Воздушный запуск двигателя самолёта на земле

В последнее время опять участились случаи такого действия, поэтому я и решил написать об этом. Со стороны выглядит тоже интересно – куча техники, шумит, крутится. Поэтому тема на самом деле совершенно не скучная.

У самолёта помимо маршевых двигателей имеется вспомогательная силовая установка (APU/ВСУ), которая тоже является газотурбинным двигателем, только намного меньше. Смысл её в том, чтобы обеспечивать самолёт автономной электроэнергией, а также работу иных систем самолёта. Но главная функция ВСУ – воздушный запуск двигателя. Собственно для того, чтобы обеспечить раскрутку двигателя до появления минимальной тяги у компрессора, чтобы подача топлива привела к нормальной работе, а не пожару, необходимо раскрутить двигатель до весьма серьезных оборотов. С учетом массы движущихся частей (вентилятор, приводы, компрессор, турбина) для раскрутки понадобится очень большой стартер со сложной системой приводов и солидный запас электроэнергии. От этого можно отказаться путём использования ВСУ, которая обеспечит непрерывную подачу воздуха к лопаткам турбины, которая и раскрутит двигатель для его запуска.
Но неужели можно в авиации прожить без отказов? ВСУ периодически загибается в самый неподходящий момент. Но это не является проблемой, если рядом большой, надёжный и хорошо экипированный аэропорт. У аэропорта есть все установки, чтобы обеспечить замену функционала ВСУ на земле. Источники электропитания для обеспечения электроэнергией (у нас их зовут «ниэпы» или «хоучины»). Кондиционеры для охлаждения самолёта летом. Унифицированные моторные подогреватели (УМП или «печки») для обогрева зимой. Но функцию запуска выполняют УВЗ – установки воздушного запуска. Они представляют собой либо самоходную установку на шасси Газели (Аист-6С), в кузове которой расположен компрессор с рукавами, подсоединяемыми через адаптер к самолёту. Либо прицепную установку с дизельным двигателем с компрессором, такими же рукавами и адаптером. Эти, кстати, помощнее будут.
Воздушный запуск производится на стоянке, а не на точке запуска. Очень много техники, процедура занимает времени побольше, чем обычный запуск, а потом ещё всё это нужно собрать. Вообще, для организации этого действия требуется минимум наземный источник электропитания, установка воздушного запуска. Ну и тягач для источника, водитель или тягач для установки, механик на СПУ (ушах), руководители подгоном/отгоном техники. Сначала это всё растягивается. Пассажиры видят кучу народу в оранжевых костюмах, тянущих толстые рукава к самолёту. Выглядит, наверное, из салона жутковато. Но процедура штатная, в день выполняется очень много раз. Потом из салона обычный звук запуска двигателя, потом все бегут убирать растянутые предметы. После чего буксировка на точку запуска (ну либо в случае с самоходной стоянкой запуск второго и руление).

Но чем больше двигатель, тем зрелищнее перфоманс. С двигателями GE90, установленными на Боинге-777, мощности техники начинает не хватать. Во-первых источники питания могут барахлить, а бортовая сеть, где много пассажиров, света и желающих зарядить гаджеты в тот момент, когда начинается раскрутка, потребляет много электроэнергии. Не зря их подключают двумя фишками к самолёту. Но источник один. Выход в подключении двух источников питания (фото прилагаю выше), от каждого по одной фишке. С установками воздушного запуска ситуация такая же. На памяти не помню, чтобы GE90 запустили от одной установки. Зато хорошо помню, как регулярно запускают сразу с трёх установок (Аист и два прицепа). Выглядит это феерично: два хоучина, три установки, два тягача для установок и с десяток человек для установки и уборки. Ну и огромный крутящийся двигатель, не особо шумный, но с низкочастотным завыванием.
Про воздушный запуск не могу не вспомнить пару историй. Одно время Центр-Юг планировал эксплуатацию самолётов CRJ-200, но был кинут Руслайном, который впрочем некоторое время полетал за Центр-Юг на них. А базировались мы в Белгороде, где не было установок воздушного запуска. В полёте у одной из машин отказала ВСУ. Пришлось обслуживаться с работающим маршевым двигателем, в том числе производить заправку.
Ну и все помнят, как летом на Боинге-747 России пассажир выпустил надувной трап, открывая аварийный выход, прямо на установку воздушного запуска, так как самолёту не хватало электропитания, и потребовался ещё один источник.
Ещё момент: на самолёте Ан-24РВ, Ан-26, Ан-30 был установлен в качестве ВСУ двигатель РУ-19, который обеспечивал работу бортовой электросети, но воздушный запуск не обеспечивал. С другой стороны запуск турбовинтовых двигателей осуществлялся без использования воздушного запуска с помощью стартер-генераторов ГО-16. Зато РУ-19 обеспечивал дополнительную тягу. Вот такая немного парадоксальная система.
На самолётах АТР-72 нет ВСУ. Во время нахождения на стоянке самолёт требует наличия источника электропитания либо переключает правый двигатель в режим Hotel Mode, то есть отключается винт, но двигатель продолжает работать, обеспечивая работу электросети самолёта.
——————————————————————————-
1. Информация о сотрудничестве, партнерстве и об авторе публикуется на страницах:
https://travelfoxes.livejournal.com/177869.html
https://zen.yandex.ru/media/skyexpert/promejutochnye-itogi-aviabloga-610848356b8d0650576d84b9

