辅助动力装置(APU)简介
摘要
辅助动力装置(APU)为位于飞机尾部防火舱内的一个燃气涡轮发动机,APU向发动机起动系统和空调系统提供引气,APU的交流发电机提供辅助交流电源。
关键词燃气涡轮发动机、辅助动力装置(型号:85-129[H]涡轮发动机
引言
燃气涡轮机包括以下主要部件: 压气机、燃烧室、涡轮、齿轮箱。原理如下:起初是由一个直流起动机来提供发动机初始转动所需的机械能,随着APU压气机部分开始旋转,压气机就把外界的空气抽入发动机。
发动机的压气机段先靠空气通过压气机叶轮使空气加速,这样从外界抽入的气体能量就增加了,然后空气通过扩散器的发散形管道,速度减小,压力增大。
APU的燃烧段,压缩空气被导入燃烧室,燃油喷入其中点火燃烧,化学能转化为热能。燃气
膨胀,进一步提高了燃气的压力。
高温高压气体通过涡轮的收敛形喷口,速度增加,直接冲击在涡轮转子的叶尖上,这样热能在涡轮段转化成机械能。在有足够的机械能提供给压气机转子时就引起了转子的旋转,开始了周而复始的运转。同时齿轮箱也运转了起来,提供必要的动力来驱动部附件,用于发动机的操纵和控制。85-129[H]APU是一种恒速的发动机,可以加速到设计转速(100%RPM),转速是由调节器来保持的。
                        涡轮发动机简图
1 压气机功能描述
随着叶轮开始转动,叶片间的空气向叶尖加速运动,空气从叶尖进入扩散器,扩散器叶片间的空间形成了一个分叉的管路,使空气减速增压。空气由叶轮向扩散器流动使得在轮轴或叶轮中心处产生低压,周围的空气会流向这个低压区,这样压气过程得以延续。外界空气被抽入第一级叶轮,从第一级扩散器排出,然后又通过一个级间管道导入第二级叶轮的中心。从第二级扩散器出来后,压气机排气进入涡轮部分。
                              压气机部分
2 燃烧室功能描述
压气机的空气经过火焰筒上不同直径的孔进入燃烧室,这些孔的大小和间隔控制了进入燃烧区域的空气量。燃油经喷嘴喷入火焰筒的中心,与压缩空气混合并点火。火焰沿着火焰筒轴向向下燃烧,这些孔允许部分压缩空气进入燃烧室以降低燃气温度。经过冷却的燃气减小了对涡轮喷管和叶轮的烧蚀。
3 涡能描述
进入涡轮喷嘴的燃气被引导冲向涡轮叶片的叶尖,由于燃气高速流动,对叶尖的冲击产生扭矩来转动涡轮,随后燃气流向中心区,在那里改变方向并推动叶片。因此,在燃烧室中涡轮可以在燃气排出之前从中最大限度地吸取能量。在燃烧室段产生的热能进入涡轮,在那里转化为机械能,带动压气机和附件齿轮箱。
整个过程称为工作循环,它描述了能量从一种形式转化为另一种形式,又转化回原来的形式。
                        单级涡轮
4 齿轮箱的功能及结构
齿轮箱组件包括减速齿轮。它用来驱动发电机、泵和APU运转所需的附件。附件包括燃油控制组件(FCU)、滑油泵、冷却风扇、起动机、离心电门组件、发电机和转速发电机。
参考文献
[1]  AIRCHINA D6-27370-3J6-BEJ