如果一架民航客機準(zhǔn)備起飛,它要做哪些事情呢?
先在跑道上加速,然后飛上藍(lán)天?可沒有這么簡單,飛機不是汽車,不能說走就走,在起飛之前,它先要讓引擎轉(zhuǎn)起來,而這著實需要不少的時間。無論是渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,還是渦輪噴氣發(fā)動機,基本的原理都是要通過巨大的風(fēng)扇將空氣吸入,然后加壓送入燃燒室燃燒,之后氣體才能噴出推動渦輪旋轉(zhuǎn)起來,最后渦輪再帶動前面的風(fēng)扇和壓氣機葉片轉(zhuǎn)動將空氣吸入。有沒有看出什么問題?沒錯,這是一個循環(huán),風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動就推動不了渦輪,而渦輪不轉(zhuǎn)動又帶動不了風(fēng)扇,所以總要有一個先轉(zhuǎn)起來才行。
怎么才能讓一個先轉(zhuǎn)起來呢?這就要借助外力了。
如果你注意觀察就會發(fā)現(xiàn),在飛機的尾部存在著一個小洞,這個東西叫做“輔助動力裝置”,簡稱APU,它其實就是一個小型的渦輪發(fā)動機,因為體積很小,所以只需要一點點電力就可以轉(zhuǎn)動起來。當(dāng)飛機準(zhǔn)備起飛時,第一件事就是啟動APU,APU轉(zhuǎn)動起來之后會產(chǎn)生壓縮空氣,這些壓縮空氣會通過一條細(xì)長的管子被輸送到主發(fā)動機的啟動機上。
所謂啟動機其實就是一個氣動馬達(dá),它由大量齒輪和變速箱組成。
啟動機連接著主引擎的高壓軸,它會推動高壓軸旋轉(zhuǎn),而高壓軸又會繼續(xù)帶動高壓渦輪機和高壓壓氣機轉(zhuǎn)動起來。因為風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動了,所以就有空氣被吸進(jìn)來了,空氣一多,空氣壓力就開始升高,于是高壓渦輪機后面的低壓渦輪機也開始慢慢轉(zhuǎn)動,低壓渦輪機通過低壓軸帶動前方的低壓壓氣機和最前方的大風(fēng)扇轉(zhuǎn)動,于是被吸入的空氣又增多了。
現(xiàn)在就只剩下最后一步了,那就是加入燃料。
最初的燃料添加同樣要依靠APU提供的壓縮空氣,這些壓縮空氣會給燃料加壓然后噴入燃燒室,與空氣混合之后被點燃,于是就制造出了更大的燃?xì)鈮毫?,渦輪機也就轉(zhuǎn)的更快了。到此為止,飛機引擎才算是正式完成了啟動。不過不要高興得太早,現(xiàn)在才只是啟動了一個引擎而已,也就是說現(xiàn)在的飛機只有一個引擎在轉(zhuǎn),另一個還是靜止不動的。為什么不能兩個引擎一塊啟動呢?因為用電池驅(qū)動的APU實在是力量太小了,一次只能帶動一個引擎。
也就是說必須先啟動一個引擎,然后再用先啟動的這個引擎充當(dāng)APU的作用,帶動第二個引擎逐步轉(zhuǎn)動起來。
當(dāng)飛機的兩個引擎都完全啟動了之后,才能夠在跑道上加速飛上藍(lán)天,而啟動兩個引擎所需要的時間大概要超過15分鐘。好在民航客機只有兩個引擎,所以起飛準(zhǔn)備的時間還算是可以接受,但如果要是裝有4臺、6臺、甚至8臺發(fā)動機的大型轟炸機想要起飛,花費的時間豈不是要超過一個小時?對于這些多發(fā)動機的飛機而言,靠APU就不行了。
這些飛機的起飛通常會用到一種地面輔助啟動裝置。
這種裝置從外表來看就是一輛小車和一根連接飛機發(fā)動機的管子,它的作用與APU是完全一樣的,只不過多個發(fā)動機可以同時連接多個輔助啟動裝置,以保證飛機可以在幾分鐘內(nèi)完成起飛準(zhǔn)備。如果想要再快一些怎么辦?美國的B-52轟炸機在緊急起飛時會采用一種特別的方式,就是將一種小型炸彈放入發(fā)動機,利用爆炸瞬間產(chǎn)生大量壓縮空氣推動發(fā)動機旋轉(zhuǎn)起來。
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