(前排提醒:本账号下有文章的视频版,看着更过瘾嗷~~~)
之前我有一期讲了飞机屁股上那个黑洞洞,也就是APU。我说APU的一大用处是用来启动发动机,这句话说得确实没错。但是启动发动机不仅仅只靠APU,这期我就给大家说一下发动机的其他启动方式,包括在地上和天上。另外,带你认识一个APU的近亲,EPU。它是干啥用的,什么原理。
飞机发动机,这里咱就只说涡轮的,活塞的属实不够排面。发动机的启动,再重复一下那句话,你要想让它自己能转起来,首先就要先把它转起来。如果是小发动机,用手就行,也可以用电机;大的,像现在主流客机上用的涡扇,电机就带不动了,基本都是用气动启动。也就是先搞到一股高压空气,用空气来吹空气涡轮启动机,启动机把空气的内能转化成机械能,输出轴功,来带动发动机转起来。
这个空气涡轮启动机比电机可厉害多了,产生同样的扭矩,它的重量只是电机的四分之一。现在全世界造空气涡轮启动机最牛逼的,和APU一样,都是霍尼韦尔,你很可能和这个巨头有过业务合作,买过他们家口罩。
给空气涡轮启动机供高压空气的,在地面,就是APU或者地面气源车。另外还有一种情况,就是用一个发动机去启动另一个,比如其中一个发动机被APU带起来之后,另一个发动机启动就不用APU供气了。而是从已经启动的这一个来引高压空气,来启动另一个,互帮互助,这叫交输引气。
刚才说的是在地面,那如果在空中飞着飞着发动机突然熄火一个,怎么整?在天上呢,地面气源车就别指望了。但是,没有气源车还有APU啊!一直背着呢。诶,你先别啥事都找APU。你飞机肯定不止一个发动机吧,至少有两个吧,不太可能两个一块熄火吧?你先看看另一个还转不转,如果还转着,而且高度合适,那就好办了,继续互帮互助啊,交输引气。
但是,万一,这次真的是万一,另外一个也熄火了,怎么整?你还是先别急着叫APU。如果你飞的速度够快,大风吹在发动机的风扇上,发动机就会转起来,进入风车模式,也就是自己没动力,靠风吹转起来。在风车模式,如果发动机转速合适,一点火一加油,自己就启动了。
但是如果飞的太慢,风吹不起来,就要用APU了。另外对于发动机在空中的启动,有个专业术语,叫空中启动边界,就类似于飞机的飞行包线。也就是发动机空中启动对高度和速度有要求,如果飞的太高,空中氧气含量太低,就不好启动了。像A320,这个飞机它可以飞到12000米高,但是发动机在空中启动的最大高度只有9100米。APU也类似,毕竟它结构和发动机差不多,都是涡轮的。这玩意一般是用电机启动的,最大启动高度差不多也是9000米多点。
也正是因为APU对启动高度有要求,太高了没法启动。而且还有个缺点,就是启动慢,虽然比主发动机快,但毕竟还是涡轮发动机,启动用一分钟很正常。你想,这对客机来说还好,毕竟飞的不高,在巡航高度APU差不多就能启动,而且滑翔性能也好,滑翔一分钟高度也不会掉太多。但是战斗机就难受了,飞的比客机高多了,一踩油门能怼到将近两万米。在这个高度,APU就启动不了了,就要降高度,而且一旦往下掉,还往往比客机要快。这对战斗机来说就很危险了,保不齐就要吃席了。
APU不给力,下面就介绍一下它的近亲,名字叫EPU,全称Emergency Power Unit,应急动力单元。咱们知道,APU叫辅助动力单元,看名字差不多能知道它俩区别。APU有应急的用处,但是它更大的用处还是提供辅助动力,比如给液压提供能量,空调和发动机启动提供气源。
EPU,很纯粹,就是应急用的。比如飞机油箱漏了,没油了,可以给飞机的液压系统提供能量,能让飞机安全落地。你一想,诶没油了?没油了它怎么还能工作?APU没有油可就趴窝了。好问题,这个EPU,它不烧油,它用的东西,叫肼,经常用在火箭发动机里,有剧毒。70%的肼和30%的水混合,喷在铂催化剂上,反应很剧烈,生成氨、二氧化碳和水,同时放出很多热量。然后这些气体推着一个小涡轮转,给飞机提供动力。
EPU比APU冷门多了,客机上不用,都是用在军机上,最有名的就是F16。F16装的有EPU,那就没必要装APU了。据查到的资料,这个EPU也就只能工作10分钟。时间不长,但是足够保证F16万一发动机坏了或者油箱爆了,可以安全落地,纯粹吧,就是应急用的。
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