[发明专利]模块化装备中心固态初级电力切换网络

说明书

本发明涉及模块化装备中心固态初级电力切换网络，公开了用于将初级电力分配遍及交通工具的模块化装备中心(MECs)的固态初级电力切换网络。固态初级电力切换网络包含MEC的多个初级电力切换网络设备(PPSND)以便控制和将初级电力分配到被空间地分配遍及交通工具的其他MEC。在一种或多种配置中，所述PPSND具有通用的结构，由于每个包含共有的电力输入源和若干共有的电力输出端。在一种或多种配置中，在没有电力上可察觉地可视的切断的情况下交通工具的初级电源被切换。

技术领域

本文提出的实施例的领域被指向模块化交通工具机构，且更特别地，被指向分布式电力和数据飞行器结构内的电力切换。

背景技术

大多数商用飞行器具有一个或多个集中的装备底座用于容纳电力和通信装备。电力和数据自集中的装备底座被分配遍及整个飞行器以控制飞行器内的所有功能。集中的装备底座彼此移位跨越飞行器内的一个或多个区段间断处。通常地，一个集中的装备底座在前部区段内，而另一个集中的装备底座在飞行器的后部区段内。

由主推进发动机驱动的发电机生成用于飞行器的三相初级电力。初级电力首先被路由到后部装备底座，并且然后通过飞行器到达前部装备底座。然后初级电力被集中配置为分配遍及到飞行器的其余部分以服务各种装备负荷。装备底座内的集中的总线电力控制单元控制遍及飞行器的所有电力功能。在集中转换之后，次级电力被路由到远程电力分配单元以服务遍及飞行器的装备负荷或者直接被路由到装备负荷。

飞行器所有的功能都依靠集中电力和通信装备。如果来自集中装备底座的任一电力或数据被切断，则接收装备进入备用状态，对于机组人员来说，该备用状态使得相应系统的状态变得难以确定。同样地，由于在高峰时间期间往返集中通信装备的高带宽需求，通信网络的基干必须是极大的。

复合材料飞行器不具有铝质机架以用作返回电流路径或网络。因此，不是必须添加线路的复杂网络以为所有的电路提供电流返回路径，就是必须添加专用返回线路以用于每个装备负荷。例如，必须添加沿着复合材料飞行器的长度纵向延伸并且横跨复合材料飞行器的宽度的导线。这种解决方案给复合材料飞行器增加了成本、制造和维护复杂度、增加的电压降以及不理想的重量。因而，通过使线路最小化而减少复合材料飞行器内的重量的尝试已经被复合材料飞行器中增加的避雷组件和其他原因的需要抵消。

传统飞行器的铝质机架(例如组成框架或蒙皮或其组合的组件)和飞行器的任何其他的导电金属结构被绑定到一起以形成用于将电压参考点返回到源分配接地点的电流返回网络。电流返回网络还提供避雷和人员安全保护通道。然而，在机架可由绝缘材料形成的复合材料飞行器内，从发电机到前部和后部装备底座、到远程电力分配单元和它们服务的装备负荷、以及通过电流返回网络回到前部装备底座的线路的路由创建了大型线路回路。在复合材料飞行器内，在某些条件下对飞行器的雷击期间，这种长的线路回路可以引起大电流。为了处理这种顾虑，线路回路可以被屏蔽，但是这种大型线路回路和它的屏蔽将不理想地在飞行器内贡献大量的重量。

商用飞行器可以按照分离的区段被制造，所述区段然后被连接到一起以装配成完整的飞行器。在飞行器内的各种系统可以具有跨越多个区段分布的组件。在区段被最终装配到一起之前，在区段内的许多组件被安装和测试以确认它们被正确装配。因此，为了测试和验证区段，还没有存在于建造序列中的部分系统必须被仿真。一旦已经测试了区段安装，就能够执行形成飞行器的区段的最终装配，所述最终装配将对发现的错误进行修复，在该阶段后，由于有限的可达性，纠正将会更困难。

在当今的飞行器内，最终装配是如此耗时的过程的一个原因是由于相邻区段间的大量的初级和次级电力连接和大量的数据连接。能够以更快的速率和顺序建造成完整的飞行器的飞行器可以通过在建造周期早期的功能性测试系统以及通过使飞行器线路的重量和复杂度最小化而被更迅速地填充，因而消除了对位于飞行器的其他部分内的某些装备进行仿真的需要，减少了跨越区段间断处的连接的数量，消除了集成面板。

本文的公开内容提出了关于这些和其他的考虑因素。

发明内容