一、飛機發動機的轉速是多少
一般(ban)航空活(huo)塞發(fa)動(dong)機(ji)是最大10000轉(zhuan)(zhuan)/分(fen),民用渦輪風(feng)扇(shan)發(fa)動(dong)機(ji)是30000。渦輪噴氣(qi)式發(fa)動(dong)機(ji)是靠噴氣(qi)的(de)反推力(li)工作的(de),只有壓(ya)氣(qi)機(ji)要轉(zhuan)(zhuan)動(dong)來壓(ya)縮空氣(qi)。渦輪螺旋槳(jiang)發(fa)動(dong)機(ji)是靠渦輪帶動(dong)螺旋槳(jiang)工作,渦輪的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)約10000轉(zhuan)(zhuan)/分(fen)左右,螺旋槳(jiang)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)約1000轉(zhuan)(zhuan)/分(fen)。渦輪風(feng)扇(shan)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)在8000多轉(zhuan)(zhuan)/分(fen)左右。
渦噴發動(dong)機是現在戰斗機最為常用的(de)主流(liu)發動(dong)機,發動(dong)機通過產生的(de)高(gao)溫氣體向后(hou)噴射,進而(er)反推發動(dong)機,推動(dong)飛(fei)機飛(fei)行,這(zhe)種(zhong)發動(dong)機的(de)一大優(you)點(dian)就是可(ke)以(yi)帶來極高(gao)的(de)飛(fei)行速度(du),而(er)這(zhe)正(zheng)是戰斗機所需要的(de)。
民(min)機渦扇(shan)發動機有(you)兩個(ge)(ge)轉(zhuan)(zhuan)子(zi),所以有(you)兩個(ge)(ge)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)。低壓轉(zhuan)(zhuan)子(zi)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)叫(jiao)(jiao)N1轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su),高(gao)壓轉(zhuan)(zhuan)子(zi)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)叫(jiao)(jiao)N2轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)。這(zhe)兩個(ge)(ge)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)飛(fei)行(xing)員都需要監(jian)控。
不同型號的發(fa)動機(ji)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)是(shi)不一樣的。一般N2轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)在10000轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)/分以上,N1轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)好幾千。例如常見的波音737-800型飛機(ji),所用的CFM56-7B發(fa)動機(ji)的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)為:N1轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)5,380rpm(轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)/分)。N2轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)15,183rpm。
而世界上最(zui)大的民航飛機(ji)發動(dong)機(ji),波音777的GE90發動(dong)機(ji)轉(zhuan)(zhuan)速為:N1轉(zhuan)(zhuan)速2304rpm。N2轉(zhuan)(zhuan)速10396rpm。
二、飛機發動機怎么啟動
多數情況下,飛機發動機是通過APU引(yin)氣啟(qi)動。同時,也(ye)可通過地面氣源或(huo)發動機交輸引(yin)氣啟(qi)動,以及電動起動機啟(qi)動。
APU又叫輔助動力(li)(li)裝置(zhi)(Auxiliary Power Unit,簡稱APU),是裝在(zai)飛(fei)機(ji)上的一套(tao)不(bu)依賴機(ji)外任何能(neng)源(yuan)(yuan)、自成(cheng)獨立體系的小型動力(li)(li)裝置(zhi),其作(zuo)用(yong)(yong)是在(zai)地面為(wei)飛(fei)機(ji)提供電源(yuan)(yuan)和(he)氣源(yuan)(yuan),用(yong)(yong)于起動主發動機(ji)以及向飛(fei)機(ji)提供壓縮空氣,在(zai)空中提供備用(yong)(yong)電源(yuan)(yuan)和(he)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(da)、中(zhong)型飛機(ji)(ji)和(he)大(da)型直升機(ji)(ji)上,為了(le)減少(shao)對地面(mian)(機(ji)(ji)場)供電設備的依(yi)賴,都(dou)裝有獨立的輔助動力裝置APU。
