Вспомогательный блок питания — frwiki.wiki

Для одноименных статей см. APU и GAP .

В области авиационной техники , то вспомогательная силовая установка ( GAP ), или на английском языке вспомогательный блок питания ( APU ), обозначает вспомогательный блок ( как правило , турбогенератор) , предназначенный для производства энергии на борту самолетов для снабжения различных бортовых систем (электрическое напряжение, пневматическое и гидравлическое давление, кондиционер), когда главные двигатели остановлены для экономии топлива и для запуска двигателей. Его также можно использовать в полете. ВСУ обычно расположены в задней части самолета, в хвостовом конусе, и питаются керосином из баков самолета.

В случае отказа ВСУ на земле используются парковочные блоки (электрическое напряжение, гидравлическое давление) и блок пневматического запуска (пневматическое давление), называемый ASU (блок пневматического запуска ).

Практически все самолеты имеют ВСУ, за исключением некоторых турбовинтовых и некоторых бизнес-джетов .

Вспомогательный блок Airbus A318 / A319 / A320 / A321 APIC APS3200 .

Резюме

• 1 История
• 2 Установка
• 3 Эксплуатация
• 4 Выбросы парниковых газов
• 5 Описание
• 6 производителей
• 7 космический шаттл
• 8 Другие приложения
• 9 Примечания и ссылки
  • 9.1 Примечания
  • 9.2 Ссылки
• 10 См. Также
  • 10.1 Статьи по теме
  • 10.2 Внешние ссылки

Исторический

Первый APU, который был использован в 1916 году, представлял собой поршневой двигатель, работающий на бензине, и устанавливался на разведывательный самолет Pemberton-Billing PB31 Night Hawk  (ru) . В 1963 году Boeing 727 стал первым реактивным самолетом, оснащенным им, что сделало его независимым и позволило обслуживать небольшие аэропорты, не оборудованные парковочными устройствами (пневматическое давление и электричество).

Монтаж

Выхлопное сопло ВСУ самолета Airbus A380 .

Хотя ВСУ устанавливается во многих различных местах на различных военных и коммерческих самолетах, на современных самолетах она обычно устанавливается в задней части фюзеляжа. Выхлоп ВСУ легко заметить на большинстве современных авиалайнеров: это небольшое выхлопное сопло, расположенное за хвостом .

На Боинге 727 ВСУ устанавливалась между основными стойками шасси, при этом воздухозаборник находился в отсеке левой стойки шасси, а выхлопное сопло — на верхней поверхности правого крыла. На C-160 Transall ВСУ установлена ​​в гондоле левой основной стойки шасси.

Гондола основной стойки шасси C-160 Transall с разгонной группой.

На BR 1150 Atlantic и Atlantique 2 GAP расположен спереди по правому борту, перед правым гребным винтом.

Операция

Мощность ВСУ может достигать нескольких сотен киловатт. В большинстве случаев ВСУ состоит из небольшого газотурбинного двигателя с электрическим запуском. Этот газотурбинный двигатель приводит в действие воздушный компрессор, который можно использовать для запуска реактивных двигателей или турбовинтовых двигателей или для кондиционирования воздуха в кабине. Турбинные двигатели также соединены с генераторами или, чаще, генераторами переменного тока для подачи электроэнергии на борт самолета. Для малых мощностей последние разработки предусматривают использование двигателя Ванкеля в этой роли . Преимущества двигателя Ванкеля заключаются в его более высоком соотношении мощность / масса, чем у поршневых двигателей, и в меньшем расходе, чем у турбины.

APU, установленные на самолетах, получивших сертификат летной годности ETOPS, имеют более высокий уровень эксплуатационной безопасности, чем те, которые используются только на земле, поскольку они обеспечивают аварийное электричество и сжатый воздух вместо двигателя, неработающего во время полета. Хотя некоторые APU не были предназначены для работы в полете, APU, получившие сертификат ETOPS, должны иметь возможность запускаться в пределах диапазона полета самолета, независимо от высоты и скорости. Если APU или установленный на нем источник энергии не в рабочем состоянии, воздушное судно не допущено к полету ETOPS и должно следовать более длинному маршруту, оставаясь в пределах досягаемости аэропортов отклонения.

