspunkt auf der Checkliste für den Stromausfall des Avionik-Hauptschalters besteht darin, den 5-A-Leistungsschalter des Avionik-Hauptschalters zu ziehen.

Siehe folgenden Schaltplan: (Quelle: eigene Arbeit)Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dieses System funktioniert und funktioniert allem Anschein nach gut. Das Design scheint jedoch etwas kontraintuitiv zu sein.

Meine Frage ist, was ist der Zweck, das Hauptschaltsystem der Avionik normalerweise geschlossen zu entwerfen?

Obwohl es nicht intuitiv ist, kann ich verstehen, dass die von der Avionik benötigten elektrischen Lasten die Verwendung von Relais erfordern und dass das Design es ermöglicht, dass die Relais-Solenoide für eine minimale Zeit mit Strom versorgt werden. Ich denke, dies ist die vernünftigste Erklärung für das Design, aber ich suche nach einer dokumentierten Bestätigung. Gibt es eine andere Designüberlegung, die ich übersehen habe? Kennt jemand einen dokumentierten Grund für dieses Design?

HINWEIS: Während Sie gerne mit mir über dieses Problem in den Kommentaren oder im Chatroom spekulieren können, suche ich keine spekulativen Antworten . Ich suche nach einer Antwort von Personen, die mit dem elektrischen System von King Air vertraut sind und vorzugsweise mit Unterlagen wie dem Wartungshandbuch oder anderen Quellen, die ich übersehen habe, untermauert sind.

Antworten (2)

Designelemente wie diese haben im Allgemeinen mit Fehlermodi zu tun und wie Sie möchten, dass das System ausfällt, wenn (nicht wenn) es ausfällt. In diesem Fall, wenn es zu einem vorübergehenden oder schlimmeren, dauerhaften Verlust der Gleichstromversorgung des Relais kommt oder es aus einem anderen Grund ausfällt, möchten Sie, dass sie geschlossen bleiben (und in der Position "ON" bleiben), damit Sie Ihre nicht verlieren Avionik (vorausgesetzt, die Stromversorgung war für sie noch einigermaßen funktionsfähig). Im Gegensatz zu den meisten anderen elektrischen Komponenten (Halbleitern) sind Relais eigentlich elektromechanische Komponenten und enthalten bewegliche Teile, die ausfallen können. Nach meiner Erfahrung (hauptsächlich Nicht-Avionik) haben Relais eine viel geringere Zykluslebensdauer als ihre Halbleiterfreunde.

Wenn wir noch ein bisschen tiefer in sie eintauchen, ist ein Relais effektiv eine elektromagnetische Spule, die einen kleinen Metallstab betätigt, der im Allgemeinen einen Kupferstreifen (oder ähnliches) bewegt, um eine Schalterverbindung zu schließen. Das Anlegen einer stationären Spannung an eine Spule, um ein Magnetfeld zu erzeugen (und das Relais in einer gewünschten Position zu halten), treibt ebenfalls Strom durch die Spule. Die Spulen, die aus sehr dünnem Draht bestehen, wirken wie Widerstände und können eine beträchtliche Wärmemenge erzeugen. Aufgrund der sehr dünnen Drahtstärke kann dies zum Schmelzen und Kurzschließen der Spule führen. Der Draht neigt auch dazu, mit Harz beschichtet zu sein, das sich erhitzen und schmelzen kann, was einen Kurzschluss verursacht. Im Gegenzug haben Sie Recht, dass sie nicht über einen längeren Zeitraum weiterhelfen wollen.

Dies ist das elektrische Äquivalent vieler mechanisch ähnlicher Ideen im Flugzeugdesign. Zum Beispiel werden einige Fahrwerke in Flugzeugen mit Überdruck hochgehalten, sodass das Fahrwerk bei einem Ausfall der Pumpen einfach ausfahren oder durch Lösen einer Verriegelung heruntergeschüttelt werden kann, da die Idee dahinter ist, dass es im Falle eines Falles besser herunterfallen kann Systemausfall als stecken bleiben.

