飛機的大發動機是如何帶動起來的?

暈暈的Honeybaby


利用APU啊!

但是如果這樣回答就有點敷衍大家了。W君不是這樣的人!W君喜歡刨根問底的。所以APU並不是最終的答案。

的確很多的飛機在啟動的時候先要打開APU,但是並不證明APU是發動引擎使用的。

是不是有點矛盾?W君也這麼認為。

APU的名字叫做輔助動力單元,一般的情況下是一臺小型的燃氣輪機。

這臺小型的燃氣輪機並不提供推力而是帶動發電機和空氣壓縮機。

APU產生的壓縮空氣被儲存在飛機的氣瓶內,通過管道引向飛機發動機,在需要的時候釋放壓縮空氣推動引擎葉片轉動來啟動引擎。


但這個原理並不是飛機引擎啟動的全部方法。

例如圖中的這架B-52轟炸機:

地勤人員正在用一個壓縮空氣管子在吹動發動機葉片,這也是一種吹氣啟動方式,其啟動飛機的壓縮空氣來源並不來自APU,而是來自於地面上的壓縮空氣車(啟動車)。


見過這種打霰彈的左輪大噴子嗎?

這個其實也是一種啟動飛機發動機的裝置。

這個裝置叫做科夫曼啟動器,沒錯,就是利用子彈裡火藥氣體來啟動發動機的。

這種啟動彈是空包彈,在激發的時候產生大量火藥氣體,火藥氣體推動活塞帶動發動機轉動。

雖然科夫曼啟動器歷史悠久,但這是一個十分方便的啟動方法,包括F-22內的很多戰機其實都是使用科夫曼啟動器的。看圖:

如果這個角度看不清,那麼咱們換個角度再看:


當然了,還有其他很多的啟動方法,甚至可以手搖動啟動航空發動機。

在相對特殊的情況下,發動機是可以靠邊上的齒孔通過搖桿來啟動起來的。

和下面的方式差不多


甚至早期的螺旋槳發動機連搖把都省了,直接撥動螺旋槳。


軍武數據庫


對於現在的民航大飛機來說,飛機的主發動機(大發動機)都是需要依靠啟動機啟動的,而這些飛機發動機的啟動機除了波音787的GE-Nx或Trent 1000是使用電力啟動機外,其他的絕大部分都是使用氣動啟動機(個別小型飛機和活塞螺旋槳飛機除外)。而啟動機啟動所需要的電或者壓縮空氣從哪來,那就要依靠飛機上的APU了。

如上圖所示,大飛機(民航客機)的APU都裝在飛機的尾端,其實上就是一臺小型發動機,也有人將其稱為備用發動機,只不過這樣的說法不是很準確。APU就是

Auxiliary Power Unit的縮寫,意味輔助動力系統,一般但你坐飛機登機的時候,聽到飛機上傳來的輕微噪音並不是飛機主發動機傳來的,這個時候飛機的主發動機還沒啟動,只是APU在工作。

APU基本上就是上圖這個樣子,下面我們來說一下民航客機發動機是如何啟動的:當飛機發動機要啟動的時候,首先要給發動機啟動機通電、通氣,那麼電源和氣源哪裡來呢?這也就是輔助動力系統APU的作用。當飛機在地面時,APU工作提供電力和壓縮空氣,這時飛機裡的照明、空調、儀表等用電用氣設備依賴APU提供;當飛機準備就緒,想要發動發動機起飛時,駕駛艙會將控制鈕旋至點火啟動位置,將信號傳遞至發動機控制組件,控制燃油系統打開油路通道,高壓引起機將APU產生的壓縮空氣通過引起管路引到“氣動啟動機”,高壓氣體帶動啟動機運轉,經過齒輪箱附件等傳動系統帶動渦扇發動機的N2轉子,當N2轉子達到設定轉速後,由發動機控制組件控制點火盒通電點火,燃燒室周圍的燃油噴嘴開始噴油燃燒,發動機轉速持續上升,當轉速提高到50%的時候,發動機啟動工作宣告順利結束。

(南航波音747-400F更換APU)

發動機啟動工作結束後,控制組件會控制引氣啟動管路關閉,點火盒停止工作,發動機與啟動機脫開。發動機本身會繼續提高轉速,大約增加到60%轉速時開始穩定工作,這也就是飛機主發動機“慢車”工作狀態,然後就可以開足馬力加速滑行並飛離跑道了。

每一架大飛機的屁股後面都有這樣子的“洞洞”,這就是飛機APU的排氣口,話說APU再小也是個發動機,也需要進氣和排氣嘛。而為何絕大多數大飛機的發動機都要引起啟動(氣動啟動機),這是因為飛機的主發動機是非常龐大的,一般的往裡站個人都不是事兒,大一些的發動機直徑比中型客機機身還要大,所以啟動機要帶動發動機轉子旋轉還是很吃力的,而選擇氣動啟動機就可以縮小APU的體積,當然隨著技術進步,電力啟動機得到跨越式發展的情況下,也可以選擇電力啟動,比如說波音787的發動機就是依靠電力啟動機啟動的。

話不多說,上圖。上面就是波音787的GEnx發動機(左)和波音737NG的CFM56-7發動機(右)的大小對比,這倆發動機不光是體型、馬力天差地別,GEnx這麼大個的噪音水平還比CFM-56要低得多,如果說波音737發動機的噪音水平算是“嘈雜”的話,787發動機工作時都可以說是“靜音”了。

當然我們上面所說的都是一切正常狀態下的啟動過程,而電子和機械設備,誰又能保證沒個故障呢?當APU出現故障後,飛機發動機怎麼啟動呢?這時候就需要用到地面電源/氣源車了,通過這些地面設備為飛機發動機的啟動提供電氣,那麼上圖中那輛黃色的小車就是美國A-12高空偵察機的地面啟動車,民用客機的地面輔助車倆和這個差不多。


衛青點兵


1用氣壓,2電動,現在電啟動太少了,大多都是高壓氣體帶動的,這裡指的是渦輪發動機。


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