首页 航空 飞机发动机在飞机翅膀下是如何推动飞机起飞的?

飞机发动机在飞机翅膀下是如何推动飞机起飞的?

对于现在的民航大飞机来说,飞机的主发动机(大发动机)都是需要依靠启动机启动的,而这些飞机发动机的启动机除了波音787的GE-Nx或Trent 1000是使用电力启动机外,其他的绝大部分都是使用气动启动机(个别小型飞机和活塞螺旋桨飞机除外)。而启动机启动所需要的电或者压缩空气从哪来,那就要依靠飞机上的APU了。

如上图所示,大飞机(民航客机)的APU都装在飞机的尾端,其实上就是一台小型发动机,也有人将其称为备用发动机,只不过这样的说法不是很准确。APU就是

Auxiliary Power Unit的缩写,意味辅助动力系统,一般但你坐飞机登机的时候,听到飞机上传来的轻微噪音并不是飞机主发动机传来的,这个时候飞机的主发动机还没启动,只是APU在工作。

APU基本上就是上图这个样子,下面我们来说一下民航客机发动机是如何启动的:当飞机发动机要启动的时候,首先要给发动机启动机通电、通气,那么电源和气源哪里来呢?这也就是辅助动力系统APU的作用。当飞机在地面时,APU工作提供电力和压缩空气,这时飞机里的照明、空调、仪表等用电用气设备依赖APU提供;当飞机准备就绪,想要发动发动机起飞时,驾驶舱会将控制钮旋至点火启动位置,将信号传递至发动机控制组件,控制燃油系统打开油路通道,高压引起机将APU产生的压缩空气通过引起管路引到“气动启动机”,高压气体带动启动机运转,经过齿轮箱附件等传动系统带动涡扇发动机的N2转子,当N2转子达到设定转速后,由发动机控制组件控制点火盒通电点火,燃烧室周围的燃油喷嘴开始喷油燃烧,发动机转速持续上升,当转速提高到50%的时候,发动机启动工作宣告顺利结束。

(南航波音747-400F更换APU)

发动机启动工作结束后,控制组件会控制引气启动管路关闭,点火盒停止工作,发动机与启动机脱开。发动机本身会继续提高转速,大约增加到60%转速时开始稳定工作,这也就是飞机主发动机“慢车”工作状态,然后就可以开足马力加速滑行并飞离跑道了。

每一架大飞机的屁股后面都有这样子的“洞洞”,这就是飞机APU的排气口,话说APU再小也是个发动机,也需要进气和排气嘛。而为何绝大多数大飞机的发动机都要引起启动(气动启动机),这是因为飞机的主发动机是非常庞大的,一般的往里站个人都不是事儿,大一些的发动机直径比中型客机机身还要大,所以启动机要带动发动机转子旋转还是很吃力的,而选择气动启动机就可以缩小APU的体积,当然随着技术进步,电力启动机得到跨越式发展的情况下,也可以选择电力启动,比如说波音787的发动机就是依靠电力启动机启动的。

话不多说,上图。上面就是波音787的GEnx发动机(左)和波音737NG的CFM56-7发动机(右)的大小对比,这俩发动机不光是体型、马力天差地别,GEnx这么大个的噪音水平还比CFM-56要低得多,如果说波音737发动机的噪音水平算是“嘈杂”的话,787发动机工作时都可以说是“静音”了。

当然我们上面所说的都是一切正常状态下的启动过程,而电子和机械设备,谁又能保证没个故障呢?当APU出现故障后,飞机发动机怎么启动呢?这时候就需要用到地面电源/气源车了,通过这些地面设备为飞机发动机的启动提供电气,那么上图中那辆黄色的小车就是美国A-12高空侦察机的地面启动车,民用客机的地面辅助车俩和这个差不多。