03.03 飞机上的APU是干什么用的?用来帮助滑行的吗?

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当然不是。APU可谓是“文能提笔安天下,武能上马定乾坤”,其全称是Auxiliary power unit,意为“辅助动力系统”。它在地面客机主发动机关闭可以提供空调和电力供应,还能提供压缩空气启动主发动机。在空中的作用就更重要了,当主发动机停车时,APU是重启它的关键部件。当发动机失效时,APU还是维持某些系统运作的紧急发电机,让客机的仪表得以正常运转,还记得“哈迪逊奇迹”的全美航空1549号航班吗?正是沙林博格机长打开APU,维持了飞机电脑系统的运作,让他挑战不可能的任务的时候,织了一张安全网。


图、外看一个洞,内却别有洞天的APU

还记得空中客车A340-200/300的 “5APU”梗吗?说的就是这种客机发动机推力小,就像APU一样。同样APU可以看做一台小发动机,其核心是一台小型的涡轮发动机。典型的APU包括功率输出轴、压缩空气引气装置和自动控制等装置。1963年,波音727成为首个搭载APU的喷气式客机,这可以保障它在较小的机场独立操作,现在APU已经成为客机的标配。


图、APU透视图

通常情况下APU位于客机的尾部,大家看到机尾的空洞就是APU的排气管。但是也有部分客机没有独立的APU,例如ATR-72型客机,就集成在右边的2号发动机的螺旋桨刹车器中,它可以在2号发动机启动时不让螺旋桨转动,还能提供电力和空气。


值得一提的是,当客机的发动机和APU同时失效时,客机就需要启动最后的“杀手锏”了,就是有“小老鼠”之称——RAT冲压空气涡轮(Ram Air Turbine),它可以为客机的飞行控制系统提供有限的电力。


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不能帮助滑行。

民航客机和战斗机一般安装有辅助动力系统,也就是APU,APU的功能主要有两点。



图:波音飞机APU与安装处

1,在飞机涡扇发动机起动过程中,提供气源,辅助启动发动机。

涡扇发动机的启动功率要求高,不能由地面电源直接将发动机启动。原来三代机战斗机的做法是:每台发动机自带一个燃气涡轮启动机(俗称小发),作为发动机的附件,由燃气涡轮启动机启动涡扇发动机。民航飞机和四代机如F22、歼20。将发动机的启动工作全部交给辅助动力系统。APU启动后产生大流量空气,带动涡扇发动机的空气涡轮启动机,进而启动涡扇发动机。

APU就这样,两个粗管子是空气管路

飞机在地面启动和空中飞行时,如果发动机熄火,需要重新启动发动机时,都需要先启动APU以产生大流量空气,提供空气涡轮启动机所需的空气源。

没有APU,飞机的涡扇发动机不能启动。


图:APU系统与交联原理图



2,在紧急情况下为飞机提供应急液压动力和电力。

辅助动力系统不仅在发动机启动时,向涡扇发动机的空气涡轮启动机提供足量的高速空气,辅助动力系统还会设置小型液压泵和发电机。

每台涡扇发动机都配有液压泵和发电机。飞机所需的电力和舵面操纵及起落架收放所需的液压动力,在正常情况下都来自于涡扇发动机。当涡扇发动机的液压泵或发电机出现故障时,飞机的主液压动力、主电供应也就随之终止。此时启动辅助动力系统,辅助动力系统的小型液压泵和小型发电机投入工作,虽然功率小一些,但不至于使飞机失去电力供应或失去液压操纵。

辅助动力系统并不能帮助飞机滑行,飞机的涡扇发动机启动后,飞机才可以滑行。但涡扇发动机的启动却必须要有辅助动力系统来完成。

图:F22APU启动,上方进气蒙皮已打开,启动时冒烟的废气从侧面排出


在正常飞行过程中最好不要用到辅助动力系统。飞机液压系统失效,降级,或发电机失效,都是比较严重的故障。辅助动力系统充当救火队员的角色,但此时飞行安全已经受到威胁,必须尽快返航降落。


一坑四弹


APU是飞机的辅助动力装置的缩写,飞机在正常的飞行过程中,全部的能量都来自主发动机,如果飞机的主发动机全部失效,位于机尾的小发动机会启动,给全机供电,主要是给飞机的一些主要操纵部位提供动力,以保证飞行员可以正常的控制飞机,以进行一个迫降!

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飞机上的APU就是辅助电力系统的简称,在飞机发动机没有启动前 APU负责给飞机提供基本的电力 然后再启动主发动机,主发动机在启动主发电机提供电力 APU则关闭。


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APU是辅助动力装置,相当于一台小的涡轮轴发动机。可以给飞机提供电力和气源,但不能提供推力。一般情况下,飞机停场时,关闭发动机,打开APU可以保证飞机用电和空调用气,气源可以启动发动机。


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