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一、飛機發動機的啟動。航空燃氣渦輪發動機的結構和循環過程，決定了它不能象汽車發動機那樣自主的點火起動。因為，在靜止的發動機中直接噴油點火，因為壓氣機沒有旋轉，前面空氣沒有壓力，就不能使燃氣向后流動，也就無法使渦輪轉動起來，這樣會燒毀燃燒室和渦輪導向葉片。所以，燃氣渦輪發動機的起動特點就是：先要氣流流動，再點火燃燒，也即是發動機必須要先旋轉，再起動。這就是矛盾，發動機還沒起動，還沒點火，卻要它先轉動。根據這個起動特點，就必須在點火燃燒前先由其他能源來帶動發動機旋轉。在以前的小功率發動機上，帶動發動機到達一定轉速所需的功率小，就采用了起動電機來帶動發動機旋轉，如用于國產運-7，運-8飛機的渦槳5、渦槳6發動機。但是隨著大推力發動機的出現，用電動機已無法提供如此大的能量來帶動發動機，達到點火燃燒時的轉速了，因此需要更大的能源來帶動發動機，這時，采用APU，產生壓縮空氣，用氣源代替電源來起動發動機成為了現在所有高涵道比發動機的起動方式。 二、壓縮空氣的來源毫無疑問，壓氣機是壓縮空氣最好的來源。采用渦輪帶動壓氣機就可以連續不斷的提供飛機所需要的壓縮氣源。而由于這個燃氣渦輪裝置提供的氣源只要能滿足發動機起動的需要就可以了，所以功率，體積相比發動機要小得多，這就使這套燃氣渦輪裝置可以采用電動機來起動，然后再由這套燃氣渦輪裝置產生壓縮空氣來起動發動機，這樣就解決了發動機起動時需要大的能量的問題。這套燃氣渦輪裝置被稱作APU（AuxiliaryPowerUnit輔助動力裝置）。 三、起動過程發動機的起動過程是一個能量逐級放大的過程。先由蓄電池提供電源給APU起動電機，帶動APU轉子旋轉；APU達到起動轉速后噴油燃燒，把燃料提供的化學能轉變為渦輪的機械能，并通過壓氣機把機械能轉換為空氣的壓力能。由于燃料的加入，APU產生的壓縮空氣的能量已遠遠大于蓄電池的能量了最后，發動機上的空氣渦輪起動機把APU空氣的壓力轉化為帶動發動機核心機轉子旋轉的機械能，在達到發動機起動轉速時噴油點火，最終靠燃料的化學能使發動機進入穩定工作狀態。所以，在整個起動過程中，帶動發動機核心機旋轉的大能量，從很低的蓄電池能量，通過燃料的加入，一步步升了起來，就象三峽大壩的梯級船閘。這就是APU的好處：飛機本身只需要攜帶一個能量很低的，充足了電的蓄電池，通過APU，就能夠自主的完成發動機的起動，而不再依賴于地面設備來起動發動機。 四、APU的特點APU和發動機一樣，都是燃氣渦輪裝置，但它們的目的不同，這是個很大的區別，發動機用于產生推力，而APU不需要產生推力，它主要用來提供氣源，還有電源。氣源除用于發動機起動，還為飛機的空調系統供應連續不斷的空氣。這個特點使APU不同于發動機。它要求APU在設計時，使渦輪產生的機械能主要通過壓氣機轉換為空氣的壓力能，還有一部分機械能通過齒輪傳遞給發電機以產生電能，而不是向后噴出產生推力。所以，能量分配的不同，是APU和發動機的主要區別五、APU的工作和發動機不同的是，APU的工作狀態很簡單，在起動過程完成之后，就進入了穩定工作狀態，即轉速維持不變。而發動機的卻需要依據飛行情況不斷的改變轉速和推力。APU的工作狀態決定了APU的工作特點：保持轉速不變引氣，是APU的目的。就是把APU壓氣機產生的壓縮空氣引出去給飛機的空調系統和發動機起動。由于引氣，使APU的功率要受引氣的影響，這就和APU的工作狀態要求轉速保持不變產生了矛盾，下面將講訴這個問題六、APU的發展早期的APU，象發動機一樣，氣流從進氣口先通過壓氣機，再到燃燒室和渦輪，最后從噴口噴出。氣流象一條線一樣流動，沒有岔路，串聯起了壓氣機和渦輪。如波音737的APU。這個設計有個缺點，就是在給發動機引氣以起動發動機時，由于負載突然變得很大，會使APU的轉速發生大的變化，而自動調節器為維持APU轉速的不變，會大幅增加供油量，使溫度有大的升高，這對APU不好�，F在的APU，普遍采用進氣分流，增加了負載壓氣機。這個結構的特點是：進氣道進來的氣流分成兩股，一股進入正常的增壓壓氣機和渦輪，主要用來帶動APU旋轉，然后氣流從噴口噴走，它是APU的功率部分；而另一股氣流進入負載壓氣機，這部分氣流由負載壓氣機增壓，專門用于產生供飛機使用的壓縮空氣。在這股氣流的進口有流量調節活門（進口導流葉片），它根據飛機對壓縮空氣的需求，實時的對活門（葉片）開度進行調節，來控制進入負載壓氣機空氣的多少。這個設計使APU的負載部分和功率部份分開了，因此在大量引氣時也不會早成APU功率部分轉速和溫度大的波動，這有助于增加APU的壽命。獨立的負載部分和功率部分是現在APU的特點。{注明一點，負載壓氣機依然由渦輪通過傳動軸帶動，說它獨立是指氣流分別進入兩個部分，不再相干}

回答者：a10157270762016-10-10 00:00