2. Копия данной статьи расположена на платформе Яндекс.Дзен по адресу:
https://zen.yandex.ru/media/skyexpert/vozdushnyi-zapusk-dvigatelia-samoleta-na-zemle-61b79de92638382c891a3cbd

3. Автором данной публикации является владелец данного канала. Статья не содержит конкретных данных по какому-либо рейсу и перевозчику, не содержит конфиденциальную и коммерческую информацию. Статьи могут содержать фактические неточности в силу того, что являются воспоминаниями, а не источником официальной информации. В силу специфики канала — автор не может публиковать собственные фотоматериалы из контролируемой зоны аэропорта (материалы из КЗА делаются при полёте пассажиром из доступных зон) и нарушающие правила конфиденциальности.

Установки воздушного запуска

Общие сведения.

Для мощных двигателей летательных аппа­ратов, таких, как Ил-б2, Ту-154 и других, применяют наземный воздушный запуск. В воздушных системах пуска двигателей используется воздушный стартер, который представляет собой высокооборотную воздушную турбину. Этот стартер соединяется с помощью редуктора с валом двигателя и обеспечивает его рас­крутку. Вместе с тем воздушный стартер обладает значительным весовым преимуществом по сравнению с электрическим стартером одинаковой мощности.

В качестве наземных источников сжатого воздуха применяются установки воздушного запуска УВ3-2 и УВ3-4,8. Они предназна­чены для раскрутки газотурбинных двигателей самолетов с исполь­зованием энергии сжатого воздуха при их запуске и питания бортовой электрической сети постоянным и переменным током в момент пуска.

Конструкция установки воздушного запуска УВ3-4,8.

Специальное оборудование установки воздушного за­пуска УВ3-4,8 смонтировано на базе автомобиля УА3-452 с цельно­металлическим кузовом типа «фургон», в котором размещены: силовая установка, система всасывания и выхлопа, воздушная система, электрооборудование и средства связи.

Силовая установка предназначена для подачи горя­чего сжатого воздуха в авиадвигатели при запуске и питания электроэнергией бортовых топливных насосов летательного аппа­рата. В состав силовой установки входят газотурбинный двигатель ТА-6А и его подвеска. Газотурбинный двигатель ТА-6А — одно­вальный, с отбором воздуха за компрессором, с редуктором и навесными стартер-генератором ГС-12ТО и генератором ГТ40ПЧб.

Система всасывания и выхлопа предназна­чена для питания газотурбинного двигателя Т А -6А воздухом, отвода горячих выхлопных газов в атмосферу и вентиляции отсека кузова с оборудованием. Система состоит из воздухозабор­ника, выхлопной трубы, выхлопного патрубка, механизма пере­мещения крышки выхлопной трубы.

Воздухозаборники размещены в оконных — проемах кузова отсека с оборудованием. Выхлопная труба выполнена в виде эжектора и выведена через отверстие в крыше отсека с оборудованием. Крышка выхлопной трубы перемещается с помощью электро­механизма УР-I0 через механизм привода и систему качения. Управление механизмом перемещения крышки выхлопной трубы и створками воздухозаборников осуществляется с пульта управле­ния кабины оператора.

Топливная система предназначена для питания топливом газотурбинного двигателя Т А-БА. В состав системы входят основной топливный бак , вспомогательный бак , датчик уровня топлива БМI14-А, топливный подкачиваю­щий насос ПЦР1-Ш, электромагнитный клапан МКТ-180, топливный фильтр 11ТФ30СТ, сигнализатор давления СДУ-4А-О,7, трубопровод. Элементы топливной си­стемы размещены в перед­ней части отсека с обо­рудованием.