Более новые ВСУ могут запускаться на высоте около 13 000  м (43 000 футов) и при самых низких температурах, с которыми самолет сталкивается во время полета ( -60  ° C ).

На Boeing 787 , который является электрическим самолетом «плюс», APU подает электроэнергию только на самолет (кондиционер работает с помощью электрического компрессора). Отсутствие пневматической системы упрощает конструкцию, но потребление сотен киловатт электрическими цепями требует все более мощных генераторов.

Выбросы парниковых газов

Эти двигатели, которые потребляют часть авиационного керосина, вносят свой вклад в выбросы парниковых газов авиации. В 2007 году DGAC задокументировал методологическое руководство по определению выбросов в атмосферу от ВСУ.

Описание

ВСУ самолета Airbus A380 перед установкой.

Типичная газотурбинная ВСУ для коммерческого транспортного самолета состоит из четырех основных частей:

1. Мощность  генератора: газогенератор и производство полной мощности ВСУ и его принадлежностей;
2. Воздушный компрессор  : обычно установлен на главном валу электрогенератора, он обеспечивает всю пневматическую мощность, необходимую для самолета. Он имеет два устройства: регулятор впуска, который регулирует воздушный поток компрессора, и выпускной клапан, который посредством регулируемого выпуска воздуха предотвращает аэродинамическую накачку части газовой турбины;
3. коробка передач: эта коробка передает мощность вала турбины механическому оборудованию с адаптацией скорости вращения (топливный насос, гидравлический, электрический генератор). Электрический запуск APU иногда управляется переключателем, установленным на поезде: выход последнего запускает APU.
4. электрический генератор  : обычно генератор переменного тока , он выдает напряжение 115 В при 400  Гц .

Производители

Компании-поставщики ВСУ:

• United Technologies Corporation через свои дочерние компании Hamilton Sundstrand и Pratt & Whitney Canada
• Honeywell International Inc. (дочерняя компания: Garrett Systems)
• Safran Helicopter Engines (группа Safran ) во Франции (серии AST 650 и 900 для Transall и Atlantique 2)
• Энергоблоки Safran (Группа Safran) во Франции
• Электрические системы Thales Avionics

Космический корабль

ВСУ для американского космического корабля «Шаттл» были даже более важными, чем для самолетов, потому что они обеспечивали гидравлическое давление , но не электроэнергию. Таким образом, космический челнок был оснащен тремя резервными ВСУ , снабженными топливом типа гидразина . Они работали только во время набора высоты и от входа в атмосферу до посадки .

Во время подъема (обеспечиваемого ракетными двигателями ) ВСУ обеспечивает гидравлическую энергию, используемую для обеспечения ориентации сопел шаттла и органов управления полетом. Во время посадки он управляет рулями и тормозами . Эту функцию можно выполнить даже с помощью одного APU. Так, на рейсе STS-9 (шаттл «Колумбия») загорелись две ВСУ, но посадка прошла гладко.

Другие приложения

В танках , грузовики и поезда также оснащены небольшими двигателями для систем вспомогательной мощности (кондиционером, радио, охлаждение и т.д.) , когда транспортные средства останавливаются.

Примечания и ссылки

Заметки

1. ↑ Постоянное развитие технологий означает, что проектирование новых самолетов ориентировано на «полностью электрический» ( полет по проводам ), где все сервитуты устройства электрические, а гидравлика и пневматика от патрубков подачи воздуха в двигатель постепенно заменил. Однако авиационная промышленность всегда осторожно относилась к «технологическим скачкам», поэтому переход проходит гладко. Этот переход известен как «плюс» электрического самолета. Boeing 787 по-прежнему имеет гидравлику и поэтому является частью этого нового поколения.

