（西安航空職業(yè)技術學院，陜西 西安 710089）

1 引言

APU全稱為“Auxiliary Power Unit”，中文譯為輔助動力裝置，其實質(zhì)是一臺燃氣渦輪發(fā)動機。

APU雖然不能為飛機提供推力（少數(shù)早期的APU也可提供少許推力），但作為飛機一項重要的輔助設備，它有著不可替代的作用。APU工作時，能夠為飛機提供電源、氣源和液壓源。在地面，電源可對飛機系統(tǒng)供電，提供正常和勤務用電；氣源可用于發(fā)動機的起動、空調(diào)系統(tǒng)等。在空中提供備用的電源和氣源，以向飛機供電和供氣，保證飛行安全。

通過對MD82型、MD90型和A300型三種機型所用APU的對比和論述，得出APU的未來發(fā)展趨勢。

2 三種機型APU的型號

MD82型、MD90型、和A300型三種飛機使用的都是美國Honey Well公司生產(chǎn)的APU。

MD82型飛機APU型號為GTCP85—98DHF；

MD90型飛機APU型號為GTCP131—9D；

A300型飛機APU型號為GTCP331。

3 三種機型APU安裝部位與特點

3.1 MD82型飛機

MD82型飛機使用的APU，安裝在飛機機身尾部的防火艙內(nèi)。

進氣道在機身下部，排氣口在機身右上部的機身蒙皮處，右發(fā)動機的上方。因此，在打開發(fā)動機上包皮時是不允許起動和運轉(zhuǎn)APU的。否則APU的排氣會吹到右發(fā)上包皮，發(fā)動機包皮是一種附合材料，高溫排氣會將其吹壞。

3.2 MD90型飛機

MD90型飛機是MD80型的衍生型，在外形上比MD82型飛機長57英寸，尾翼和發(fā)動機吊架也有較大改動。MD90型飛機使用的是新型電子控制的APU。APU控制系統(tǒng)通過一個微信息處理機，對所有模式的工作進行全自動電子控制。

MD90型飛機的APU也裝在機身尾部的防火艙內(nèi)，進氣和排氣方式與MD82型飛機相同，但排氣口后移，防止損壞上反推包皮。與MD82型飛機不同的是APU進氣門完全自動控制。

MD90型飛機APU增加了一個遠程控制組件，其顯示器在后貨艙門內(nèi)的側壁板上，從顯示器可以查看實時的溫度，轉(zhuǎn)速，故障代碼，使用時間，序號等信息。它完成了對APU工作的全程控制。當發(fā)生故障自動停車時，會將故障記錄下來，以便維護。它還能改變?nèi)加湍Ｊ綇亩_到省油目的。為 APU的維護提供極大方便。APU進氣門組保持不變。

該APU是一個單軸燃氣渦輪發(fā)動機，包括一個單級離心式壓氣機，一個反流環(huán)型燃燒室，一個兩級軸流式渦輪和一個附件驅(qū)動器。動力部分驅(qū)動一個裝在一個公共軸上的一個單級離心式負載壓氣機。

APU的負載引氣是通過單獨的壓氣機，此壓氣機為防止喘震裝有防喘活門，這種壓氣機有供氣量大，工作穩(wěn)定等優(yōu)點。這就是為什么MD90型比MD82型飛機地面空調(diào)好的原因了。

3.3 A300型飛機

A300型飛機是歐洲空中客車公司生產(chǎn)的寬體形飛機。由于設計思路的不同，該機型的APU系統(tǒng)更具特點?？湛拖盗械腁PU都裝在飛機尾部，該系列飛機的APU也是通過三個支承點裝在機身的尾部的防火艙里，但排氣管方向向后。

位于后客艙左側的電子控制盒（ECB）是一個數(shù)字式微處理機裝置，它控制和監(jiān)視APU的工作情況。系統(tǒng)的控制是由電子控制盒來完成的，但是APU的起動和人工關斷是通過駕駛艙內(nèi)的APU控制面板控制完成的。在前起落架的內(nèi)話盒上和加油/抽油面板上設有 APU緊急關斷控制電門，作為 APU緊急關斷控制。APU艙內(nèi)設有火警警告和滅火系統(tǒng)，火警警告的駕駛艙指示有ECAM和APU滅火手柄指示。

