03.02 你知道吗?飞机的“屁股”在飞行中,起着非常关键的作用

飞机的“机屁股”称之为APU。

APU也称之为辅助动力装置,是指航空器上主动力装置(发动机)之外可独立输出压缩空气或供电的小型辅助动力装置。

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一般是小型的燃气涡轮发动机。包括功率输出轴、压缩空气引出装置和自动控制装置等。

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起飞前,为航空器提供压缩空气,可用于航空器的空调系统供气或为主发动机起动机提供气源启动,也可在主发动机启动前为飞机电力系统输出电力,减少航空器对机场设备的依赖;

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在飞行中,当主发动机或其发电装置出现故障时,能向航空器提供应急能源,提高飞行安全性;着陆时,也可为航空器提供能源。在大、中型飞机和大型直升机上均装有辅助动力装置。

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APU的作用是 向飞机独立地提供电力和压缩空气(也有些只提供电力),少量的APU可以向飞机提供附加推力

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飞机在地面上起飞前,由APU供电或供气来启动主发动机,从而不需依靠地面电源或气源车来启动发动机。

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在地面时APU提供电力和压缩空气(Boeing787系列除外),保证客舱和驾驶舱内的照明和空调,在飞机起飞时使发动机功率全部用于地面加速和爬升,改善了起飞性能。

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降落后,仍由APU供应电力照明和空调,使主发动机提早关闭,从而节省了燃油,降低机场噪声(在国外的一些机场,对APU开启的时间,是有严格的管控的)

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APU有自己单独的电动起动机,由单独的电池供电,有独立的附加齿轮箱、润滑系统、冷却系统和防火装置。它的燃油来自飞机上总的燃油系统。

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专业部分

APU引气系统

APU引气系统的功用是将APU负载压气机输出的增压空气提供给空调系统、发动机启动系统和飞机上其它的气动组件。此外,当飞机在飞行中且没有引气负载时,APU引气系统可以减小压气机的喘振。

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APU引气系统的主要组件有:引气活门、引气管道、比例控制活门、差压调节器、防喘活门。

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APU引气活门:

引气活门控制APU涡轮空气室(turbine plenum)到飞机气动管道的引气气流。引气活门安装在APU舱前方的引气管道中,主要由蝶形主阀、作动器、变化率控制阀和切换阀组成。

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蝶形主阀通常处于关闭位置,在主阀的上游设有控制压力接口。

作动器上有弹簧加载的膜片和关闭蝶形阀板的连杆。

切换阀是电磁阀操纵的双球型选择阀,用于控制作动器膜片两侧的气流。

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APU引气无需经过温度和压力调节直接供给用气系统。APU引气系统通常在地面状态下作为发动机引气系统的备份为用气系统提供引气,空中一定高度内为空调系统和发动机起动系统提供引气。

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安全

APU引气系统为空调系统提供引气时,应保证有足够的引气量来确保新鲜空气量满足适航条款CCAR25.831a的要求:在正常操作情况和任何系统发生可能的失效而对通风产生有害影响条件下,通风系统都必须要能提供足够量的未被污染的空气,使得机组成员能够完成其职责而不致过度不适或疲劳,并且向旅客提供合理的舒适性。通常情况下通风系统至少应能向每一乘员提供每分钟250 克(0.55 磅)的新鲜空气。

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防喘活门(surge bleed valve):

防喘活门直接安装在涡轮空气室上引气管道下方,作用是防止飞机在高海拔时压气机喘振。当APU发动机转速大于95%、飞机在飞行状态且引气活门关闭时,防喘活门工作。

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系统原理:

当APU发动机转速高于95%,引气活门的电源回路接通。在前头顶板P5上的BLEED AIR电门置ON位时,引气活门的电磁阀通电,活门打开,APU增压空气输送给飞机气动系统。

当飞机气动系统使用APU引气时,比例控制活门为APU提供过载保护。在出现过载时,EGT升高,比例控制活门会释放引气活门的控制空气压力,引气活门关闭,使EGT降低。


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