Рекомендации

1. ↑ ^{a и b} Laëtitia Serveau, Методическое руководство по определению выбросов в атмосферу ВСУ , CITEPA / DGAC , 18 июля 2007 г., 5 стр. [PDF]
2. ↑ (ru) AMC 20-6 ред. 2 — Эксплуатация в увеличенном диапазоне с использованием двухмоторных самолетов Сертификация ETOPS и эксплуатация , EASA . [PDF]
3. ↑ «Зачем поставлять самолеты на 400 Гц?» » , На сайте airport-division.com (по состоянию на 28 марта 2019 г.).
4. ↑ Энергоблоки , Safran Power Units .

Смотрите также

Статьи по Теме

• Авиация
• Оценка выбросов парниковых газов
• Двигатель
• Инцидент эманации

Внешние ссылки

• (ru) Бронированный вспомогательный источник питания
• (ru) ВСУ космического корабля «Шаттл» , НАСА

<img src=»//fr. wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

Как устроена силовая установка пассажирского самолета / Хабр

Всем привет. Недавно я читал ликбез очередному студенту на тему общего устройства оборудования самолёта. Вводный рассказ, хоть и отработанный до автоматизма, отнял пару часов времени и выявил необходимость ещё в двух-трёх вводных. Но лень — двигатель прогресса и я наконец дозрел до оформления всех этих «лекций» в печатном виде. А там, где есть внутренняя методичка, недалеко и до публикации на Хабре: вдруг, кому ещё интересно почитать будет. 

Перед началом изложения хочу оговориться, что моя основная специализация — бортовое оборудование, так что из моего описания может вполне получиться «идеальный самолёт для технолога». Тех, кого этот подход не пугает, а также всех тех, кому интересно зачем в кабине экипажа нужны все эти кнопки и ручки — прошу оценить первую публикацию «Силовая установка».

Кликабельная картинка, чтобы рассмотреть получше:

Силовая установка — общее название двигателей летательных аппаратов. Начну с них потому, что без двигателей самолет — не самолет, а в лучшем случае планер. Цена двигателей, к слову, составляет половину стоимости авиалайнера и компетенциями в разработке современных гражданских авиадвигателей обладают гораздо меньше стран, чем тех, кто обладают компетенциями в разработке самолетов.

На авиалайнерах сейчас ставят почти исключительно двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД). Вот принципиальная схема такого двигателя:

  

Детали устройства можно прочитать во многих источниках, начиная с Википедии. Для нас, электронщиков, важно понимать следующие факты о работе такого двигателя:

1. Компрессор сжимает забираемый снаружи воздух перед подачей его в камеру сгорания,
2. В камере сгорания к воздуху подмешивается топливо,
3. В камере сгорания происходит постоянное горение топливовоздушной смеси, приводящее к тому, что разогретый газ расширяется в сторону турбины,
4. Турбина крутится под воздействием расширяющихся газов и крутит компрессор и/или вентилятор,
5. Как правило, в двигателях бывает две связки турбина-компрессор: высокого давления и низкого давления. Они могут крутиться независимо друг от друга,
6. Основную тягу, как это ни странно, даёт не горячий газ, выходящий из сопла, а вращение вентилятора,
7. Обороты и тягу двигателя можно регулировать подачей топлива,
8. В большинстве современных авиационных двигателей работой двигателя управляет специальный компьютер FADEC. Этот прибор анализирует параметры работы двигателя, внешние условия и управляющие сигналы от органов управления двигателем и управляет всеми приводами, влияющими на работу двигателя, например, топливным краном. Часть названия «Full Authority» означает, что: 
   • FADEC отвечает за ВСЕ аспекты работы двигателя,
   • Только FADEC отвечает за работу двигателя, т. е. нет никакого резервного контура управления, механических тяг управления газом и т. д.

9. Кроме сигналов от органов управления двигателем FADEC анализирует данные от:
   • Системы воздушных сигналов (СВС): давление и температуру наружного воздуха, воздушную скорость самолёта — для уточнения параметров работы,
   • Датчиков обжатия шасси — для дополнительного контроля возможности включения реверса.