Ich glaube nicht, dass ein Solenoid bei längerem Gebrauch schädliche Hitze erzeugen würde. Der King Air verwendet ein angetriebenes Solenoid für den Batteriekreis, beide Generatoren und den verwendeten Wechselrichter. Die meisten anderen Flugzeuge machen dasselbe für den Hauptschalter.
Sie könnten Recht haben, dass hier potenzielle Fehlerzustände berücksichtigt werden, aber je nachdem, welche Komponente ausgefallen ist, kann dieser Zustand erheblich variieren. Hier besteht der Aktionspunkt der Checkliste für einen ausgefallenen Avionikbus darin, den Avionikleistungsschalter zu ziehen, der den Stromkreis zu den Relais wieder öffnen und die Stromversorgung der Busse wiederherstellen sollte.
Ich habe viele Relais aus allen möglichen Gründen bei längerem Gebrauch versagen sehen, einschließlich Kurzschlüssen und Schmelzen. Der Fehlerzustand einer Komponente gilt nur für diese Komponente und geht oft davon aus, dass alles andere funktioniert. Kettenausfall (und Redundanz) ist ein ganzer Aspekt dieser Designs, geht aber über den Rahmen dieser Frage hinaus.
Durch Ziehen des Avionik-Leistungsschalters wird die Avionik ausgeschaltet (soweit ich weiß, werden sie nicht ein- und ausgeschaltet, es sei denn, Sie schließen den Leistungsschalter erneut). Der Leistungsschalter befindet sich in einer Linie mit dem +V am Flugzeug und ist höchstwahrscheinlich vor dem Relais. Die Relaissteuereinheit kann einen eigenen Unterbrecher haben.
Kennen Sie die Avionik-Busschaltung von King Air? Durch Ziehen des Leistungsschalters des Avionikbusses werden die Busse mit Strom versorgt. Der Sicherungsautomat des Avionikbusses schützt den Avionikschalter. Es gibt separate Unterbrecher, die die einzelnen Systeme vor den Avionikbussen schützen.
Ich bin mit ihnen nicht so vertraut. Im Allgemeinen bedeutet das Ziehen eines Leistungsschalters umgangssprachlich, ihn aus dem aktiven Stromkreis zu entfernen und anschließend die Stromversorgung zu unterbrechen. In Ihrem Wortlaut scheint dies der umgekehrte Fall zu sein.
@JonathanWalters: Der CB scheint zuerst vor einem möglichen Kurzschluss in den selbstinduzierten Rückstromentfernungsdioden zu schützen, dann vor einem weniger wahrscheinlichen Kurzschluss in den Relais, dem Schalter oder den Drähten. Die Dioden hätten mit den Spulen in Reihe geschaltet sein können (in umgekehrter Richtung, wie es normalerweise der Fall ist), dies ist jedoch für ein normalerweise eingeschaltetes Relais nicht ausfallsicher, da das Relais im Falle einer defekten Diode daran gehindert worden wäre arbeiten.
Dave, in Bezug auf den Avionik-Hauptschalter ist dieses System "umgekehrt", wie Sie es beschreiben. Das ist zum Teil der Grund, warum ich die Frage stelle. Ich verstehe sehr gut , wie das System funktioniert; Ich suche nach einem Grund, warum es so entworfen wurde.
Ich bin mir ziemlich sicher, warum dies der gewünschte Sicherheitsfehlerzustand des Systems ist.
Mitte des 2. Absatzes: "Die Spulen sind sehr dünnwandig". Ich bin mir ziemlich sicher, dass das lauten sollte "Die Spulen sind sehr dünner Draht ", richtig?

Meine Vermutung:

Aus funktioneller und elektrischer Sicht könnte die Aufgabe durch einen einzelnen, 30 A starken, zweipoligen Handschalter gelöst werden, der die Relaiskontakte in der Schaltung ersetzt. Ein klobiger Schalter wird wahrscheinlich genauso zuverlässig sein wie ein Dual-Feed-Bus, ein 5-A-Schalter und zwei Relais.

Ich schätze, dass Beechcraft diese Konfiguration gewählt haben könnte, damit sie (i) einen leichteren, kleineren einpoligen 5-A-Schalter auf dem Panel haben und (ii) vermeiden können, vier zusätzliche 30-A-Kabel zu diesem Panel zu verlegen. Diese Wahl wird noch sinnvoller, wenn bereits ein hochzuverlässiger Dual-Feed-Bus verfügbar war.

Offenlegung: Ich bin Elektronikingenieur, habe aber keine Erfahrung in der Flugzeugtechnik.

Das ist eine gute Erklärung für die Verwendung von Relais anstelle eines zentralen Schalters, aber es verfehlt den Grund, normalerweise geschlossene Relais anstelle der üblichen normalerweise geöffneten zu verwenden.
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