01). Spiegare i fondamenti della generazione e distribuzione dell'energia elettrica in ambito aerospaziale.
Tutti i sistemi elettrici aerospaziali contengono componenti che possono generare energia. A seconda dell'aeromobile, vengono utilizzati generatori o alternatori per generare energia. Questi sono spesso alimentati da un motore, anche se possono essere inoltre generati da un APU, un motore idraulico o un Turbine a Rete d'Aria (RAT).
02). Descrivere le differenze tra i sistemi elettrici automobilistici e aerospaziali.
Categoria |
Automobilistico |
Aerospaziale |
Generazione di elettricità |
I sistemi automobilistici utilizzano un singolo alternatore. |
I sistemi aerospaziali utilizzano molti generatori. |
Consumo di potenza |
I sistemi automobilistici richiedono meno potenza. |
I sistemi aerospaziali richiedono più potenza. |
Affidabilità e ridondanza |
I sistemi automobilistici offrono una ridondanza e affidabilità inferiori. |
I sistemi aerospaziali offrono maggiore ridondanza e affidabilità. |
Considerazioni ambientali |
I sistemi automobilistici non possono tollerare condizioni meteorologiche estreme. |
I sistemi aerospaziali possono tollerare condizioni meteorologiche estreme. |
Costo |
I sistemi automobilistici sono meno costosi. |
I sistemi aerospaziali sono più costosi. |
03). Quali funzioni svolge la compatibilità elettromagnetica (EMC) nella progettazione degli elettronici aerospaziali e automobilistici?
La capacità di un equipaggiamento elettronico di funzionare nel suo ambiente previsto senza generare o essere influenzato da interferenze elettromagnetiche (EMI) è nota come compatibilità elettromagnetica (EMC). Per garantire la sicurezza e l'affidabilità dei sistemi, l'EMC è essenziale nella progettazione di elettronici per il settore aerospaziale e automobilistico.
L'elenco seguente illustra l'importanza dell'EMC nella progettazione di elettronici aerospaziali e automobilistici:
Per prevenire che i sistemi essenziali, come quelli di controllo del volo e gestione del motore, siano negativamente influenzati dalle EMI.
per evitare che i sistemi emettano EMI che possano interferire con l'equipaggiamento elettronico nelle vicinanze.
È essenziale che i sistemi possano funzionare bene in condizioni difficili, come quando ci sono altre fonti di EMI presenti o quando fa molto caldo o freddo.
Il testing EMC è un processo importante nella progettazione di elettronici sia per il settore aerospaziale che per quello automobilistico. Il testing EMC viene utilizzato sia per confermare che i sistemi rispettino i requisiti EMC necessari, sia per identificare eventuali problemi che devono essere risolti.
04). Descrivere la funzione dei sensori nei sistemi automobilistici e aerospaziali.
I sensori misurano valori fisici nei sistemi automobilistici e aerospaziali. Nei sistemi automobilistici, i sensori misurano le RPM del motore, la velocità del veicolo, il livello del carburante, la temperatura dell'aria e la pressione degli pneumatici. Nei sistemi aerospaziali, i sensori misurano l'altitudine, la velocità aerea, l'assetto e la temperatura del motore.
Le unità di controllo elettronico (ECU) controllano i sistemi del veicolo o dell'aeromobile utilizzando i dati dei sensori. L'ECU controlla l'iniezione di carburante e l'accensione utilizzando i dati del sensore delle RPM del motore. L'ECU controlla la trasmissione e il frenaggio utilizzando i dati del sensore della velocità del veicolo.
I sistemi automobilistici e aerospaziali necessitano di sensori per la sicurezza ed efficienza. I sensori misurano quantità fisiche e informano le ECU per mantenere i sistemi entro i limiti di progettazione.
Sensore delle RPM del motore: Misura la velocità del vile. Questa informazione controlla l'iniezione di carburante e l'accensione per l'ECU.
Sensore della velocità del veicolo: Misura la velocità del veicolo. Questa informazione controlla i sistemi di trasmissione e frenatura dell'ECU.
Sensore del livello del carburante: Misura il carburante nel serbatoio. Questi dati vengono utilizzati dall'ECU per calcolare l'economia di carburante e avvisare i conducenti di un livello basso di carburante.
Sensore della temperatura dell'aria: Misura la temperatura dell'aria del motore. Questa informazione controlla la miscela di carburante e il tempo di accensione da parte dell'ECU.
Sensore della pressione degli pneumatici: Misura la pressione degli pneumatici. Questa informazione avvisa il conducente di una pressione bassa degli pneumatici tramite l'ECU.
05). Quali sono le differenze nella distribuzione di potenza tra i sistemi elettrici automobilistici e aerospaziali?
Caratteristiche |
Automobilistico |
Aerospaziale |
Cavi |
Nei sistemi automobilistici si utilizza un calibro di cavo più grande. |
Nei sistemi aerospaziali si utilizza un calibro di cavo più piccolo, solitamente si usano fibre ottiche. |
Frequenza |
I sistemi automobilistici utilizzano spesso corrente continua a 12V (o) 24V. |
I sistemi aerospaziali utilizzano corrente alternata a 400Hz. |
Ridondanza |
Hanno meno ridondanza. |
Hanno più ridondanza. |
Protezione |
I sistemi automobilistici utilizzano interruttori e fusibili per prevenire sovraccarichi. |
Nei sistemi aerospaziali vengono utilizzate misure di sicurezza più avanzate, come relè a stato solido. |
Peso e dimensioni |
Utilizzano componenti più leggeri e compatti. |
I sistemi aerospaziali sono più pesanti e grandi in dimensioni. |
06). Discutere le difficoltà e i fattori che devono essere considerati nella progettazione di sistemi elettrici per applicazioni aerospaziali ad alta quota.
Difficoltà e fattori durante lo sviluppo di sistemi elettrici aerospaziali ad alta quota:
Bassa pressione atmosferica: La pressione atmosferica ad alta quota è significativamente inferiore al livello del mare. Questo può danneggiare l'isolamento dei componenti elettrici, rendendoli meno resistenti all'arco e ad altri guasti.
Alta umidità: Ad alte quote, l'umidità è superiore al livello del mare. L'isolamento elettrico e la corrosione dei metalli possono essere influenzati.
Radiazioni: Gli aeromobili ad alta quota sono esposti a radiazioni cosmiche e solari. Le radiazioni possono danneggiare elettronica e componenti.
Vibrazioni: Il volo causa molte vibrazioni. Queste vibrazioni possono allentare le connessioni elettriche e causare altri problemi.