Основной топливный бак на 258 л сварной конструкции изготовлен из листового алюминие­вого сплава. Для кон­троля за уровнем топлива в баке при заправке имеется мерное стекло. Датчик уровня топлива БМ114-А представляет со­бой проволочный реостат со скользящими по нему контактными щетками. Реостат размещен в закры­том корпусе. Контактные щетки приводятся в дви­жение рычагом, на конце которого расположен поплавок. Вспомогательный бак  сварной конструкции выполнен из листового алю­миниевого сплава. Емкость бака 30 л.Топливный подкачива­ющий насос ПЦР1-Ш представляет собой односту­пенчатый электропривод­

ной центробежный насос и предназначен для создания давления топлива на входе в основной насос газотурбинного двигателя ТА-6А. По своим техническим данным насос обеспечивает дав­ление жидкости на выходе 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) и произ­водительность 5,83х10-4 м3/с (2100 л/ч). Управление насосом ведется с пульта управления.

Электромагнитный клапан МКТ-180 предназначен для пере­крытия топливной магистрали к двигателю ТА-6А по окончании работы, а также при включении противопожарной системы. Конструктивно представляет собой клапан поршневого типа. Электромагнитный клапан рассчитан на рабочее давление до 0,25 МПа (2,5 кгс/см2). Управление клапаном электродистанцион­ное с пульта управления. Топливный фильтр 11 ТФ30СТ предназначен для фильтрации топлива в топливной системе. Конструктивно представляет собой фильтр отстойного типа с перепускным клапаном. Фильтр обес­печивает максимальную пропускную способность 1,7х10-4 м3/с(10 л/мин) и тонкость фильтрации 12-1б мкм.

Сигнализатор давления СДУ-4А-0,7 предназначен для вклю­чения сцепного табло, показывающего наличие давления топлива перед основным топливным насосом двигателя Т А -6А. Под дей­cтвиeм давления топлива заключенная в корпус мембранная коробка прогибается и замыкает контакты, которые включают световое табло на пульте управления.

Трубопроводы топливной системы выполнены из алюминиевого сплава со стальной арматурой.

Воздушная система предназначена для подвода горячего сжатого воздуха от газотурбинного двигателя Т А -6А к двигателям _летательного аппарата при запуске. В состав си­стемы входят: внутренняя воздушная магистраль, состоящая из гладких металлических трубопроводов;внешняя воздушная, состоящая из резинового рукава; наконечник воздушного запуска; система сброса давления воздуха. Горячий воздух от двигателя ТА-6А по трубопроводам и рукаву с наконечником воздушного запуска подается под давлением к штуцеру запуска авиадви­гателя.

Система сброса давления воздуха предназначена для сброса давления воздуха на воздушной магистрали после подачи его на борт воздушного судна. Система смонтирована в кабине оператора.

Пожарная система предназначена для гашения очагов пламени в отсеке с оборудованием. В состав пожарной системы входят: огнетушитель УБШ-2-1, два продольных и один поперечный коллектор, соединительные трубопроводы, углекис­лотный огнетушитель ОУ-2. Для направленного распыления огнегасящего заряда исполь­зуются продольные и поперечные коллекторы. Управление по­жарной системой осуществляется с пульта оператора. После на­жатия оператором кнопки «Пожар» подается сигнал на прекра­щение работы двигателя ТА-6А, закрытие электромагнитного клапана топливной системы, прекращение работы подкачива­ющего топливного насоса ПЦР1-Ш. Одновременно сигнал подается к запалу головки-затвора одного из огнетушителей. При распы­лении огнегасящего заряда происходит быстрое заполнение отсека его парами, что вызывает прекращение горения.

Электрообрудование предназначено для: запуска двигателя ТА-6А установки, питания бортовой электрической сети воздушного судна постоянным и переменным током, осве­щения, сигнализации, связи, двигателем установки.

Коммутационная аппаратура (реле, контакторы), аппаратура защиты и регулирования (предохранители, резисторы, диоды, магнитные усилители) смонтированы в нескольких блоках: блок­ реле БР-6А, регулирования напряжения БРН -208М7 А, защиты управления Б3У-376, зарядки аккумуляторов Б3А-6. Панель стартер-генератора ПСГ-б, автоматическая панель запуска АПД-30А и другие размещены в кузове установки.

Как запускается двигатель самолета?

Boldmethod

Вы завершили предполетную подготовку и пришло время «нажать на шины и зажечь огни ». Но как ваш двигатель заставляет ваш винт вращаться?

