一、飛機發動機的轉速是多少
一般(ban)航空活塞發動(dong)機是(shi)最大(da)10000轉(zhuan)/分,民用(yong)渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)風(feng)扇(shan)發動(dong)機是(shi)30000。渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)噴氣(qi)(qi)式(shi)發動(dong)機是(shi)靠噴氣(qi)(qi)的(de)反推力工(gong)作(zuo)的(de),只有壓氣(qi)(qi)機要轉(zhuan)動(dong)來(lai)壓縮空氣(qi)(qi)。渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)螺旋(xuan)(xuan)槳發動(dong)機是(shi)靠渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)帶動(dong)螺旋(xuan)(xuan)槳工(gong)作(zuo),渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)的(de)轉(zhuan)速約10000轉(zhuan)/分左(zuo)右,螺旋(xuan)(xuan)槳的(de)轉(zhuan)速約1000轉(zhuan)/分。渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)風(feng)扇(shan)發動(dong)機的(de)轉(zhuan)速在(zai)8000多轉(zhuan)/分左(zuo)右。
渦噴發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)是現在戰(zhan)斗機(ji)最為常(chang)用的(de)主流發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji),發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)通過產生的(de)高溫(wen)氣體向后噴射(she),進而(er)反推(tui)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji),推(tui)動(dong)(dong)(dong)飛(fei)機(ji)飛(fei)行(xing),這(zhe)種(zhong)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)一(yi)大優點就是可以帶來極高的(de)飛(fei)行(xing)速度,而(er)這(zhe)正(zheng)是戰(zhan)斗機(ji)所(suo)需要的(de)。
民(min)機渦扇發動機有兩(liang)個轉(zhuan)(zhuan)子,所以(yi)有兩(liang)個轉(zhuan)(zhuan)速。低壓轉(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)速叫N1轉(zhuan)(zhuan)速,高(gao)壓轉(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)速叫N2轉(zhuan)(zhuan)速。這兩(liang)個轉(zhuan)(zhuan)速飛行員都需要(yao)監控。
不(bu)同型(xing)號的發(fa)動(dong)機轉(zhuan)速(su)是不(bu)一樣的。一般N2轉(zhuan)速(su)在(zai)10000轉(zhuan)/分以上(shang),N1轉(zhuan)速(su)好(hao)幾(ji)千。例如常見的波音737-800型(xing)飛機,所用的CFM56-7B發(fa)動(dong)機的轉(zhuan)速(su)為:N1轉(zhuan)速(su)5,380rpm(轉(zhuan)/分)。N2轉(zhuan)速(su)15,183rpm。
而世界上最大的(de)民航飛機發(fa)動(dong)機,波音777的(de)GE90發(fa)動(dong)機轉(zhuan)速(su)為:N1轉(zhuan)速(su)2304rpm。N2轉(zhuan)速(su)10396rpm。
二、飛機發動機怎么啟動
多數(shu)情(qing)況下,飛(fei)機發動機是通過APU引(yin)氣啟動。同(tong)時,也可通過地面(mian)氣源或發動機交輸引(yin)氣啟動,以及電動起動機啟動。
APU又叫(jiao)輔助動力(li)裝置(Auxiliary Power Unit,簡稱(cheng)APU),是裝在(zai)飛(fei)機上的一套不依賴機外任何能源(yuan)(yuan)、自(zi)成獨立(li)體(ti)系的小型動力(li)裝置,其作用(yong)是在(zai)地面為飛(fei)機提供(gong)電源(yuan)(yuan)和氣源(yuan)(yuan),用(yong)于起動主發動機以(yi)及向飛(fei)機提供(gong)壓(ya)縮空氣,在(zai)空中提供(gong)備用(yong)電源(yuan)(yuan)和氣源(yuan)(yuan)。
一般而言,APU主要在地面使用,在飛機起飛以后即停止工作。但當飛機在飛行過程中遇到發動機故障時,APU可重新啟動,向飛機提供氣源或電源,為發動機重啟提供動力。在大、中型飛(fei)機(ji)和大型直升機(ji)上,為了減少對地面(機(ji)場)供電設備的依賴(lai),都(dou)裝有獨立的輔助(zhu)動力裝置APU。
