一、飛機發動機的轉速是多少
一般(ban)航空活塞發動(dong)機(ji)(ji)是(shi)最大10000轉(zhuan)/分(fen)(fen),民用渦輪(lun)(lun)風扇發動(dong)機(ji)(ji)是(shi)30000。渦輪(lun)(lun)噴氣式發動(dong)機(ji)(ji)是(shi)靠噴氣的反推力工(gong)作(zuo)的,只有壓(ya)氣機(ji)(ji)要轉(zhuan)動(dong)來壓(ya)縮空氣。渦輪(lun)(lun)螺(luo)旋槳發動(dong)機(ji)(ji)是(shi)靠渦輪(lun)(lun)帶動(dong)螺(luo)旋槳工(gong)作(zuo),渦輪(lun)(lun)的轉(zhuan)速(su)約(yue)10000轉(zhuan)/分(fen)(fen)左右(you),螺(luo)旋槳的轉(zhuan)速(su)約(yue)1000轉(zhuan)/分(fen)(fen)。渦輪(lun)(lun)風扇發動(dong)機(ji)(ji)的轉(zhuan)速(su)在8000多轉(zhuan)/分(fen)(fen)左右(you)。
渦噴發(fa)動(dong)機(ji)是現在戰斗機(ji)最(zui)為常用的主流發(fa)動(dong)機(ji),發(fa)動(dong)機(ji)通過產生的高(gao)(gao)溫氣體向后噴射,進而(er)反推發(fa)動(dong)機(ji),推動(dong)飛(fei)機(ji)飛(fei)行,這種(zhong)發(fa)動(dong)機(ji)的一大優(you)點就(jiu)是可以帶來極高(gao)(gao)的飛(fei)行速度,而(er)這正是戰斗機(ji)所需要的。
民機渦扇發動機有兩個(ge)(ge)(ge)轉(zhuan)子(zi),所以(yi)有兩個(ge)(ge)(ge)轉(zhuan)速(su)。低壓轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)速(su)叫N1轉(zhuan)速(su),高壓轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)速(su)叫N2轉(zhuan)速(su)。這兩個(ge)(ge)(ge)轉(zhuan)速(su)飛行員都(dou)需要監控。
不(bu)同型(xing)號的(de)發動機轉(zhuan)(zhuan)速(su)是不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)。一(yi)般N2轉(zhuan)(zhuan)速(su)在10000轉(zhuan)(zhuan)/分以上(shang),N1轉(zhuan)(zhuan)速(su)好(hao)幾千。例如常(chang)見(jian)的(de)波音737-800型(xing)飛機,所用的(de)CFM56-7B發動機的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)為:N1轉(zhuan)(zhuan)速(su)5,380rpm(轉(zhuan)(zhuan)/分)。N2轉(zhuan)(zhuan)速(su)15,183rpm。
而世界(jie)上最(zui)大的(de)民航飛機發(fa)動機,波音777的(de)GE90發(fa)動機轉(zhuan)速為:N1轉(zhuan)速2304rpm。N2轉(zhuan)速10396rpm。
二、飛機發動機怎么啟動
多數情況下,飛(fei)機發動(dong)(dong)機是(shi)通過(guo)APU引氣啟動(dong)(dong)。同時,也(ye)可通過(guo)地面氣源或(huo)發動(dong)(dong)機交(jiao)輸引氣啟動(dong)(dong),以及電動(dong)(dong)起(qi)動(dong)(dong)機啟動(dong)(dong)。
APU又叫輔助(zhu)動力裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(Auxiliary Power Unit,簡(jian)稱(cheng)APU),是裝(zhuang)在飛機上的(de)一套不依賴機外任何(he)能源、自成獨立體系的(de)小型動力裝(zhuang)置(zhi)(zhi),其作用是在地面為飛機提供電源和氣源,用于起動主發動機以及向(xiang)飛機提供壓縮空氣,在空中提供備(bei)用電源和氣源。
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)、中型飛機(ji)和大(da)型直升機(ji)上,為(wei)了(le)減少對地(di)面(mian)(機(ji)場)供電設備的(de)依賴,都裝(zhuang)有獨立的(de)輔助動力裝(zhuang)置APU。
飛機(ji)在(zai)地面(mian)上(shang)起飛前,由APU供(gong)電(dian)或(huo)供(gong)氣(qi)來啟(qi)動(dong)(dong)(dong)主(zhu)發動(dong)(dong)(dong)機(ji),從(cong)而(er)(er)不需依靠(kao)地面(mian)電(dian)源(yuan)(yuan)或(huo)氣(qi)源(yuan)(yuan)車來啟(qi)動(dong)(dong)(dong)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)。降落后,仍由APU供(gong)應電(dian)力照明和空調,使主(zhu)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)提早關閉,從(cong)而(er)(er)節省(sheng)了燃油。我(wo)們常(chang)常(chang)可以看到客機(ji)尾部都有(you)一個圓形的口,這實際上(shang)就是APU的排氣(qi)口。