Компоненты

Чтобы понять процесс тонкой настройки системы зажигания вашего самолета, вам необходимо знать основные детали.

• Аккумулятор
• Маховик
• Магнето
• Свечи зажигания

Аккумулятор обеспечивает питание стартера, маховик крепится к гребному винту, а набор магнето крепится к дополнительному корпусу двигателя, а внутри каждого цилиндра установлены две свечи зажигания.

Обзор

Чтобы запустить двигатель, выполните следующие действия:

• Заправьте двигатель, заправив топливо во впускной коллектор
• Пуск коленчатого вала (который раскручивает гребной винт) через стартер
• Магнето начинают вращаться, подавая ток на свечи зажигания
• При вращении коленчатого вала поршни перемещаются вверх и вниз. Затем внезапно… *бах*… свечи зажигания воспламеняют топливо в цилиндрах, запуская процесс сгорания

Николас Шелтон

Когда двигатель запущен, вы щелкаете ключами в ОБОИХ фиксаторах, и вы готовы двигаться.

Некоторые основы двигателя

Теперь, когда у вас есть общее представление о компонентах и ​​о том, как они вписываются в последовательность запуска, давайте углубимся.

Как ваш двигатель вырабатывает мощность? В большинстве поршневых самолетов используются четырехтактные двигатели, а это означает, что движение вашего двигателя можно разбить на четыре фазы: впуск, сжатие, мощность и выпуск.

Как работают магнето

Магнето работают по принципу электромагнитной индукции . Электромагнитная индукция — это принцип, согласно которому, если вы вращаете постоянный магнит внутри катушки с проволокой, вы генерируете ток. Этот ток проходит к свечам зажигания, где они используются для воспламенения топливно-воздушной смеси в ваших цилиндрах.

Вы можете управлять работой магнето с помощью замка зажигания. Большинство самолетов имеют как ЛЕВОЕ, так и ПРАВОЕ магнето, почему?

Короткий ответ — избыточность. Если один из ваших магазинов перестанет стрелять, другой продолжит работу вашего двигателя. Наличие двух отдельных магнето также помогает добиться более равномерного сгорания, повышая выходную мощность. Вот почему, когда вы делаете разбег и проверяете магазины, вы заметите небольшое падение оборотов между ОБЕИМ и ЛЕВЫМ/ПРАВЫМ фиксаторами.

Так что же на самом деле происходит, когда вы переводите ключ зажигания в положение ВЛЕВО и ВПРАВО? По сути, вы отключаете один из двух ваших магазинов, заземляя его.

Еще одной важной конструктивной особенностью системы зажигания от магнето является то, что она не зависит от электрической системы вашего самолета. Пока двигатель вращается и они не заземлены, они будут обеспечивать ток. Вот почему, если ваша электрическая система выходит из строя, ваш двигатель не просто останавливается.

Стартер

Стартер разряжается от аккумуляторной батареи. Его цель состоит в том, чтобы вращать маховик, прикрепленный к пропеллеру, чтобы ваши поршни двигались. Это достигается за счет небольшой шестерни, которая выходит из стартера и контактирует с маховиком.

Имейте в виду, что если вы попытаетесь запустить двигатель более одного раза, вам может потребоваться подождать между попытками запуска, иначе ваш стартер может перегреться. Проверьте в POH рекомендуемое время ожидания между попытками запуска. Некоторые стартеры рекомендуют выжидать до минуты между попытками запуска, чтобы ваш стартер мог остыть.

Общие проблемы

Посмотрим правде в глаза, запуск двигателя может быть проблемой. Иногда это так же просто, как неправильное заполнение или настройка смеси, но в других случаях может быть более глубокая основная проблема.

Одна из самых распространенных проблем возникает в самые жаркие месяцы года. Паровая пробка возникает, когда топливо в топливопроводах испаряется, превращаясь из жидкости в газ. Другими словами, ваше топливо закипело.

Когда ваши топливопроводы заполнены испарившимся 100LL, ваш топливный насос не может подать жидкое топливо к форсункам, что делает запуск вашего самолета неприятным, трудным или невозможным. Хотите узнать больше о пароизоляции? Кликните сюда.

Еще одна распространенная и потенциально опасная ошибка, которую вы можете совершить при запуске двигателя, — это перелив и перелив. Это часто происходит после первоначальной попытки запуска двигателя, когда вы пытаетесь решить проблему, добавляя больше праймера. Это приводит к скоплению топлива в цилиндрах. Когда вы в следующий раз пойдете заводить двигатель, скопившееся топливо будет брызгать до… бах! он воспламеняется, потенциально вызывая пожар и повреждая ваш двигатель.

