apu是什么,歼20出现

生活 (38) 3个月前

在珠海航展上咱们的歼-20展示了从冷机启动-自检-到起飞的整个过程。在过程中有这么一幕:

在战机冷启动的时候,一股黑烟从歼-20的背部喷出。在现场中就有人惊呼是不是启动失败了?或者是不是战机在烧柴?

甚至有国外的媒体,还发挥了一贯的抹黑咱们的做法把黑烟加重

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第1张

发了一个“J-20 broke down in airshow(歼-20在航展上抛锚了)”的新闻。且不说把烟加重演绎成灾难是国外不良媒体的一贯做法,就是“抛锚”这个论断其实也不是特别专业。

那么问题来了,咱们的歼-20这一神通到底是在干什么?

要搞明白这件事情,我们就需要从飞机的发动机是如何转起来的来说起了。

早期的小型活塞式螺旋桨飞机可以通过拨动飞机的螺旋桨就让飞机的发动机获得初始的动力。而在喷气式发动机出现后,喷气式发动机本身的叶轮组重量相对就较大了,而且也很难通过人力的旋转达到怠速的转速度,因此最早就在喷气式发动机上安装了以启动器。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第2张

红框是启动器的位置

这个部分很像是一个弹膛。里面装有启动弹。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第3张

启动弹药本身就是一个用纸封闭开口的空包弹,一旦在发动机起动器中击发就可以通过特定的管道将火药燃气吹到发动机涡轮叶片上。这时候发动机的涡轮就会在火药燃气的推动下开始旋转到每分钟2000转的转速。发动机涡轮在惯性下就可以继续工作,带动油泵将燃料吸入发动机燃烧室,同时大量的空气也被发动机的压气机压入燃烧室。这时候飞行员为发动机点火就可以启动发动机了。

首先说——这并不是APU,而是当年飞机发动机的启动方式。

优点就是发动机的启动不需要依靠外力辅助,几乎都可以在发动机内完成。但是缺点就是如果一次启动失败,往往需要用十几分钟的时间来更换启动弹。而且从发动机通气孔中喷出的火药燃气容易引燃发动机周围的油料。

后期改进发动机的设计其实是一个历史倒退。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第4张

例如这架早期的B-52,它的启动就利用了吹气的方法启动,利用压缩空气从飞机发动机罩外吹动发动机的风扇。直接把飞机的发动机叶片吹到一定转速从而启动飞机。这也是当时很多机场上的吹气车或者压缩空气车的用途。为的就是启动发动机。

这样做的好处是飞机发动机的启动更可靠,不会因为启动弹的失败导致各种重新装弹的复杂操作,缺点就是严重依赖地面设备。

这两种启动流派在很长的一段时间内都相互较量了很久。但是由于一些临时野战机场的需要,另外一种设备就逐渐地展露头脚了。这东西叫做APU(Auxiliary Power Unit,辅助动力单元)。

严格意义上说APU也是一个涡轮发动机,只不过比飞机上用作推进的发动机小很多。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第5张

APU的启动方式就让人选择了已经在后期螺旋桨战斗机上大量应用的“考夫曼”启动器。还是火药启动的方式,只不过可以用霰弹这样的小弹药启动了,并不需要之前的炮弹一样的启动弹。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第6张

利用左轮手枪弹巢的方式将多枚空包霰弹装入启动其中,在一起启动不成功后还有数次启动的机会。大大地加强了战机的出动成功率。

APU是干嘛的?

其实APU是飞机在启动的时候产生压缩空气的装置。利用APU压气机旋转压缩空气,一部分空气被送到了燃烧室维持APU工作,另外大部分空气被送到了飞机的发动机叶片旁边,用来吹动发动机叶片,使叶片进入怠速旋转,以方便主发动机点火。至于APU发电什么的,很少有APU直接发电的设计,毕竟主发动机旋转起来了,主发动机就可以供应电力了。

发动机的启动一定是要靠吹气才能转吗?其实也不是这样的,还有别的方法。

再看一架神奇的战机——SR-71,它的燃料燃点相当的高,启动SR-71的发动机是需要启动车的。这个启动车

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第7张

本身有一套齿轮装置,会连接到SR-71的发动机上,依靠齿轮啮合SR-71发动机的齿轮接口

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第8张

带动SR-71的主发动机旋转。在这个过程中SR-71就要开始整活了。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第9张

SR-71飞行员这时候会将TEB(triethylborane,三乙基硼烷)注入油路。TEB是一种十分危险的无色透明液体,在-20度的低温下就可以在空气中自燃。而且燃烧温度极高,可以直接引燃SR-71的J-8特殊燃料。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第10张

由于硼的存在,这种火焰是诡异的绿火。

TEB和现代战机的APU有关吗?当然有了,现代战机的APU是通过混合将高压气瓶中的TEB注入到APU油路里面完成点火的。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第11张

由于硼烷混入油路中,高温燃烧造成了燃料虽然在初期被点燃,但是是属于缺氧燃烧,因此就析出了大量的碳,这时候用这种方法启动的APU(或者发动机)就有很大的烟雾出现。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第12张

不过这东西就不是什么霰弹枪的空包弹了,霰弹枪可没这么大的烟雾。

而APU真正正常工作的时候,一般是不会出现较大的烟雾的,只不过,有的时候调试提高APU马力的时候会有火焰从APU排气口出来。

apu是什么,歼20出现_https://www.shafeng.cn_生活_第13张

是不是这里又看懵了?F-22的APU不是从下侧方排气吗?为啥这次从上面喷火呢?原因在于APU管道的不同歧路在开始喷烟的时候一般是使用外歧路排出这些烟气。而真正工作的时候则是会在F-22的两个垂直尾翼的中间有一个APU专门的废气排放口。

咱们的歼-20发神通,其实也是使用了TEB作为APU的点火材料,这就成了和F-22相同的喷烟效果。

虽然这种方式看起来不是特别环保,但是依旧可以降低对机场的要求,可以适应更多机场。减少不必要的地勤设备。算是世界上比较领先的发动机启动方式之一。

#头条创作挑战赛#

发表回复