01). Erklären Sie die Grundlagen der elektrischen Energieerzeugung und -verteilung im Luftfahrtbereich.
Alle Luftfahrtelektrische Systeme enthalten Komponenten, die Energie erzeugen können. Generatoren oder Drehstromgeneratoren, je nach Flugzeug, werden zur Energieerzeugung verwendet. Diese werden in der Regel durch einen Motor angetrieben, können jedoch auch durch eine APU, einen Hydraulikmotor oder eine Ram Air Turbine (RAT) betrieben werden.
02). Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen den Elektriksystemen im Automobil- und Luftfahrtbereich.
Kategorie |
Automobil |
Luftfahrt |
Erzeugung von Strom |
Automobilsysteme verwenden einen einzelnen Drehstromgenerator. |
Luftfahrt-Systeme verwenden mehrere Generatoren. |
Stromverbrauch |
Automobilsysteme benötigen weniger Energie. |
Luftfahrt-Systeme benötigen mehr Energie. |
Zuverlässigkeit und Redundanz |
Automobilsysteme bieten geringere Redundanz und Zuverlässigkeit. |
Luftfahrt-Systeme bieten höhere Redundanz und Zuverlässigkeit. |
Umgebungsbedingungen |
Automobilsysteme können harte Wetterbedingungen nicht tolerieren. |
Luftfahrt-Systeme können harte Wetterbedingungen tolerieren. |
Kosten |
Automobilsysteme sind kostengünstiger. |
Luftfahrt-Systeme sind teurer. |
03). Welche Funktion hat die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) beim Entwurf von Luft- und Automobelelektronik?
Die Fähigkeit von elektronischer Ausrüstung, in ihrer vorgesehenen Umgebung zu funktionieren, ohne elektromagnetische Störungen (EMS) zu erzeugen oder davon beeinflusst zu werden, wird als elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bezeichnet. EMV ist entscheidend für die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Systeme beim Entwurf von Elektronik für Luft- und Automobilanwendungen.
Die folgende Liste von Faktoren verdeutlicht die Bedeutung der EMV beim Entwurf von Automobil- und Luftfahrt-Elektronik:
Um sicherzustellen, dass kritische Systeme wie Flugsteuerung und Motormanagementsysteme nicht negativ von EMS beeinflusst werden.
um zu verhindern, dass die Systeme EMS emittieren, die benachbarte elektronische Geräte stören könnten.
Es ist wichtig, dass die Systeme unter schwierigen Bedingungen, wie bei Anwesenheit anderer EMS-Quellen oder bei extremen Temperaturen, gut funktionieren können.
EMV-Tests sind ein wichtiger Prozess beim Entwurf von Elektronik sowohl für Luftfahrt als auch für Automobile. EMV-Tests werden verwendet, um sowohl zu bestätigen, dass die Systeme den erforderlichen EMV-Anforderungen entsprechen, als auch potenzielle Probleme zu identifizieren, die behoben werden müssen.
04). Beschreiben Sie die Funktion von Sensoren in Automobil- und Luftfahrt-Systemen.
Sensoren messen physische Größen in Automobil- und Luftfahrt-Systemen. In Automobilsystemen messen Sensoren Motordrehzahl, Fahrzeuggeschwindigkeit, Kraftstoffstand, Lufttemperatur und Reifendruck. In Luftfahrt-Systemen messen Sensoren Flughöhe, Fluggeschwindigkeit, Fluglage und Motortemperatur.
Elektronische Steuergeräte (ECUs) steuern Fahrzeug- oder Flugzeugsysteme mit Sensordaten. Die ECU steuert die Kraftstoffeinspritzung und Zündung mit Daten des Motordrehzahl-Sensors. Die ECU steuert das Getriebe und die Bremsen mit Daten des Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensors.
Automobil- und Luftfahrt-Systeme benötigen Sensoren für Sicherheit und Effizienz. Sensoren messen physische Größen und informieren die ECUs, um sicherzustellen, dass die Systeme innerhalb der vorgesehenen Grenzen bleiben.
Motordrehzahl-Sensor: Misst die Kurbelwellendrehzahl. Diese Informationen steuern die Kraftstoffeinspritzung und Zündung für die ECU.
Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor: Misst die Fahrzeuggeschwindigkeit. Diese Informationen steuern die Getriebe- und Bremssysteme der ECU.
Kraftstoffstand-Sensor: Misst den Kraftstoff im Tank. Diese Daten werden von der ECU verwendet, um den Kraftstoffverbrauch zu berechnen und den Fahrer bei niedrigem Kraftstoff vorzuwarnen.
Lufttemperatur-Sensor: Misst die Motorenlufttemperatur. Diese Informationen steuern die Kraftstoffmischung und Zündzeitpunkt durch die ECU.
Reifendruck-Sensor: Misst den Reifendruck. Diese Informationen warnen den Fahrer über niedrigen Reifendruck durch die ECU.
05). Welche Unterschiede gibt es in der Stromverteilung zwischen Automobil- und Luftfahrt-Elektriksystemen?
Merkmale |
Automobil |
Luftfahrt |
Verkabelung |
In Automobilsystemen wird ein größeres Leiterquerschnitt verwendet. |
In Luftfahrt-Systemen wird in der Regel ein kleinerer Leiterquerschnitt verwendet, oft werden Lichtleitfasern eingesetzt. |
Frequenz |
Automobilsysteme verwenden häufig 12V (oder) 24V Gleichstrom. |
Luftfahrt-Systeme verwenden 400Hz Wechselstrom. |
Redundanz |
Haben weniger Redundanz. |
Haben mehr Redundanz. |
Schutz |
Automobilsysteme verwenden Schaltkreissicherungen und Schmelzsicherungen, um Überlastungen zu verhindern. |
Luftfahrt-Systeme verwenden fortgeschrittenere Sicherheitsmaßnahmen, wie z.B. Festkörperrelais. |
Gewicht & Größe |
Sie verwenden leichtere und kompaktere Komponenten. |
Luftfahrt-Systeme sind schwerer und größer. |
06). Diskutieren Sie die Schwierigkeiten und Faktoren, die bei der Entwicklung von elektrischen Systemen für hochgelegene Luftfahrtanwendungen berücksichtigt werden müssen.
Schwierigkeiten und Faktoren bei der Entwicklung von elektrischen Systemen für hochgelegene Luftfahrtanwendungen:
Niederdruck: Der Luftdruck in großer Höhe ist erheblich niedriger als auf Meereshöhe. Dies kann die Isolierung der elektrischen Komponenten beschädigen und sie anfälliger für Funkenbildung und andere Ausfälle machen.
Hohe Feuchtigkeit: In großen Höhen herrscht eine höhere Luftfeuchtigkeit als auf Meereshöhe. Dies kann die elektrische Isolierung und die Korrosion von Metallen beeinträchtigen.
Strahlung: Flugzeuge in großer Höhe sind kosmischer und solarer Strahlung ausgesetzt. Diese Strahlung kann Elektronik und Komponenten beschädigen.
Vibration: Das Fliegen verursacht starke Vibrationen. Diese Vibrationen können elektrische Verbindungen lockern und andere Probleme verursachen.
Größen- und Gewichtseinschränkungen: Elektrische Systeme müssen für Luftfahrtanwendungen wegen Gewichts- und Größenbeschränkungen leicht und klein sein.