Как узнать, сколько простых чисел слишком много? Не существует «одного ответа» для каждого самолета. Поговорите с опытным инструктором, который летает на том же самолете, что и вы, или со специалистом по техническому обслуживанию, который специализируется на вашем типе самолета.

Graeme Maclean

Для получения дополнительной информации о том, почему запуск двигателя вашего самолета может быть затруднен, ознакомьтесь с нашей статьей о распространенных ошибках при запуске двигателя.

Ваш двигатель запускается, когда нужные компоненты вращаются при добавлении топлива и искре. Знание этих основ не только поможет вам при следующем обзоре полета или контрольной поездке, но и может быть важно для увеличения срока службы и улучшения состояния вашего двигателя.

Ищете, как запускается реактивный двигатель? У нас также есть видео для этого.

Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.

Зарегистрироваться >

•  

  НАЗВАНИЕ

  • • Тег
  • Автор
  • Дата

Как пилоты запускают реактивные двигатели на самолетах?

Автор
Джастин Хейворд

Опубликовано 4 ноября 2020 г.

Вы когда-нибудь задумывались, как пилоты запускают самолет? В частности, как эффективно и безопасно задействовать реактивные двигатели? В этой статье рассматривается процедура этого на современных реактивных самолетах.

Включение самолета

Запустить реактивный самолет, конечно, сложнее, чем завести автомобиль. Вы не просто поворачиваете ключ и запускаете двигатель. На самом деле ключ вообще не задействован, но есть сходство в том, что первым шагом к запуску двигателя является получение мощности через меньший «стартер».

Во-первых, бортовые системы питаются от наземного питания или внутреннего аккумулятора. Это запустит большинство основных приборов, систем, огней и связи самолета, но не используется непосредственно для запуска двигателей.

Будьте в курсе: Подпишитесь на наш ежедневный дайджест авиационных новостей.

Наземный силовой агрегат (и тягач) для самолета KLM. Фото: Barcex через Wikimedia

Приведение в действие лопастей

При запуске реактивного двигателя перед подачей топлива через двигатель должен проходить достаточный поток воздуха. В противном случае слишком раннее начало сгорания может привести к повреждению двигателя из-за перегрева. Поэтому перед подачей топлива необходимо использовать другой метод, чтобы запустить вращение лопастей и создать воздушный поток.

На большинстве крупных коммерческих самолетов энергия используется для запуска вспомогательной силовой установки (ВСУ). Это отдельная силовая установка, размещенная в хвостовой части самолета. ВСУ представляет собой небольшой газотурбинный двигатель, который генерирует отбираемый компрессором воздух высокого давления. Этот воздух используется для вращения лопаток турбины главного двигателя.

Выхлоп APU A380 на хвосте самолета. Фото: Дэвид Моннио через Викимедиа

Запуск двигателей

Двигатели будут запускаться по одному. Как только лопасти первого двигателя, который нужно запустить, будут достаточно вращаться, он будет запущен. Топливо направляется в двигатель и воспламеняется. Каждый двигатель обычно имеет два воспламенителя, которые генерируют высоковольтную искру зажигания (во многом похожую на свечу зажигания в поршневом двигателе), которая воспламеняет топливно-воздушную смесь.

Современные самолеты в значительной степени зависят от превосходной вычислительной мощности. Фото: Getty Images

Затем давление нарастает для дальнейшего вращения двигателя, и, как только он достигает скорости холостого хода, питание от ВСУ прекращается.

Затем по очереди запускается второй двигатель (а также третий и четвертый двигатели для некоторых самолетов). Их можно запустить таким же образом с помощью ВСУ или с помощью воздуха высокого давления от уже запущенного двигателя. Это известно как «перекрестная прокачка», а также метод, используемый для повторного запуска отказавшего двигателя.

Четыре двигателя на А380 запускаются последовательно, используя ВСУ или воздух от других двигателей. Фото: Гетти Изображений

Варианты и старые самолеты

В качестве альтернативы ВСУ в некоторых реактивных самолетах используется стартер реактивного топлива (JFS) или даже прямое питание от батареи для первоначального вращения лопастей. JFS, как и APU, представляет собой отдельную турбину, которая генерирует воздух, отбираемый от компрессора, для запуска основного двигателя, напрямую связанного с двигателем.