     Про обжатие шасси

     Обжатие шасси — термин, означающий, что самолёт не летит, опираясь на крылья, а стоит/едет по земле, опираясь на шасси. При этом амортизаторы шасси сжимаются и специальные датчики «датчики обжатия шасси» регистрируют это. Важно понимать, что коснуться полосы колёсами и обжать шасси — это два разных события.

   • Системы кондиционирования воздуха — чтобы вносить поправки в режимы работы двигателя в зависимости от количества воздуха, отбираемого для пассажирского салона и/или для работы пневматической системы для запуска второго двигателя.

10. Основным параметром, ограничивающим предел мощности двигателя, является температура газов сразу за камерой сгорания. Разработчики двигателя хотели бы её поднять, но фундаментальные свойства известных материалов пока не позволяют этого сделать.

Чтобы запустить двигатель, надо раскрутить турбину высокого давления, подать топливо и дать первоначальную искру. После того, как турбина раскрутится примерно до 50% оборотов, двигатель начнёт раскручивать себя сам.

Первоначальную раскрутку двигателя можно осуществлять электрическим стартер-генератором (для маленьких двигателей) или специально поданным воздухом высокого давления от пневматической системы. К слову, воздух высокого давления в пневматической системе берется от второго (уже запущенного) двигателя, вспомогательной силовой установки (ВСУ) или внешнего источника. 

Про ВСУ

ВСУ — это такой небольшой (относительно основных, конечно) газотурбинный двигатель, который предназначен для генерации электроэнергии, давления в гидросистемах и воздуха высокого давления для запуска основных двигателей. Он меньше и его проще запустить электромотором от батарей. А раскручивать большие двигатели можно уже с его помощью. Также его используют, когда техникам надо поработать с оборудованием, а «гонять» большие двигатели, чтобы получить источник энергии, нецелесообразно. Подробнее про ВСУ расскажу в другой публикации.

Пример пульта управления, используемого для запуска двигателя:

Для автоматического запуска надо выполнить следующие действия:

1. Переключатель «ENG START» (1) перевести в положение «IGN/ON» 
2. Тумблер «ENG MASTER» (2) перевести в положение «ON» (вперёд). В этот момент FADEC:
   • Откроет кран пневматической системы для раскрутки турбины и компрессора высокого давления
   • Откроет кран топливной системы — чтобы было чему гореть
   • Даст искру на свечи зажигания

3. Контролировать процесс запуска. Если что-то пойдёт не так — немедленно перевести тумблер запуска обратно в положение OFF
4. Когда двигатель успешно выйдет на обороты малого газа — запустить второй двигатель по аналогичной процедуре
5. Когда оба двигателя запустятся — перевести тумблер ENG START в положение OFF — во время нормальной работы двигателя дополнительные искры на свечах зажигания не нужны
6. Во время автоматического запуска двигателя кнопки ручного запуска (3) не используются

Иногда нам надо покрутить двигатель, но не заводить его. Например, для проверок или чтобы «помыть» его внутренности керосином после консервации. В этом случае переключатель ENG START надо переводить в положение CRANK (прокрутка). Вся процедура запуска будет та же, но искры на свечах не будет. Нет искры — нет огня. 

Управление двигателями осуществляется с помощью рычагов управления двигателями (РУД). 

На каждый двигатель — свой рычаг. Тут всё просто: толкаем рычаг от себя — двигатель крутится быстрее, тяга растёт. Тянем рычаг на себя — крутится медленнее. Так как РУД не связан с топливным дросселем напрямую, можно не бояться, что мы сожжем двигатель большим количеством топлива или заглушим недостаточным. FADEC в любом случае не даст ему превысить предельную температуру выхлопных газов или заглохнуть. Кстати, с ограничением температуры выхлопных газов связан тот факт, что в жару и/или на высокогорных аэродромах двигатель может выдать меньшую тягу. 

В районе «малого газа» у рычага упор. Чтобы разблокировать перевод рычагов в зону режимов реверса, надо потянуть за специальную скобу. При реверсе двигателя специальные створки разворачивают поток от вентилятора двигателя в обратном направлении, помогая самолету остановиться:

Вообще, с помощью реверса самолёт может даже поехать назад, но, так как в этом режиме для двигателей, висящих под крылом, возможна ситуация засасывания в двигатель мусора и даже камней с взлётно-посадочной полосы, для авиалайнеров не рекомендуется включать реверс на малых скоростях. 

