航空機の仕組みを口述する：旅客機の発電方法と課題

〇航空機の発電機
〇ダイナモとオルタネーター
〇オルタネーターの電圧と周波数
◎航空機の発電が止まったら

航空機を運航するため、沢山の電動機材が搭載されるようになりました。航行に不可欠なアビオニクスは、近年小型機にもグラクコックピットが導入されています。旅客機では照明、エアコンや座席前画面のほか、補助翼やフラップを電動で可変させる「フライバイワイヤ方式」が導入されるのが一般的です。多くの操縦士と乗客が、パソコンやタブレット端末を機内へ持ち込んで利用しています。操縦士はナビゲーション・データベースアプリを入れて航行の助けにしていますし、乗客は移動中の仕事に使ったり、機内でゲームを楽しんだりで、機内でインターネットにも接続されて利用されています。
そこで、今回は航空機の装備品として必須な電力供給方法について、その進化と課題について述べます。

今日の旅客機では飛行中に大量の電力が消費されており、消費される以上の電力を発電しなければなりません。発電機(generator)として使用される航空機用の装備は、オルタネーターが一般的です。オルタネーターとは交流を発生させるタイプの発電機で、直流を使う機器へはダイオードを使った整流器を介して直流電気を供給します。

During a commercial flight, a large amount of electricity is consumed, and more electricity must be generated than is consumed. The equipment used for this purpose in aircraft is generally an alternator, which is a type of generator that produces alternating current. It is then rectified by a diode rectifier to provide direct current for equipment that uses direct current.

かつての飛行機にはダイナモと呼ばれる直流発電機が搭載されていたかも知れませんが、今日の航空機で発電機といったらオルタネーターを指します。交流発電機の方が構造が簡便で堅牢であり、発電効率が良く、コンバーターを使って色んな電圧に変換できるためです。ダイナモによる発電では、プロペラの回転が低いと発電量も低くなって、電力の供給能力が不充分でした。

In the past, aircrafts may have been equipped with DC generators called dynamos, but when referring to generators on modern aircrafts, the term "alternator" is used. Alternators are structurally simpler and more robust, with higher generating efficiency, and can be converted to various voltages using a converter. With dynamo-generated electricity, the amount of electricity generated was low when the propeller rotates slowly, resulting in inadequate power supply.

現代の西側製旅客機では115Vで400HZの交流電気が生成されています。グラスコックピット、機内照明や、座席前画面など電力負荷が小さい装備では単相115Vを使用し、油圧ポンプや燃料ポンプ用モーター、エアコン用ファン、ギャレーの電子レンジなど電力負荷の大きな装置では、工場で使われる電気のように三相200Vで交流電気が供給されています。

Modern Western passenger aircraft generate 115V at 400Hz of AC power. Single-phase 115V is used for equipment with small power loads such as glass cockpits, in-cabin lighting and seat-back screens; while three-phase 200V, similar to the power used for industrial purposes, is supplied for equipment with higher power loads such as oil and fuel pumps, air conditioning fans and galleys' microwaves.