Наверняка многие в курсе, что частота промышленного тока, того самого, который у нас в бытовых розетках, составляет 50 Гц. Однако когда речь заходит об авиации, а именно о системах электроснабжения воздушных судов, то этот стандарт частоты тока там не используется. Разумеется все самолёты имеют бортовую систему электроснабжения, которая состоит из генераторов электроэнергии, а также распределителей, преобразователей и потребителей. Причём частота трёхфазного тока, который генерируется на борту, составляет 400 Гц. Это в 8 раз больше, чем "на земле" в розетках.
Так почему же в авиации принят именно такой стандарт частоты тока в 400 Гц?
Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим один из часто встречающихся отечественных авиационных генераторов ГТ120НЖЧ12. Этот электрогенератор трёхфазного переменного тока генерирует на частоте 400 Гц. Однако его особенность в том, что при своей номинальной (продолжительной) мощности 120 кВА (120 кВт = 163 л.с.) он весит всего лишь 32 кг. И это очень высокий показатель удельной мощности.
Причём этот генератор имеет жидкостное охлаждение, и охлаждается он авиационным топливом, т.е. керосином. Керосин подаётся в полый вал генератора со скоростью 23 литра в минуту, затем обходит по всем каналам охлаждения и выходит из генератора далее по магистральной топливной линии, унося с собой излишки тепла. Вал генератора вращается со скоростью 12 тыс. об/мин, а генерируемое напряжение составляет 208 В. Он вращается через вал отбора мощности от авиационного двигателя самолёта.
Теперь для сравнения рассмотри обычный общепромышленный трёхфазный генератор, который вырабатывает ток частотой 50 Гц. Это итальянский генератор от компании Linz Electric модель PRO22M F/4, и его продолжительная мощность генерации тоже равна 120 кВА. Охлаждение у него воздушное, и весит он 501 кг. Как вам такой вес? Впечатляет?
Из чего можно сделать вывод, что авиационный генератор, частота которого в 8 раз больше промышленной частоты, весит в 15 раз меньше чем аналогичный по мощности общепромышленный генератор.
Разумеется, этот сгенерированный на борту воздушного судна ток частотой 400 Гц практически сразу же поступает на преобразователи и выпрямители, которые меняют его параметры, а также выпрямляют, под нужды конкретных потребляющих устройств. Иными словами такая высокая по "земным" меркам частота нужна лишь для того, чтобы сделать авиационные генераторы как можно меньше. Потому что для воздушных судов вес - это критически важный параметр, от которого зависит их технико-экономическая эффективность.
Технические характеристики некоторых авиационных генераторов:
Но если с ростом частоты тока уменьшается вес генераторов, то почему бы не принять стандарт частоты в 500 Гц? Почему разработчики и конструкторы решили остановиться на 400 Гц?
Всё дело в том, что на частоте 400 Гц эти генераторы издают характерный гул, который ещё можно терпеть. Но вот что касается гула на частоте 500 Гц, он становится просто невыносимым. Так электрогенераторы пришлось бы раскручивать до скорости 15 тыс. об/мин. вместо 12 тыс. И всё это ради незначительного уменьшения веса. К тому же вес 120-киловаттного генератора в 32 кг - это уже хороший показатель, и снижать его дальше нет смысла. А значит и нет смысла увеличивать частоту тока. И поэтому остановиться на 400 герцах - это было прагматичное и мудрое решение авиаконструкторов.
Результат проверки этой статьи на специальной программе:
Ссылку на программу для проверки статей давать не буду, поскольку она ещё требует доработок.