Для включения реверса FADEC анализирует не только положение РУДов, но и датчики обжатия шасси, так что случайно в воздухе запустить реверс невозможно.

Ещё у двигателей, бывает специальный «аварийный» режим. Включить его можно пересиливанием РУДов в положение, находящееся дальше взлетного режима (на картинке это положение APR — Automatic Power Reserve). Такой режим используется только при отказе одного из двигателей при взлете, когда надо гарантировать набор высоты в ущерб ресурса рабочего двигателя. Правда, после приземления работающий в аварийном режиме двигатель придется «перебрать».

Данные работы двигателей, как правило, отображаются на неотключаемой части центрального дисплея пилотов и на специальной странице с расширенными данными по двигателю.

В постоянно индицируемом окне статуса работы двигателя доступны следующие данные:

а. Текущие обороты вентилятора двигателя (напрямую влияют на тягу)
б. Температура выхлопных газов — параметр работы двигателя, часто ограничивающий максимальную тягу. FADEC ограничивает ток топлива в том числе, чтобы не расплавить конструкцию лопаток турбин. Лётчику тоже важно понимать, почему обороты не растут, хотя он «просит»
в. Заданные обороты вентилятора двигателя (разгон двигателя с малого газа до взлётного режима занимает десятки секунд и текущие обороты не всегда совпадают с заданными)
г. Обороты турбины высокого давления. Помните, что турбин две и они работают независимо? Так вот данные оборотов турбины высокого давления важны при запуске двигателя. В полёте контролировать их не надо
д. Текущий расход топлива
е. Признак включения реверса
ж. Установившийся режим работы двигателя (малый газ, взлётный, набор высоты)

На специальной странице дополнительных параметров работы двигателя может выводиться такая информация, например как:

• Уровень, давление и температура масла,
• Уровень вибрации двигателя,
• Количество топлива, израсходованного с момента последнего запуска,
• Давление воздуха в пневматической системе,
• И т.д.

Двигатели, в которых вентилятор вынесен за пределы мотогондолы (корпуса двигателя) называются турбовинтовыми. Они обладают лучшими взлетно-посадочными характеристиками, но быстро теряют эффективность при росте скорости больше 0.5 скорости звука (приблизительно). Поэтому они в основном применяются в самолётах для местных авиалиний и военно-транспортной авиации, где возможность использования коротких и неподготовленных взлетно-посадочных полос важнее, чем крейсерская скорость. В конструкции таких двигателей также часто применяется понижающая трансмиссия, как, например, на рисунке ниже. 

Газотурбинные двигатели также используются на вертолётах, только в этом случае они крутят не пропеллер, а винт, сами двигатели в этом случае называются турбовальными. Хорошее видео, иллюстрирующее принципы их работы:

Ещё газотурбинные (турбовальные) двигатели ставят на танки (Т-80, Абрамс).

К преимуществам таких двигателей относят высокую удельную мощность, хороший запуск даже при низких температурах, возможность тянуть «с низов» — турбина высокого давления отделена от силовой турбины и двигатель не глохнет, когда гусеницы стоят неподвижно.

К недостаткам – высокую стоимость двигателя, сложность технического обслуживания, низкую приёмистость. По каждой из особенностей применения газотурбинных двигателей для танков есть разные полярные мнения, я же не специалист по танкам — не кидайте в меня камни. Я мог ошибиться. 🙂

Одним из «свойств» двигателя, сильно влияющим на конструкцию бортового оборудования, является так называемый «нелокализованный разлёт осколков двигателя». Это событие возникает при взрывном разрушении двигателя, когда лопатки компрессоров и турбин разлетаются во все стороны. 

