MIL-STD-704F-Schnittstellenstandard des Verteidigungsministeriums: Elektrische Leistungseigenschaften von Flugzeugen

Der vom US-Verteidigungsministerium entwickelte Standard „MIL-STD-704F Department of Defense-Schnittstellenstandard: Spezifikationen für die elektrische Stromversorgung von Flugzeugen“ beschreibt die Anforderungen und Spezifikationen für die elektrische Stromversorgung von Flugzeugen, die an den Eingangsanschlüssen elektrischer Verbrauchsgeräte bereitgestellt wird. Die Standards MIL-HDBK-704-1 bis 8 definieren Testmethoden und -verfahren zur Bestimmung der Konformität von Geräten zur Verwendung in der Luft mit den darin definierten Anforderungen an die elektrischen Leistungseigenschaften. Elektromagnetische Störungen und Spannungsspitzen fallen nicht in den Geltungsbereich dieser Norm.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Elektrische Stromversorgungssysteme von Flugzeugen: Ein elektrisches Stromversorgungssystem eines Flugzeugs besteht aus einer Hauptstromversorgung, einer Notstromversorgung, Stromumwandlungsgeräten, Steuer- und Schutzgeräten und einem Verbindungsnetzwerk (wie Drähten, Kabeln, Anschlüssen). Die Hauptenergie wird durch Flugzeuggeneratoren gewonnen, die von Flugzeugantriebsmotoren angetrieben werden. Die Notstromversorgung erfolgt über Batterien, Zapfluft aus dem Motor, unabhängige Hilfsaggregate, Staudruckgeneratoren oder hydraulisch betriebene Generatoren.
• Scheitelfaktor: Dies ist der absolute Wert des Verhältnisses des Spitzenwerts zum Effektivwert für jeden Halbzyklus der Spannungswellenform.
• Strom: Wechselstrom (AC) ist der Effektivwert der Grundfrequenzkomponente für den Halbzyklus, gemessen zwischen aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen. Gleichstrom (DC) ist der Momentanwert.
• Strommodulation: Die Strommodulation ist die Differenz zwischen dem maximalen Strom und dem minimalen Strom. Die prozentuale Strommodulation ist das Verhältnis der Strommodulation zum Durchschnitt (Durchschnitt für Gleichstrom, Effektivwert der Grundwelle für Wechselstrom) multipliziert mit 100 über einen Zeitraum von einer Sekunde.
• Gleichspannung: Die stationäre Gleichspannung ist der zeitliche Durchschnitt der momentanen Gleichspannung über einen Zeitraum von höchstens einer Sekunde.
• Verzerrung: Die AC-Verzerrung ist der Effektivwert der AC-Wellenform ohne die Grundwelle. In einem Gleichstromsystem ist die Gleichstromverzerrung der Effektivwert der Wechselspannungskomponente in der Gleichspannung.
• Verzerrungsfaktor: Der AC-Verzerrungsfaktor ist das Verhältnis der AC-Verzerrung zum Effektivwert der Grundkomponente. Der Gleichstrom-Klirrfaktor ist das Verhältnis der Gleichstrom-Verzerrung zur Gleichstrom-Dauerspannung.
• Verzerrungsspektrum: Das Verzerrungsspektrum quantifiziert die AC- oder DC-Verzerrung anhand der Amplitude jeder Frequenzkomponente. Das Verzerrungsspektrum umfasst die harmonischen und nichtharmonischen Komponenten der Wellenform sowie Komponenten, die sich aus der Amplituden- und Frequenzmodulation ergeben.

In dieser Norm werden die Anforderungen an das elektrische Energiesystem von Flugzeugen wie folgt festgelegt:

• Leistung des elektrischen Stromversorgungssystems des Flugzeugs: Das elektrische Stromversorgungssystem des Flugzeugs muss während des gesamten Betriebs des Stromversorgungssystems an den Anschlüssen der Verbrauchsgeräte elektrische Leistung mit den in dieser Norm festgelegten Spezifikationen bereitstellen.
• Eigenschaften der elektrischen Stromquelle: Die Eigenschaften der an den Ausgangsklemmen einer ungeregelten Stromquelle oder am Regelpunkt einer geregelten Stromquelle gemessenen elektrischen Leistung sollten innerhalb der in der geltenden detaillierten Spezifikation der Stromquelle angegebenen Grenzen liegen. Es liegt in der Verantwortung des Flugzeugherstellers oder -modifizierers, das Verteilungs- und Schutznetzwerk für die Anschlüsse der Verbrauchsgeräte bereitzustellen und dabei die in dieser Norm festgelegten Leistungseigenschaften einzuhalten.
• Schutzeinrichtungen: Schutzeinrichtungen müssen unabhängig von Steuer- und Regeleinrichtungen funktionieren.