飛(fei)機(ji)在地面上起飛(fei)前,由APU供(gong)電(dian)或供(gong)氣(qi)(qi)來(lai)啟動(dong)主發動(dong)機(ji),從而(er)(er)不需依靠(kao)地面電(dian)源或氣(qi)(qi)源車來(lai)啟動(dong)發動(dong)機(ji)。降落(luo)后,仍(reng)由APU供(gong)應(ying)電(dian)力(li)照明和(he)空調,使(shi)主發動(dong)機(ji)提早關閉,從而(er)(er)節省(sheng)了燃油。我們常(chang)常(chang)可以看到客機(ji)尾(wei)部都有一(yi)個圓形的(de)口(kou),這實(shi)際上就(jiu)是APU的(de)排氣(qi)(qi)口(kou)。
相較于汽(qi)車發(fa)(fa)動(dong)(dong)機,航(hang)空發(fa)(fa)動(dong)(dong)機實際上(shang)要(yao)比汽(qi)車發(fa)(fa)動(dong)(dong)機復雜得多,航(hang)空發(fa)(fa)動(dong)(dong)機不(bu)管是渦扇發(fa)(fa)動(dong)(dong)機還是渦輪螺旋(xuan)槳發(fa)(fa)動(dong)(dong)機,都需(xu)要(yao)非常高的轉速才能將(jiang)飛機推(tui)上(shang)天(tian)空。
航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)造價昂貴(gui),系統復雜,而(er)且體積(ji)巨大,像一般的(de)(de)渦扇發(fa)動(dong)機(ji)重量都(dou)會在(zai)1.5噸以上,所以我們往(wang)(wang)往(wang)(wang)看到的(de)(de)發(fa)動(dong)機(ji)尾噴口都(dou)非常巨大。
航(hang)空(kong)飛機(ji)(ji)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)的啟動(dong)(dong)方式(shi),由航(hang)空(kong)燃(ran)氣(qi)渦輪(lun)發動(dong)(dong)機(ji)(ji)的結構和循環(huan)過程,決定了它不能在靜(jing)止(zhi)的發動(dong)(dong)機(ji)(ji)中直接噴油點火,因為壓氣(qi)機(ji)(ji)沒有(you)旋轉,前(qian)面空(kong)氣(qi)沒有(you)壓力,就不能使(shi)(shi)燃(ran)氣(qi)向后流動(dong)(dong),也就無法使(shi)(shi)渦輪(lun)轉動(dong)(dong)起來。
所以(yi),需要借助外(wai)力轉動渦軸和渦扇葉片(就(jiu)好像手扶拖拉(la)機,先用外(wai)力推動發動機轉起來),只(zhi)有速度達到(dao)一定水平后,發動機才(cai)能啟動,而這個時(shi)間需要長(chang)達數(shu)分鐘的時(shi)間。
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。但是隨著大推力發(fa)動(dong)機(ji)的(de)出現,用電動(dong)機(ji)已(yi)無法提供如此(ci)大的(de)能(neng)量來帶動(dong)發(fa)動(dong)機(ji),達到點火燃燒時的(de)轉速了,因(yin)此(ci)需要更大的(de)能(neng)源來帶動(dong)發(fa)動(dong)機(ji)。這(zhe)時,采用APU,產生壓縮(suo)空氣,用氣源(yuan)代替電源(yuan)來起(qi)動(dong)(dong)發動(dong)(dong)機成(cheng)為了現在(zai)所有(you)高涵道比發動(dong)(dong)機的起(qi)動(dong)(dong)方(fang)式(shi)。
在發動(dong)機(ji)(ji)需要(yao)啟動(dong)時,APU會先工(gong)作壓縮(suo)氣(qi)體和發電,高壓氣(qi)體進(jin)入飛機(ji)(ji)的(de)主發動(dong)機(ji)(ji)渦扇葉(xie)片,帶動(dong)發動(dong)機(ji)(ji)轉動(dong),到(dao)達一定的(de)轉速后,發動(dong)機(ji)(ji)噴(pen)油口開始噴(pen)油并點火燃燒,不斷增速,當轉速達到(dao)上萬轉時,發動(dong)機(ji)(ji)就能獨立工(gong)作。此時則APU退(tui)出,圓滿完成啟動(dong)工(gong)作。
APU實際就是一臺小型的(de)(de)燃氣渦(wo)輪發動(dong)機,其(qi)主(zhu)要由離心式(shi)壓氣機、燃燒室和渦(wo)輪構成,其(qi)本身的(de)(de)啟(qi)(qi)動(dong)是靠電動(dong)機來啟(qi)(qi)動(dong)的(de)(de),啟(qi)(qi)動(dong)順序也與(yu)其(qi)啟(qi)(qi)動(dong)主(zhu)發動(dong)機一樣,電機推動(dong)葉輪轉(zhuan)動(dong),待轉(zhuan)速達(da)到后點(dian)火。這與(yu)我(wo)們的(de)(de)汽車發動(dong)機差(cha)不多,即也是由啟(qi)(qi)動(dong)馬達(da)起(qi)動(dong)的(de)(de)。
所以,飛機發動機的啟動(dong)是一環套一環,最小的馬達(da)啟動(dong)APU,APU運轉后產生壓縮(suo)空氣驅(qu)動(dong)主發(fa)動(dong)機葉輪,再啟動(dong)主發(fa)動(dong)機。