¿Por qué el sistema de conmutación de aviónica de King Air está cableado normalmente cerrado?

En King Air 200 y B200 (quizás también en otros modelos de King Air), los relés del bus eléctrico de aviónica normalmente están cerrados. Con el interruptor maestro de aviónica en la posición "APAGADO", que está eléctricamente cerrado, cuando el interruptor maestro de la batería está encendido, se suministra alimentación de CC a través del interruptor maestro de aviónica cerrado a los solenoides del relé del bus de aviónica, lo que hace que estos relés se abran y desconecten el autobuses de aviónica de energía eléctrica DC. Posteriormente, al seleccionar el interruptor maestro de aviónica en la posición "ENCENDIDO", se abre el interruptor que desconecta la alimentación de CC a los solenoides del relé del bus de aviónica, lo que permite que los relés pasen por defecto a la posición cerrada y, por lo tanto, suministren alimentación de CC a los buses de aviónica. El elemento de acción de la lista de verificación para la falla de energía del interruptor maestro de aviónica es tirar del interruptor de circuito maestro de aviónica de 5 amperios,

Ver el siguiente esquema de circuito: (Fuente: trabajo propio)ingrese la descripción de la imagen aquí

Este sistema funciona, y funciona bien, según todas las apariencias. Sin embargo, el diseño parece ser algo contrario a la intuición.

Mi pregunta es, ¿cuál es el propósito de diseñar el sistema de conmutación maestro de aviónica normalmente cerrado?

A pesar de ser contrario a la intuición, puedo entender que las cargas eléctricas requeridas por la aviónica exigen el uso de relés, y que el diseño permite que los solenoides de los relés sean alimentados por un tiempo mínimo. Creo que esta es la explicación más razonable para el diseño, pero estoy buscando una confirmación documentada. ¿Hay alguna otra consideración de diseño que haya pasado por alto? ¿Alguien sabe de una razón documentada para este diseño?

NOTA: Si bien puede especular conmigo sobre este tema en los comentarios o en la sala de chat, no busco respuestas especulativas . Estoy buscando una respuesta proveniente de personas familiarizadas con el sistema eléctrico King Air y preferiblemente respaldadas con documentación, como el manual de mantenimiento u otras fuentes que he pasado por alto.

Respuestas (2)

Los elementos de diseño como este generalmente tienen que ver con los modos de falla y cómo desea que el sistema falle cuando (no si) falla. En este caso, si hubo una pérdida momentánea o, peor aún, permanente, de alimentación de CC al relé o si falló por otra razón, querrá que permanezcan cerrados (y continúen en la posición "ENCENDIDO") para no perder su aviónica (siempre que la fuente de alimentación aún estuviera operativa para ellos). A diferencia de la mayoría de los otros componentes eléctricos (semiconductores) , los relés son en realidad componentes electromecánicos y tienen partes móviles que pueden fallar. En mi experiencia (principalmente no aviónica), los relés tienen un ciclo de vida mucho más bajo que sus amigos semiconductores.

Si profundizamos un poco más en ellos, un relé es efectivamente una bobina de electroimán que acciona una pequeña varilla de metal que generalmente mueve una tira de cobre (o similar) para cerrar la conexión de un interruptor. Aplicar un voltaje de estado estable a una bobina para generar un campo magnético (y mantener el relé en la posición deseada) también impulsa la corriente a través de la bobina. Las bobinas, al ser un cable de calibre muy delgado, actúan como resistencias y pueden generar una cantidad sustancial de calor. Debido al calibre muy delgado del cable, esto puede provocar que la bobina se derrita y se produzca un cortocircuito. El cable también tiende a estar recubierto de resina, lo que puede calentarse y derretirse y causar un cortocircuito. A su vez, tiene razón en que no quieren ayudar durante un largo período de tiempo.

Este es el equivalente eléctrico de muchas ideas mecánicamente similares en el diseño de aeronaves. Por ejemplo, algunos trenes de aterrizaje en los aviones se sostienen con presión positiva, por lo que si las bombas fallan, el tren de aterrizaje simplemente puede desplegarse o puede ser sacudido al liberar un bloqueo, la idea es que es mejor que pueda bajar en el caso de un falla del sistema que quedarse atrapado.