4 三種機型APU對比

（APU） 型號 重量(kg)機型油耗(kg/h)初裝時間平均拆換間隔(h)采購成本(萬元)維修成本（萬元）MD82 GTCP85-98DHF 1561 150 1985 2300 40 約為7 MD90 GTCP131—9D 1552 190 1996 4000 40 約為25 A300 GTCP331 2227 200 1993 4000 60 約為25

機型（APU） 型號 壓氣機 渦輪 燃燒室 負載壓氣機控制系統(tǒng)MD82 GTCP85-98DHF 兩級離心式單級徑向內(nèi)流式 桶型 機械MD90 GTCP131—9D 單級離心式 兩級軸流式 反流環(huán)形單級離心式 電子盒A300 GTCP331 兩級離心式 三級軸流式 環(huán)形 單級離心式 電子盒

通過上面三種機型APU的對比，可以看出MD90型飛機和A300型飛機所采用的APU比MD82型飛機采用的APU多一套單獨為負載提供氣源的壓氣機，這種構造的好處是既不會因為負載引氣的使用而使APU排氣溫度升高，又可以使負載氣源得到充足的保證。這一優(yōu)點從使用APU給空調(diào)供氣時，通過飛機空調(diào)的高效性充分地體現(xiàn)出來。同時，軸流式渦輪、環(huán)形燃燒室、控制系統(tǒng)電子化也都是技術進步的表現(xiàn)。雖然APU不必象發(fā)動機那樣保持技術的飛速進步，而且一些航空公司有意使用一些地面設備來替代 APU，滿足飛機在地面時的使用需要，降低經(jīng)濟成本，最大限度延長其使用壽命，但APU作為主發(fā)動機的重要輔助裝置的地位是不可動搖的。

5 APU未來發(fā)展趨勢

APU的發(fā)展趨勢是具有更高的可靠性，更低的經(jīng)濟成本，包括燃油成本和維修成本?？茖W技術的進步使這種發(fā)展成為可能。

5.1 使用新材料

使用新型材料制造的渦輪葉片，能承受更高的渦輪葉片前溫度。而更高的渦輪葉片前溫度意味著更高的效率，燃油燃燒得更充分，排氣更潔凈，更能滿足環(huán)保和經(jīng)濟的要求。

5.2 采用新技術

新型材料制造的渦輪葉片，采用新技術提高單級壓氣機增壓比，不僅提高APU的效率，滿足飛機對APU大功率的要求，而且延長了葉片的使用壽命，降低了維修成本。

5.3 多電系統(tǒng)APU

多電系統(tǒng)APU的結構要比現(xiàn)在的簡單很多，它取消了引氣的要求，去掉了相關的引氣部件，結構簡單。取消了引氣系統(tǒng)，即降低了重量，同時也降低了飛機維護費用，并且提高了飛機的可靠性。APU只需提供電能，在設計中只需設計安裝發(fā)電機。飛機多電系統(tǒng)具有可變頻率的特征，使APU可以在可變速度下運行，從而改變其性能。

6 結束語

近年來，較高的燃油成本和嚴峻的經(jīng)濟環(huán)境，促使航空公司要考慮運營策略。這些因素將促使新型APU的誕生。全電型APU部件少、尺寸小，噪聲低，壽命長，易于維修，維修成本甚至可減少20%，將是未來的一個發(fā)展方向。

隨著新技術的發(fā)展，新材料的使用和新系統(tǒng)的形成，未來的APU會更可靠，更經(jīng)濟，更安全，更易于維護。新技術條件下生產(chǎn)的APU也將越來越有活力，繼續(xù)為飛機提供安全舒適的乘坐環(huán)境做出貢獻。

[1]唐力.多電技術趨勢下 APU 的發(fā)展[J].民航飛機設計與研究,2009(3):13-17.

[2]孫立.APU 技術進展和維修現(xiàn)狀[J].航空維修與工程,2009(2):22-24.