飛機(ji)在(zai)地面上(shang)起飛前,由(you)APU供電(dian)或供氣(qi)來(lai)啟(qi)動(dong)(dong)主(zhu)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji),從而(er)不需依(yi)靠地面電(dian)源(yuan)或氣(qi)源(yuan)車來(lai)啟(qi)動(dong)(dong)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)。降落后,仍由(you)APU供應電(dian)力照明和空調,使(shi)主(zhu)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)提早關閉,從而(er)節省了(le)燃油。我們常常可以看到客(ke)機(ji)尾部都有一(yi)個(ge)圓形的口,這實際上(shang)就(jiu)是APU的排氣(qi)口。
相較于汽車發動機(ji)(ji)(ji),航空發動機(ji)(ji)(ji)實際上要(yao)比汽車發動機(ji)(ji)(ji)復雜得多,航空發動機(ji)(ji)(ji)不管是渦扇(shan)發動機(ji)(ji)(ji)還是渦輪螺旋(xuan)槳發動機(ji)(ji)(ji),都需要(yao)非常高(gao)的(de)轉速(su)才能將飛(fei)機(ji)(ji)(ji)推(tui)上天空。
航(hang)空發動機造價昂(ang)貴,系統復雜(za),而且體積巨大,像(xiang)一般(ban)的渦扇發動機重量都會在1.5噸(dun)以上,所以我(wo)們往往看到(dao)的發動機尾噴口都非(fei)常巨大。
航空(kong)飛機發動(dong)(dong)機的(de)啟動(dong)(dong)方式,由(you)航空(kong)燃(ran)氣(qi)渦輪發動(dong)(dong)機的(de)結構和循環過程,決定了它不能在靜止(zhi)的(de)發動(dong)(dong)機中直接噴油點(dian)火,因為壓(ya)氣(qi)機沒(mei)(mei)有旋(xuan)轉(zhuan),前(qian)面空(kong)氣(qi)沒(mei)(mei)有壓(ya)力,就不能使(shi)燃(ran)氣(qi)向后流動(dong)(dong),也就無(wu)法使(shi)渦輪轉(zhuan)動(dong)(dong)起來。
所以,需(xu)要(yao)借(jie)助(zhu)外(wai)力轉動(dong)渦(wo)(wo)軸和渦(wo)(wo)扇葉片(pian)(就(jiu)好(hao)像手扶拖拉機(ji),先(xian)用外(wai)力推(tui)動(dong)發動(dong)機(ji)轉起來),只有速度達到一定水(shui)平后,發動(dong)機(ji)才能(neng)啟動(dong),而這(zhe)個時間(jian)需(xu)要(yao)長達數分鐘的時間(jian)。
在以前的小功率發動機上,帶動發動機到達一定轉速所需的功率小,就采用了起動電機來帶動發動機旋轉。但是隨著(zhu)大推力發(fa)動機(ji)的(de)(de)出(chu)現(xian),用電動機(ji)已無法提供如(ru)此(ci)大的(de)(de)能(neng)量來帶動發(fa)動機(ji),達(da)到(dao)點(dian)火燃燒時的(de)(de)轉速了,因此(ci)需要更大的(de)(de)能(neng)源來帶動發(fa)動機(ji)。這時,采(cai)用APU,產生壓縮空氣,用氣源(yuan)代替電源(yuan)來(lai)起動發動機(ji)成為了現在所有高涵道比(bi)發動機(ji)的起動方式。
在發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)需要啟動時,APU會(hui)先工作壓(ya)縮氣(qi)體和發(fa)電(dian),高壓(ya)氣(qi)體進(jin)入飛機(ji)(ji)(ji)(ji)的主發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)渦扇(shan)葉片,帶動發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)轉動,到達(da)一定的轉速后,發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)噴(pen)油口開始噴(pen)油并(bing)點火(huo)燃燒(shao),不斷增速,當(dang)轉速達(da)到上萬轉時,發(fa)動機(ji)(ji)(ji)(ji)就(jiu)能獨立(li)工作。此時則APU退(tui)出(chu),圓滿完(wan)成(cheng)啟動工作。
APU實際(ji)就(jiu)是(shi)一臺小型的燃氣渦輪發動(dong)(dong)(dong)機(ji),其(qi)主(zhu)要由(you)離心式壓氣機(ji)、燃燒室和渦輪構成,其(qi)本身(shen)的啟(qi)動(dong)(dong)(dong)是(shi)靠(kao)電動(dong)(dong)(dong)機(ji)來啟(qi)動(dong)(dong)(dong)的,啟(qi)動(dong)(dong)(dong)順(shun)序也與(yu)其(qi)啟(qi)動(dong)(dong)(dong)主(zhu)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)一樣(yang),電機(ji)推(tui)動(dong)(dong)(dong)葉(xie)輪轉動(dong)(dong)(dong),待轉速達(da)到后點火。這與(yu)我們的汽(qi)車(che)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)差不多,即也是(shi)由(you)啟(qi)動(dong)(dong)(dong)馬達(da)起(qi)動(dong)(dong)(dong)的。
所以,飛機發動機的啟動(dong)是(shi)一環套一環,最小的馬達(da)啟動(dong)APU,APU運轉后產生壓縮空氣驅動(dong)主發(fa)動(dong)機(ji)葉輪,再啟動(dong)主發(fa)動(dong)機(ji)。