如果一架民航客機(jī)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(méi)有這么簡(jiǎn)單,飛機(jī)不是汽車,不能說(shuō)走就走,在起飛之前,它先要讓引擎轉(zhuǎn)起來(lái),而這著實(shí)需要不少的時(shí)間。無(wú)論是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),還是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),基本的原理都是要通過(guò)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(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)起來(lái),最后渦輪再帶動(dòng)前面的風(fēng)扇和壓氣機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)將空氣吸入。有沒(méi)有看出什么問(wèn)題?沒(méi)錯(cuò),這是一個(gè)循環(huán),風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)就推動(dòng)不了渦輪,而渦輪不轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)不了風(fēng)扇,所以總要有一個(gè)先轉(zhuǎn)起來(lái)才行。
怎么才能讓一個(gè)先轉(zhuǎn)起來(lái)呢?這就要借助外力了。
如果你注意觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn),在飛機(jī)的尾部存在著一個(gè)小洞,這個(gè)東西叫做“輔助動(dòng)力裝置”,簡(jiǎn)稱APU,它其實(shí)就是一個(gè)小型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī),因?yàn)轶w積很小,所以只需要一點(diǎn)點(diǎn)電力就可以轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。當(dāng)飛機(jī)準(zhǔn)備起飛時(shí),第一件事就是啟動(dòng)APU,APU轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)之后會(huì)產(chǎn)生壓縮空氣,這些壓縮空氣會(huì)通過(guò)一條細(xì)長(zhǎng)的管子被輸送到主發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)機(jī)上。
所謂啟動(dòng)機(jī)其實(shí)就是一個(gè)氣動(dòng)馬達(dá),它由大量齒輪和變速箱組成。
啟動(dòng)機(jī)連接著主引擎的高壓軸,它會(huì)推動(dòng)高壓軸旋轉(zhuǎn),而高壓軸又會(huì)繼續(xù)帶動(dòng)高壓渦輪機(jī)和高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。因?yàn)轱L(fēng)扇開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)了,所以就有空氣被吸進(jìn)來(lái)了,空氣一多,空氣壓力就開(kāi)始升高,于是高壓渦輪機(jī)后面的低壓渦輪機(jī)也開(kāi)始慢慢轉(zhuǎn)動(dòng),低壓渦輪機(jī)通過(guò)低壓軸帶動(dòng)前方的低壓壓氣機(jī)和最前方的大風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng),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(huì)給燃料加壓然后噴入燃燒室,與空氣混合之后被點(diǎn)燃,于是就制造出了更大的燃?xì)鈮毫?,渦輪機(jī)也就轉(zhuǎn)的更快了。到此為止,飛機(jī)引擎才算是正式完成了啟動(dòng)。不過(guò)不要高興得太早,現(xiàn)在才只是啟動(dòng)了一個(gè)引擎而已,也就是說(shuō)現(xiàn)在的飛機(jī)只有一個(gè)引擎在轉(zhuǎn),另一個(gè)還是靜止不動(dòng)的。為什么不能兩個(gè)引擎一塊啟動(dòng)呢?因?yàn)橛秒姵仳?qū)動(dòng)的APU實(shí)在是力量太小了,一次只能帶動(dòng)一個(gè)引擎。
也就是說(shuō)必須先啟動(dòng)一個(gè)引擎,然后再用先啟動(dòng)的這個(gè)引擎充當(dāng)APU的作用,帶動(dòng)第二個(gè)引擎逐步轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
當(dāng)飛機(jī)的兩個(gè)引擎都完全啟動(dòng)了之后,才能夠在跑道上加速飛上藍(lán)天,而啟動(dòng)兩個(gè)引擎所需要的時(shí)間大概要超過(guò)15分鐘。好在民航客機(jī)只有兩個(gè)引擎,所以起飛準(zhǔn)備的時(shí)間還算是可以接受,但如果要是裝有4臺(tái)、6臺(tái)、甚至8臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的大型轟炸機(jī)想要起飛,花費(fèi)的時(shí)間豈不是要超過(guò)一個(gè)小時(shí)?對(duì)于這些多發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)而言,靠APU就不行了。
這些飛機(jī)的起飛通常會(huì)用到一種地面輔助啟動(dòng)裝置。
這種裝置從外表來(lái)看就是一輛小車和一根連接飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的管子,它的作用與APU是完全一樣的,只不過(guò)多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可以同時(shí)連接多個(gè)輔助啟動(dòng)裝置,以保證飛機(jī)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(guó)的B-52轟炸機(jī)在緊急起飛時(shí)會(huì)采用一種特別的方式,就是將一種小型炸彈放入發(fā)動(dòng)機(jī),利用爆炸瞬間產(chǎn)生大量壓縮空氣推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。
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