飛機上的輔助動力裝置(Auxiliary Power Units,簡稱APU),由于本質上是一臺小型的渦輪發(fā)動機,因此也被形象地稱為“小發(fā)”,即小發(fā)動機。也被稱為飛機的“小心臟”。對飛機這個龐然大物來說,APU是個名副其實的“小不點兒”,但它的作用不容小覷。
一般情況下,客機在飛行過程中是由主電源供電的。主電源則由航空發(fā)動機帶動的主發(fā)電機,以及發(fā)電機控制器等設備構成。發(fā)動機起動后,它會驅動主發(fā)電機旋轉,將機械能轉換為電能,以滿足飛機上的用電需求。保險起見,飛機上往往會配備兩套以上的主電源。飛行時,如果其中一套電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障,會由其余正常工作的電源系統(tǒng)來保障所有用電設備的供電。
除了主電源,飛機上還有一套輔助電源用來供電,以備不時之需。輔助電源主要包括飛機尾部安裝的小型輔助發(fā)電機和輔助發(fā)電機控制器,它由APU驅動。當飛機上的主電源失效時,輔助電源會接替主電源,負責為飛機提供電能。
當主發(fā)電機和APU發(fā)電系統(tǒng)都出現(xiàn)故障時,飛機的處境會非常危險,這時就需要沖壓空氣渦輪(RAT)發(fā)電機出場。RAT被釋放出來后,可以像風車一樣在氣流驅動下旋轉,帶動內部的發(fā)電機和其他設備為飛機提供備用電能與液壓能等,保障飛機安全飛行。此外,飛機上還有一套大容量蓄電池,可以在飛機失去動力的極端情況下向關鍵設備、儀表供電,確保飛機安全落地。
客機在停機位進行起飛前的準備工作時,沒有塔臺的許可,機翼上的主發(fā)動機是不允許起動的。這時候飛機所需的電能由誰來提供呢?它就是APU。
APU是一種小型渦輪發(fā)動機,具有體積小、重量輕、壽命長、起動時間短、能夠輸出壓縮空氣、可以獨立工作等特點。
以民航客機為例,APU不僅能夠輸出壓縮空氣,在地面或空中為飛機主發(fā)動機的起動、座艙環(huán)境控制、整流罩和機翼防冰等提供氣源,還能在地面或空中提供飛機檢測或操控所需的電能和液壓能。不過也有例外,比如波音787系列飛機的APU就只供電不供氣。
輔助動力裝置誕生于20世紀50年代,最初的目的是滿足大推力或大功率發(fā)動機的起動需求。不過隨著飛機需求的增加和航空技術水平的發(fā)展,其功能也變得多元化,但主要作用仍然是為飛機提供輔助動力。
在客機上,APU是作為一個完整的獨立動力系統(tǒng)存在的,它有自己的電動起動機,由單獨的電池供電,有獨立的附加齒輪箱、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和防火裝置等,其燃油由飛機上總的燃油系統(tǒng)保障。
雖然是一個獨立的動力系統(tǒng),但APU在控制上和整架飛機是一體的,其操縱面板就在駕駛艙飛行員面前的儀表板上,可直接由飛行員控制。
APU跟主發(fā)動機相比小得多,但其結構復雜、維修難度大、修理費用高。時至今日,對APU的深度修理依然是航空維修的核心技術之一。
(責任編輯 / 高琳 美術編輯 / 周游)