При оценке последствий такого отказа, считается, что осколки обладают «бесконечной» энергией, которой достаточно, чтобы пробить любые преграды, разрубить любые трубы и провода. Для обеспечения безопасного завершения полета в случае такого нелокализованного разлета разработчики архитектуры электронного оборудования для каждого критического провода должны предусмотреть резервный, проложенный в отдельном канале, который не может быть перебит тем же осколком, что и основной провод.

Примечание для впечатлительных: на самом деле разработчики двигателей делают всё возможное, чтобы избежать нелокализованного разлёта, и действительно они случаются очень редко. Даже попадание крупной птицы в двигатель не сломает его. Но авиация — отрасль консервативная и мы закладываем в архитектуру противодействие всем потенциально возможным рискам.

Пояснение про ‘идеальный самолёт для технологов’:

Идеальный самолёт глазами инженеров. Лично мне взгляд технологов особенно симпатичен.

Что такое ВСУ?

Возможно, вы заметили отверстие в хвостовой части большинства самолетов. Наверное, неудивительно, что это выхлопная труба. Но это не имеет отношения к основным двигателям. Это второй, гораздо меньший, газотурбинный двигатель, которым оснащены все коммерческие самолеты. Эта вспомогательная силовая установка (ВСУ) обеспечивает важную электроэнергию для систем самолета и отбирает воздух для запуска основных двигателей.

ВСУ — Маленький газотурбинный двигатель

Все крупные коммерческие самолеты имеют на борту вспомогательную силовую установку, обычно расположенную в хвостовой части самолета (хотя некоторые региональные реактивные двигатели имеют вентиляционные отверстия сбоку). Это небольшой газотурбинный двигатель, конструкция и принцип действия которого аналогичны основным авиационным двигателям, но в меньшем масштабе. Однако, в отличие от маршевых двигателей, ВСУ не обеспечивает тяги (поэтому называть ее реактивным двигателем было бы неправильно). Вместо этого он питает электрический генератор и обеспечивает давление воздуха.

APU Honeywell (компания производит APU для всех самолетов Boeing 737 и Airbus A320). Фото:
YSSYguy через Wikimedia Commons

Зачем нужен этот дополнительный движок, если у вас уже есть два или четыре гораздо более крупных? ВСУ имеет несколько функций, связанных с безопасностью, удобством и экономичностью.

Обеспечение питания на земле

Первое и наиболее простое применение ВСУ — обеспечение питания на земле. Его можно запускать при выключенных двигателях и при посадке до запуска двигателей. ВСУ будет работать от генератора, который обеспечивает электроэнергией системы кабины и кабины. Он также будет производить пневматическое давление для работы систем кондиционирования воздуха в кабине.

Это также может быть достигнуто за счет запуска основных двигателей, но с более высокими затратами и износом двигателей. Он также может быть обеспечен внешним источником питания, но гораздо удобнее иметь собственный источник питания.

Запуск APU — простая процедура. Питание от аккумулятора запустит двигатель двигателя. Топливо добавляется, и двигатель быстро запускается. В этом видео показана отличная последовательность запуска ВСУ на Боинге 767.

Будьте в курсе: Подпишитесь на наши ежедневные и еженедельные дайджесты авиационных новостей.

Запуск главных двигателей

Другой основной функцией ВСУ является запуск главных двигателей. Как и в случае с наземным питанием, это также может быть достигнуто с использованием наземного источника питания.

Так же, как ВСУ запускается, используя энергию батареи для вращения лопастей, лопасти главных двигателей должны вращаться, прежде чем их можно будет запустить. Это достигается за счет отбора воздуха (по сути, выхлопа высокого давления) из турбины ВСУ. Это создаст достаточный поток воздуха через основной двигатель, чтобы обеспечить воспламенение топливно-воздушной смеси и запуск двигателя. Если двигатель был запущен без притока воздуха, он мог выйти из строя из-за перегрева.

Наземная силовая установка (и тягач) для самолета KLM. Фото:
Barcex через Wikimedia Commons

Затем давление нарастает для дальнейшего вращения двигателя, и, как только он достигает скорости холостого хода, питание от ВСУ прекращается. Затем запускаются другие двигатели, используя либо ВСУ, либо воздух под высоким давлением от уже запущенного двигателя. Это известно как «перекрестная прокачка», а также метод, используемый для перезапуска отказавшего двигателя.

