飞机的APU通常是一台小型的燃气涡轮发动机,一般安装在机身最后段的尾椎内,在APU外的机身上开有进气口,排气直接由尾椎后端的排气口排出。像其他的燃气涡轮发动机一样,APU的主要结构也由压气机、燃烧室、涡轮和喷管(见图2-84)构成,多数APU的前端除正常压气机外还装有一个向飞机供气用的引气压气机,它向飞机的座舱环境控制系统输送压缩空气,以保证机舱的空调系统工作用气。同时还带动一个发电机,可以向飞机的电网输送115V的三相电流。飞机辅助动力装置和主发动机一样,也必须有一些工作系统,例如燃油、滑油、启动、空气、指示和控制系统以及防火装置等。APU有自己的启动电动机,由单独的电池供电,它的燃油来自飞机的总的燃油系统。飞机的辅助动力装置是一个完整的独立系统,它的控制板装在驾驶员上方的仪表板上,它的启动程序、操纵、监控及空气的输出都由电子控制组件协调,并在驾驶舱的相应位置进行显示。
现代的大、中型客机上,APU是保证飞机地面停放时客舱舒适的必要条件,也是为发动机正常启动提供压缩空气、保证发动机空中停车后再次启动的主要装置。因此APU已成为大、中型客机上一个重要的、不可或缺的装置。
(六)燃气涡轮发动机的各个系统
燃气涡轮发动机的各主要机件是产生动力的核心,要使发动机能连续地正常工作,并能满足各种状态下的工作需要,还必须要有配套的各工作系统予以保障。燃气涡轮发动机的工作系统包括燃油系统、滑油系统、空气系统、排气系统、指示系统、启动和点火系统等。
燃油系统:飞机在不同飞行阶段(滑行、起飞、爬升、巡航、下降、着陆等)需要不同的推力(或功率),对应着发动机不同的工作状态,也就是说需要供给发动机不同流量的燃油。发动机燃油系统的功用就是保证在各种工作状态下将清洁的、无蒸汽的、经过增压的、计量好的燃油连续地供给发动机。发动机燃油系统是从飞机燃油系统将燃油供到发动机的燃油泵开始,一直到燃油从燃烧室喷嘴喷出结束。发动机燃油系统分为低压部分和高压部分。在低压部分,从飞机燃油系统来的燃油通过油滤由低压燃油泵送至高压部分的燃油泵。高压部分的燃油泵把燃油加压后送到燃油控制装置,控制装置感受飞行高度和飞行速度的变化,来控制流向喷油嘴的燃油流量和压力,满足发动机不同工作状态时的燃油流量。
滑油系统:燃气涡轮发动机内的齿轮和轴承部分都需要润滑,滑油系统(见图2-85)主要用来减少摩擦、降低磨损、冷却、清洁、防腐等,因为滑油可将相对运动的零件金属表面隔开,用流体内部摩擦代替金属摩擦。循环的滑油直接同运动部件接触,可吸收并带走热量,使发动机机件得到冷却。热滑油在滑油冷却器再将热量传给燃油或空气。滑油油膜覆盖金属表面将阻止氧接触金属,起到防腐的作用。滑油在发动机内循环流动过程中,将磨损的金属屑、灰尘、碳粒子、水分等杂质一起带走,直到滑油滤处被阻挡住,从而起到清洁发动机的作用。滑油还在金属零件之间形成缓冲层,起隔震、密封作用。滑油系统主要由滑油箱、滑油泵、(供油泵和回油泵)、滑油滤、滑油散热器、滑油喷嘴等组成。滑油系统中的滑油滤需要定期清洗或更换,当滑油滤芯被堵塞时,油滤进出口压差增大,滑油旁通活门将打开,滑油就可以不经油滤直接流过。
图2-85 滑油系统简图
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