No compro la idea de que un solenoide genere calor dañino con un uso prolongado. El King Air utiliza un solenoide alimentado para el circuito de la batería, tanto los generadores como el inversor en uso. La mayoría de los demás aviones hacen lo mismo con el interruptor maestro.
Es posible que tenga razón en que los posibles estados de falla son la consideración aquí, pero dependiendo de qué componente falló, ese estado podría variar significativamente. Aquí, el elemento de acción de la lista de verificación para un bus de aviónica fallido es tirar del disyuntor de aviónica, lo que debería abrir nuevamente el circuito a los relés y restaurar la energía a los buses.
He visto fallar muchos relés debido al uso prolongado por todo tipo de razones, incluidos cortocircuitos y derretimiento. El estado de falla de un componente es solo para ese componente y, a menudo, asume que todo lo demás funciona. La falla de la cadena (y la redundancia) es un aspecto completo de estos diseños, pero está más allá del alcance de esta pregunta.
Tirar del disyuntor de aviónica matará la aviónica (hasta donde yo sé, no los ciclará a menos que cierre el disyuntor nuevamente). El interruptor está alineado con el +V de la aeronave y es muy probable que esté antes del relé. La unidad de control del relé puede tener su propio disyuntor.
¿Está familiarizado con los circuitos de bus de aviónica de King Air? Al tirar del disyuntor del bus de aviónica, se alimentarán los buses. El disyuntor del bus de aviónica protege el interruptor de aviónica. Hay interruptores separados que protegen los sistemas individuales de los buses de aviónica.
No estoy tan familiarizado con ellos, generalmente tirar de un interruptor coloquialmente significa quitarlo del circuito activo y luego cortar la energía, parece que es el caso inverso en su redacción.
@JonathanWalters: El CB parece proteger primero contra un posible cortocircuito en los diodos de eliminación de contracorriente autoinducidos, luego contra un cortocircuito menos probable en los relés, el interruptor o los cables. Los diodos podrían haber estado en serie con las bobinas (en la dirección inversa, como suele ser el caso), pero esto no es a prueba de fallas para el relé normalmente encendido, ya que en caso de un diodo roto, el relé no habría podido funcionar. trabajar.
Dave, con respecto al disyuntor maestro de aviónica, este sistema es "inverso" como usted describe. Eso es, en parte, por qué estoy haciendo la pregunta. Entiendo muy bien cómo funciona el sistema; Estoy buscando una razón por la cual fue diseñado de esta manera.
Estoy bastante seguro de que el por qué es porque ese es el estado de falla de seguridad deseado del sistema.
Mitad del 2º párrafo: "Las bobinas, siendo de calibre muy fino calientan". Estoy razonablemente seguro de que debería decir "Las bobinas, siendo un cable de calibre muy delgado ", ¿correcto?

Mi conjetura:

Desde un punto de vista funcional y eléctrico, la tarea podría ser realizada por un solo interruptor manual de 30 A, bipolar, que tomara el lugar de los contactos del relé en el circuito. Un interruptor grueso probablemente sea tan confiable como un bus de doble alimentación, un interruptor de 5A y dos relés.

Considero que Beechcraft podría haber elegido esta configuración para poder (i) tener un interruptor unipolar de 5A más pequeño y liviano en el panel y (ii) evitar enrutar cuatro cables adicionales de 30A a ese panel. Esta elección se vuelve aún más sensata si ya está disponible un bus de doble alimentación altamente confiable.

Divulgación: soy ingeniero electrónico pero no tengo experiencia en ingeniería aeronáutica.

Esa es una buena explicación para el uso de relés en lugar de un interruptor central, pero pasa por alto la razón para usar relés normalmente cerrados en lugar de los habituales normalmente abiertos.
¿Por qué el sistema de conmutación de aviónica de King Air está cableado normalmente cerrado?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v