Компания Boeing поделилась следующей информацией о функции запуска ВСУ 787 перед ее первоначальным внедрением

«Функции запуска двигателя и запуска ВСУ в Боинге 787 выполняются путем расширения метода, который был успешно использован для ВСУ в семействе самолетов 737 следующего поколения. В этом методе генераторы работают как синхронные пусковые двигатели с процесс пуска контролируется пусковыми преобразователями. Пусковые преобразователи подают кондиционированную электрическую мощность (регулируемое напряжение и регулируемая частота) на генераторы во время пуска для обеспечения оптимальной пусковой характеристики».

«В отличие от пускателей воздушно-турбинных двигателей в традиционной архитектуре, которые не используются, когда соответствующие двигатели не работают, пусковые преобразователи будут использоваться после запуска соответствующего двигателя. Пусковые преобразователи двигателя и ВСУ будут функционировать как двигатель. контроллер двигателей компрессора наддува кабины.»

Использование APU в полете

APU также можно использовать во время полета, хотя обычно он неактивен во время полета. В случае отказа двигателя его можно использовать либо для подачи электроэнергии, либо для отвода воздуха для перезапуска двигателей. Посадка рейса 1549 US Airways.в реке Гудзон является одним из таких примеров. Хотя двигатели не были перезапущены, ВСУ использовалась для обеспечения электроэнергии и позже была названа критически важной для результата.

Зачем размещать его в хвосте?

Может показаться странным размещение ВСУ в хвосте самолета, вдали от основных двигателей. Но имеет смысл держать его подальше от наземного персонала и операций (поскольку он обычно работает на земле). И освобождает жизненно важное место для груза и топлива в других частях самолета. Воздух, подаваемый от ВСУ к двигателям, находится под очень высоким давлением, поэтому расстояние до двигателей оказывает минимальное влияние.

Если вы внимательно посмотрите на хвост самолета, вы также можете увидеть впускной клапан для воздуха для турбины ВСУ (он будет закрыт во время полета). Фото:
Simon_sees через Flickr

Используются со времен Первой мировой войны

APU существуют уже несколько десятилетий, хотя их использование значительно увеличилось с появлением современных реактивных самолетов. Многие военные самолеты во время Первой и Второй мировых войн (включая британский Supermarine Nighthawk во время Первой мировой войны, B-29 Superfortress во время Второй мировой войны и более поздние немецкие самолеты Junkers) имели формы APU.

Однако некоторые из первых реактивных самолетов не имели APU. Например, Boeing 707 (который широко известен как первый очень успешный самолет реактивной эры) изначально не имел его, хотя некоторые из них позже были оснащены им. Последовавший за ним 727-й был построен с ВСУ, расположенной в отсеке основных стоек шасси, а не в хвостовой части самолета. Это было добавлено, чтобы увеличить количество мест, где мог работать Боинг 727.

Боинг 727 был пионером. Фото: Getty Images

А у Concorde, одного из самых известных и мощных реактивных самолетов, его не было. Он был разработан, чтобы быть максимально легким и эксплуатироваться в хорошо оборудованных аэропортах, где он мог полагаться на наземные источники энергии.

Хотели бы вы поделиться какой-либо информацией об авиационных двигателях, использовании или разработке ВСУ? Это не та тема, которая поднимается регулярно, поэтому не стесняйтесь делиться своими комментариями ниже.

Источник: журнал Boeing AERO

Как работает вспомогательная силовая установка

Вспомогательная силовая установка самолета служит дополнительным источником энергии, обычно используемым для запуска одного из основных двигателей авиалайнера или бизнес-джета. ВСУ оснащена дополнительным электрическим генератором для выработки достаточной мощности для работы бортового освещения, электрики кухни и бортового радиоэлектронного оборудования, обычно когда самолет припаркован у выхода на посадку. Всасывая отбираемый воздух из собственного компрессора, ВСУ также приводит в действие блоки окружающей среды, используемые для обогрева и охлаждения самолета.

