民航科普(falaosao)~第一期
? ? 這是民航系列介紹的第一期,寫(xiě)的最初想法其實(shí)也是想表達(dá)所學(xué)的并且科普科普相關(guān)的民航知識(shí),最初是想以視頻的形式來(lái)展示,但是憂(yōu)慮達(dá)不到我想要的效果,干脆直接放棄以寫(xiě)文案的形式吧。
本期主要介紹發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)功能。
? ? 首先發(fā)動(dòng)機(jī)分成兩個(gè)大類(lèi):按照時(shí)間發(fā)展的順序來(lái)分的話(huà)分別是“活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)”與“噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)”這兩大類(lèi),活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)與我們汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)同樣采用內(nèi)燃機(jī)的方式產(chǎn)生動(dòng)力,是近代飛機(jī)與現(xiàn)代低速飛機(jī)的???,代表飛機(jī)例如“塞斯納系列”。在本期中我們主要介紹的是“噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)”。當(dāng)代民航大型客機(jī)主要使用的就是這一類(lèi)型。這一類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)可以分別分為“渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)”“渦輪風(fēng)扇式發(fā)動(dòng)機(jī)”“渦輪螺旋槳式發(fā)動(dòng)機(jī)”以及“沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)”。
? ? 其中“沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)”用于高馬赫數(shù),并且在低速時(shí)無(wú)法自行產(chǎn)生推力??梢灶A(yù)期適用于戰(zhàn)斗機(jī)等高機(jī)動(dòng)性能的飛行器上?!皽u輪螺旋槳式發(fā)動(dòng)機(jī)”主要用于噴氣式直升機(jī)。主要用于民航領(lǐng)域的為“渦輪風(fēng)扇式發(fā)動(dòng)機(jī)”,是本期的GGbone大主角,你有沒(méi)有興趣往下解救呢?

? ? 在圖1.1中我們可以看見(jiàn)左右兩個(gè)像護(hù)法一樣的寶物掛在機(jī)翼下方,這便是發(fā)動(dòng)機(jī)的外殼整流罩和內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)主體所在,當(dāng)然還有類(lèi)似“魔家四將”的四發(fā)飛機(jī)和“三‘機(jī)’開(kāi)泰”的三發(fā)飛機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)飛機(jī)向前的主要原理是牛頓第三定律,將加速的空氣氣流向后推從而獲得空氣對(duì)于飛機(jī)向前的反作用力,這樣飛機(jī)就向前跑起來(lái)咯。那么飛機(jī)是如何將空氣加速向后推的呢?

? ? 噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)可以分為外涵道和內(nèi)涵道,圖1.2便是飛機(jī)內(nèi)涵道的構(gòu)造,也是產(chǎn)生推力的來(lái)源。從左向右分別是“風(fēng)扇”“低壓壓氣機(jī)”“高壓壓氣機(jī)”“燃燒室”“低壓渦輪”“高壓渦輪”“尾噴管”。外涵道我們可以理解為在風(fēng)扇之后的部分用金屬罩將空氣分為要“燒”和“不用燒”的,外涵道就是跑“不用燒“的空氣。
? ? 讓我們想象自己成為高空中的空氣分子吧,來(lái)做一次這個(gè)“過(guò)山車(chē)”。首先你會(huì)被風(fēng)扇吸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),很幸運(yùn)的式你被吸入了內(nèi)涵道!這可是最刺激的項(xiàng)目之一喔!你抬頭一看,密密麻麻的轉(zhuǎn)子擺在你的面前,在靜轉(zhuǎn)子和動(dòng)轉(zhuǎn)子的共同擠壓下你會(huì)變得越來(lái)越熱,越來(lái)越擠這意味著你的內(nèi)能越來(lái)越高,與你一起進(jìn)來(lái)的同伴們也是同樣的狀態(tài),大家在一起是非常的“high”但是差了點(diǎn)“fuel”一醉方休!突然你發(fā)現(xiàn)有一個(gè)噴頭下起了煤油雨,你們沐浴在這場(chǎng)雨中交杯煥盞,好不痛快!但是前方紅紅的房間閃耀的你們看不見(jiàn)任何物品,隨機(jī)感受到一股力量從你體內(nèi)爆發(fā)!你會(huì)想:啊,我要變身了嗎,diga!(bushi)。這里便是燃燒室,點(diǎn)燃自己向后加速而去咯。當(dāng)你再睜開(kāi)眼睛時(shí)你發(fā)現(xiàn)你和你的兄弟們十分有力量并且正在推著尾巴的渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪與前方的壓氣機(jī),風(fēng)扇均是共軸連接的,渦輪越快,壓縮越快,那么你就越熱,燃燒時(shí)越有能量,最后回到你熟悉的大藍(lán)天!這時(shí)你的一位伙伴一臉茫然的問(wèn)了“發(fā)生了腎么事?”你鼓起嘴來(lái)說(shuō)了一句“噂嘟假嘟?”(bushi)。這些仁兄就是剛剛從外涵道跑出來(lái)的弟兄們,他們提供了飛機(jī)的大部分的推力,因此高涵道比的發(fā)動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生更大的推力,例如Boeing777-ER所裝有的GE-90發(fā)動(dòng)機(jī)。
? ? 講完了簡(jiǎn)潔版發(fā)動(dòng)機(jī)的原理介紹,我們來(lái)瞅瞅發(fā)動(dòng)機(jī)是如何啟動(dòng)的吧。首先在陸空通話(huà)中有一句叫做“請(qǐng)求推出開(kāi)車(chē)”,這里的開(kāi)車(chē)就是啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),但是在地面上沒(méi)有氣流主動(dòng)往發(fā)動(dòng)機(jī)里面吹,向往發(fā)動(dòng)機(jī)里人工吹氣可身高也不夠欸,所以民航中常常采用引氣的方式啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。而引氣的來(lái)源來(lái)自飛機(jī)的輔助發(fā)動(dòng)機(jī)(APU),這個(gè)常常位于飛機(jī)的小屁股里。駕駛員通過(guò)電力開(kāi)關(guān)啟動(dòng)APU并且引氣加快壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速,當(dāng)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到21%時(shí),便可以引進(jìn)“fuel”讓發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)開(kāi)車(chē)也基本完成了。

? ? 除了產(chǎn)生推力這一首要作用之外,發(fā)動(dòng)機(jī)擔(dān)當(dāng)著飛機(jī)空調(diào),飛機(jī)發(fā)電這兩項(xiàng)重要工作。飛機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)是保障飛機(jī)座艙內(nèi)部的座艙壓力、座艙溫度符合人體舒適。空調(diào)系統(tǒng)中的溫度由發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓壓氣機(jī)的熱氣體與高空外界的冷氣流相結(jié)合所調(diào)配。所以當(dāng)飛機(jī)遭遇了雙發(fā)失效后(@Captain Sally),飛機(jī)會(huì)突然暗沉是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)失效帶來(lái)的電力失效,此時(shí)的電力供應(yīng)來(lái)自APU與RAT(法國(guó)人的奇思妙想),RAT是飛機(jī)電力供應(yīng)缺失時(shí)自動(dòng)彈出位于機(jī)腹下方的小風(fēng)扇利用氣流發(fā)電的設(shè)備。這時(shí)的電主要用來(lái)操作駕駛,例如電力傳動(dòng)以及駕駛室的儀表顯示系統(tǒng)等等。常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障有“單、雙發(fā)失效”“壓縮機(jī)失速”“發(fā)動(dòng)機(jī)喘振”等等。
?