相較于汽車發動(dong)機(ji)(ji)(ji),航空發動(dong)機(ji)(ji)(ji)實際上要比汽車發動(dong)機(ji)(ji)(ji)復雜(za)得多,航空發動(dong)機(ji)(ji)(ji)不管是渦(wo)扇發動(dong)機(ji)(ji)(ji)還是渦(wo)輪螺(luo)旋槳發動(dong)機(ji)(ji)(ji),都需要非(fei)常高的轉速才能將飛機(ji)(ji)(ji)推上天空。
航空發(fa)動機造價昂貴,系統復雜,而且體積(ji)巨(ju)大(da),像一(yi)般(ban)的渦扇發(fa)動機重量都(dou)會在1.5噸(dun)以上(shang),所以我們往往看到的發(fa)動機尾噴口(kou)都(dou)非常巨(ju)大(da)。
航空飛機(ji)(ji)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的啟動(dong)(dong)(dong)方式(shi),由航空燃氣(qi)(qi)渦(wo)輪(lun)發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的結構和(he)循環(huan)過程,決定了它(ta)不能在靜止(zhi)的發動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)中直接噴油點(dian)火,因為壓(ya)氣(qi)(qi)機(ji)(ji)沒有(you)旋(xuan)轉,前面空氣(qi)(qi)沒有(you)壓(ya)力(li),就不能使燃氣(qi)(qi)向后流動(dong)(dong)(dong),也(ye)就無法使渦(wo)輪(lun)轉動(dong)(dong)(dong)起(qi)來。
所以,需要借助外(wai)力轉動渦(wo)軸和渦(wo)扇葉片(就好像手扶(fu)拖拉機,先用外(wai)力推動發動機轉起來),只有速度達(da)到一定(ding)水平后,發動機才能啟動,而這(zhe)個時間需要長達(da)數分鐘的時間。
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)(dong)機(ji)的(de)出(chu)現,用(yong)電動(dong)(dong)機(ji)已(yi)無法提(ti)供如(ru)此(ci)(ci)大的(de)能量(liang)來帶(dai)動(dong)(dong)發(fa)動(dong)(dong)機(ji),達到點火燃燒時的(de)轉速了,因此(ci)(ci)需要更大的(de)能源來帶(dai)動(dong)(dong)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)。這(zhe)時,采用APU,產生壓(ya)縮空氣,用氣源代替(ti)電源來起動(dong)發動(dong)機成為(wei)了現在所有高涵道比發動(dong)機的起動(dong)方式。
在發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)需要啟(qi)動(dong)時,APU會先工作(zuo)壓(ya)縮氣體(ti)和(he)發(fa)(fa)電,高壓(ya)氣體(ti)進入飛機(ji)(ji)的主發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)渦扇(shan)葉片(pian),帶動(dong)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)轉(zhuan)動(dong),到達(da)(da)一定的轉(zhuan)速后,發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)噴油(you)口開始(shi)噴油(you)并(bing)點火燃燒,不斷增(zeng)速,當轉(zhuan)速達(da)(da)到上(shang)萬(wan)轉(zhuan)時,發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)就能獨立工作(zuo)。此時則APU退出,圓(yuan)滿(man)完成啟(qi)動(dong)工作(zuo)。
APU實(shi)際就是(shi)一(yi)臺(tai)小型的燃(ran)氣(qi)渦(wo)輪發(fa)動(dong)機(ji),其(qi)主(zhu)要(yao)由離(li)心式壓(ya)氣(qi)機(ji)、燃(ran)燒(shao)室和渦(wo)輪構(gou)成,其(qi)本身的啟(qi)動(dong)是(shi)靠電動(dong)機(ji)來啟(qi)動(dong)的,啟(qi)動(dong)順序也與其(qi)啟(qi)動(dong)主(zhu)發(fa)動(dong)機(ji)一(yi)樣,電機(ji)推(tui)動(dong)葉(xie)輪轉動(dong),待轉速達(da)到后點火。這(zhe)與我們的汽車發(fa)動(dong)機(ji)差不多,即也是(shi)由啟(qi)動(dong)馬達(da)起動(dong)的。
所以,飛機發動機的啟(qi)(qi)動(dong)是一環(huan)套(tao)一環(huan),最小的馬達啟(qi)(qi)動(dong)APU,APU運轉(zhuan)后產生壓(ya)縮空氣驅動(dong)主發(fa)動(dong)機葉輪(lun),再啟(qi)(qi)動(dong)主發(fa)動(dong)機。