In dieser Norm werden die Anforderungen an die Flugzeugabfertigungsausrüstung wie folgt festgelegt:

• Stromkompatibilität: Das verwendete Gerät muss mit den hier angegebenen Stromspezifikationen kompatibel sein. Die verwendete Ausrüstung darf keinen Strom von besserer Qualität benötigen als hier angegeben. Die Handhabungsausrüstung muss den geltenden Anforderungen der Flugzeugspezifikation zur Kontrolle elektromagnetischer Störungen und Spannungsspitzen entsprechen, die durch Blitzschlag, elektromagnetische Impulse und Stromschaltungen verursacht werden. Elektromagnetische Störungen und Spannungsspitzen werden von dieser Norm nicht abgedeckt.
• Betrieb: Bei Versorgung mit elektrischer Energie mit den hier angegebenen Spezifikationen muss die Flugzeugabfertigungsausrüstung für jede Betriebsbedingung das in ihrer detaillierten Spezifikation geforderte Leistungsniveau erbringen. Der Betrieb des Geräts darf nicht dazu führen, dass die Leistungskennwerte an seinen Anschlüssen die hier angegebenen Grenzwerte überschreiten. Der Betrieb der Nutzungsausrüstung darf unter allen Betriebsbedingungen des elektrischen Systems keine nachteiligen Auswirkungen auf das elektrische System haben oder zu Fehlfunktionen des elektrischen Systems führen.
  • Normalbetrieb: Das verwendete Gerät muss das in seiner detaillierten Spezifikation angegebene Leistungsniveau bereitstellen.
  • Anormaler Betrieb: Sofern in der detaillierten Spezifikation nichts anderes angegeben ist, muss eine Verschlechterung oder ein Funktionsverlust der verwendeten Ausrüstung zugelassen werden. Das Gerät darf nicht beschädigt werden oder eine unsichere Situation verursachen. Die Verbrauchergeräte sollten automatisch ihre volle Leistungsfähigkeit wiedererlangen, wenn der Normalbetrieb des elektrischen Systems wiederhergestellt ist.
  • Transferbetrieb: Die verwendete Ausrüstung muss möglicherweise nicht unter Transferbedingungen betrieben werden, es sei denn, in ihrer detaillierten Spezifikation ist ein Leistungsniveau angegeben. Die verwendete Ausrüstung muss automatisch zur angegebenen Leistung zurückkehren, wenn die normalen Betriebseigenschaften wiederhergestellt sind.
  • Notbetrieb: Die Betriebsausrüstung muss das in ihrer detaillierten Spezifikation angegebene Leistungsniveau bereitstellen, wenn diese Leistung für den Flug oder die Sicherheit erforderlich ist.
  • Anlaufbetrieb: Das eingesetzte Gerät muss die in seiner Detailspezifikation angegebene Leistung erbringen, wenn während des Anlaufbetriebs Leistung benötigt wird.
• Stromausfall: Ein Stromausfall (Wechselstrom oder Gleichstrom) oder der Verlust einer oder mehrerer Phasen des Wechselstroms an einem Anschluss des Verbrauchsgeräts darf nicht zu einem unsicheren Zustand oder einer Beschädigung des Verbrauchsgeräts führen.
• Wechselstromverbrauch: Verbrauchsgeräte, die mehr als 0,5 kVA Wechselstrom benötigen, müssen für die Verwendung von dreiphasigem, gleichbleibendem, ausgeglichenem Strom konfiguriert sein. Die Lastunwucht der Einzelnutzungsgeräte sollte innerhalb der in der Abbildung dargestellten Grenzen liegen. Die Lastunsymmetrie der Verbrauchsgeräte mit einer Gesamtlast größer als 30 kVA sollte 3,33 Prozent ihrer gesamten Dreiphasenlast nicht überschreiten. Einphasiger Wechselstrom sollte nur auf Phase-Neutral-Basis verwendet werden. Wechselstrom sollte nicht in Halbwellen gleichgerichtet werden.

In dieser Norm werden die Anforderungen an die externe Stromversorgung wie folgt festgelegt:

• Externe Stromquellen müssen an den Stromeingangsklemmen der elektrischen Verbrauchsgeräte von Flugzeugen Strom mit den in dieser Norm festgelegten Eigenschaften bereitstellen. Um einen dauerhaften Spannungsabfall zwischen der externen Stromsteckdose des Flugzeugs und den Anschlüssen der Betriebsgeräte des Flugzeugs zu ermöglichen, muss die Spannung an der externen Stromsteckdose folgende Werte aufweisen:
  • Wechselstromsystem 113 bis 118 Volt (0 bis 5 Volt Wechselstromspannungsabfall)
  • 28-VDC-System, 24 bis 29 Volt (0 bis 2 Volt DC-Spannungsabfall)
  • 270-VDC-System, 260 bis 280 Volt (0 bis 10 Volt DC-Spannungsabfall)

Unsere Organisation, die seit Jahren versucht, Unternehmen aus allen Branchen mit einer breiten Palette von Test-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien zu unterstützen, verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen in der Welt der Wissenschaft und Technologie aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. In diesem Zusammenhang werden für Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „MIL-STD-704F Ministry of Defense interface standard: Aircraft electrical power characteristics“ angeboten.