И самое главное, использование ВСУ устраняет необходимость запуска одного из основных двигателей самолета во время ожидания прибытия пассажиров, тем самым экономя топливо и обслуживание более дорогой силовой установки.

В большинстве случаев ВСУ выключается перед взлетом и снова включается, когда самолет покидает взлетно-посадочную полосу после приземления. Хотя большая часть активного срока службы ВСУ приходится на время стоянки самолета на земле, в некоторых случаях ВСУ используется в качестве аварийного источника электроэнергии, когда самолет находится в воздухе.

ВСУ — небольшой газотурбинный двигатель, установленный в задней части фюзеляжа. Но называть ВСУ дополнительным реактивным двигателем не совсем точно, потому что выхлоп турбины ВСУ выбрасывается за борт. Для движения самолета вперед будет использоваться реактивный двигатель.

Самые ранние ВСУ можно было найти на B-29 Superfortress, они выглядели как мотоциклетный двигатель, установленный внутри фюзеляжа. Convair XP5Y-1 также использовал ранний APU, в то время как первый реактивный авиалайнер Америки, Boeing 707, был поставлен без него. 727 был первым Боингом, оснащенным APU.

Сегодня APU можно найти в средних и крупных гражданских и военных самолетах, некоторых турбовинтовых самолетах и ​​нескольких военных истребителях. Небольшие гражданские самолеты, такие как Cessna Citation CJ или Eclipse от One Aviation, не несут ВСУ, потому что дополнительный вес даже небольшого дополнительного газотурбинного двигателя может значительно повлиять на полезную нагрузку самолета.

Производитель самолета определяет требования к ВСУ, учитывая размер салона, количество отбираемого воздуха, необходимого для питания экологических блоков, и мощность генератора, необходимого для питания кабины и салона и запуска двигателя. В этом случае задача производителя ВСУ, обычно являющегося субподрядчиком производителя самолетов, состоит в том, чтобы поставить блок, отвечающий этим спецификациям.

В то время как подготовка авионики является важным элементом подготовки самолета к вылету, создание комфортных условий в салоне перед прибытием пассажиров является едва ли не более важным для большинства операторов. В жаркие летние месяцы ВСУ, управляющему экологическими пакетами, может потребоваться полчаса, чтобы охладить кабину самолета, стоящего в Майами, и столько же времени, чтобы нагреть салон зимой на перроне в Фарго, Северная Дакота.

Во время некоторых полетов двухдвигательных самолетов увеличенной дальности (ETOPS), которые позволяют двухдвигательным самолетам выполнять полеты на маршрутах, удаленных более чем на 60 минут полета от подходящего аварийного аэропорта, система APU должна быть протестирована с использованием процедуры холодного запуска. — проверить надежность запуска на случай, если в полете откажет один из основных двигателей самолета.

Одним из недостатков APU является шум, который они часто производят при движении по земле. В некоторых старых самолетах шум газотурбинного двигателя ВСУ может усиливаться при включении отбираемого воздуха для обогрева или охлаждения салона. Ряд аэропортов в Соединенных Штатах по-прежнему ограничивают работу ВСУ, особенно в ночное время, чтобы не раздражать жителей близлежащих населенных пунктов.

Как и все современные газотурбинные двигатели, ВСУ оснащена системой пожаротушения, которая в новых самолетах часто работает автоматически. Тем, кто эксплуатирует ВСУ без автоматических систем пожаротушения, обычно требуется, чтобы по крайней мере один пилот оставался рядом с самолетом, чтобы запрыгнуть на борт и вручную разрядить огнетушитель ВСУ в случае возгорания.

В отличие от основных двигателей самолета, которые требуют регулярной разборки в строго определенные моменты времени для обслуживания, многие ВСУ рассматриваются скорее как элементы «годен/не годен», что позволяет операторам эксплуатировать их до тех пор, пока что-нибудь не сломается, если, конечно, устройство не часть операции ETOPS.