發信人： lmuo (藍天) 看板：Aero 日期： Sat Nov 8 18:29:45 1997 標題： 有關APU 正確的說, APU是"渦輪軸"發動機(turbo-shaft), 不是"噴射渦輪"發動機(turbojet), 所以不能產生推力來讓飛機前進, 但能帶動其他裝備. 以下是BAe146所用APU(GTCP36 -150M)之資料, 應可讓大家更了解APU. APU也是個小型渦輪發動機，裝於146的機尾，主要用途在供應電力和空調空氣。APU所驅動 的發電機會產生115/200V 400Hz三相AC並輸送至AC主匯電條，可在地面時用來起動發動機。 至於空調包所需的空氣則來自APU的壓縮器。電力與空氣可各自供給也可同時供給，但都須 在95%RPM以上才能供給。APU具有自動關車功能，可防止因著火等事故所造成的嚴重損害； 另外在空調艙及加油區都有緊急STOP(關車)的開關。APU有個計時器，由此可得知其使用時 間。 當APU AIR的電門扳到ON時，LCV(Load Control Valve)會打開使空氣自APU流出。氣流量受 限於TGT(或稱廢氣溫度EGT)，由溫度感測電路所控制。 APU控制系統包含所謂「軸優先權」負載限度。若供電負載和供氣負載總和過大造成TGT超出 上限，供氣將自動減少以調節TGT降回最大限度。 「自動關車」保護功能 會造成燃油關斷瓣自動關閉而使APU自動關車的情況有下列幾項： ぇ在空中或地面均可── ヾ超速，>110%±1%RPM；ゝTGT超溫，於100%RPM時最高為746℃(1375℉)；ゞAPU滑油壓過低 ，在95%RPM以上時最低為26psi，會有10秒的延遲避免誤警；々無RPM訊號；ぁ無TGT訊號； あECU(電子控制單元)電流過大>4安培；ぃAPU滑油溫過高>141∼147℃(286∼297℉)。 APU在地面運轉時，我們可按下APU OVSPD電門來測試超速關車的保護功能。 え僅適用於地面── ヾAPU著火，但需要人工操作滅火瓶；ゝ發電機滑油壓過低，在95%RPM以上才有作用；ゞ發 電機滑油溫過高，也同樣在95%RPM以上才有作用。ゝゞ兩項都有20秒的延遲避免誤警。 自動關車的指示，可由APU OIL LO PRESS燈號及轉速和TGT表得知。若將APU START/STOP電 門扳到STOP位置會使所有保護作用重新設定。 「緊急關車」保護功能 在地面可利用2個APU STOP電門將APU以人工方式緊急關車。位置就在加油區及空調艙內。 APU供油 起動時APU以吸力方式把飛機油箱的油抽來使用，(開始供電)之後就可用左內AC燃油泵以加 壓方式繼續供油。 電力供應 控制與指示系的電源是緊急DC。例如APU FUEL VALVE、APU VLV NOT SHUT和APU NRV LEAK燈 號以及火警系都是直接由緊急DC供電。其他的警告裝置則經由APU START/STOP電門控制供電 。 起動 起動APU要靠直流電，可利用飛機DC1主匯電條或電瓶。當DC BUS 1無法使用時便自動以電瓶 起動。把APU START/STOP電門扳到START即開始起動，起動通常歷時1分鐘，當APU PWR AVAILABLE燈號亮起時就表示起動完成。 轉速達到95%RPM便停止點火並開始計時，然後加速直到轉速達到無負載支配轉速(no-load governed speed)。若把電門扳到STOP將會中斷起動。 28V DC起動馬達所需電力來自：TRU 1(若有AC可用)或電瓶(542機尚可利用DC外電源)。 起動程序完全自動化。ヾ把APU START/STOP電門扳到START，於是低壓燃油瓣打開、電力通 至ECU；ゝ低壓燃油瓣全開後，起動馬達繼電器開動起動馬達；ゞ轉速達到10%後，ECU打開 燃油關斷瓣(SOV)、點火塞及surge瓣電螺管，開始控制點火及加速時的燃油流率；々到達 60%RPM時，ECU關掉起動馬達；ぁ到達95%RPM之後4秒，ECU把點火系及surge瓣關掉(若APU AIR置於ON)，再開動計時器並點亮APU PWR AVAILABLE燈號，且使發電機LCV和APU GEN OFF LINE、APU GEN FAULT警告發生作用。 若起動期間把APU START/STOP電門扳到STOP便關掉低壓燃油瓣及燃油關斷瓣(SOV)，起動馬 達和點火系也會停止作用。 使用時機 通常利用APU在滑行、起飛和著陸時供氣，而在執行地面勤務及起動發動機時供電。另外在 空中時若有1具發電機失效時也可利用APU供電。 APU發動機本體 由7個部份組成──齒輪箱(在前)、壓縮段和渦輪(在後)、燃油及控制、點火及起動、空氣 、控制、滑油系。 ヾ齒輪箱：由鑄鋁製成，內含減速齒輪以12000RPM逆時針方向轉動，可提供動力給配接齒輪 箱(adapter gear box)及發電機，或給風扇、起動馬達和FCU。低滑油壓電門、高滑油溫電 門、運動(motional)擷取transducer(轉速感測器)都裝在齒輪箱上。滑油泵組合件裝在齒輪 箱前下方，包含滑油泵還有FCU的安裝座、滑油加油口的安裝盒。 ゝ壓縮段和渦輪：壓縮段包含進氣道、壓縮器、單級離心式轉子和擴散器。壓縮段提供壓縮 空氣給空調系或用來燃燒。進氣道包含行星齒輪系，與齒輪箱的驅動齒輪組相接。渦輪包含 渦輪plenum、渦輪scroll、除旋器(deswirl)、渦輪噴嘴、渦輪轉子、曲路氣封，以及燃燒 室。點火塞、主和副燃油嘴及immersion熱電耦裝在渦輪外殼。來自壓縮段的壓縮空氣經過 除旋器轉折片(deswirl deflector)並進入渦輪plenum，再到燃燒室燃燒產生動力。熱空氣 接著經過渦輪scroll和渦輪噴嘴到達渦輪轉子，因而帶動壓縮段的行星齒輪系再轉動齒輪箱 的驅動齒輪組。 ゞ燃油系：全自動操作，不需外來控制。包含FCU、燃油分流器、噴油嘴、燃油關斷瓣(SOV) 。FCU包含入口油濾、高壓油泵、濾網、扭力馬達、流量感測瓣、洩壓瓣、差壓調節器、油 濾旁通瓣。燃油進入FCU後，先經過入口油濾而到高壓油泵。燃油自油泵到流量感測瓣、差 壓調節器或洩壓瓣。差壓調節器使燃油在通過流量感測瓣時都維持在固定的壓力降，以使流 量僅與瓣面積成正比(而與壓力無關)。瓣的面積由扭力馬達調整，其訊號來自APU控制器。 燃油通過流量感測瓣後經燃油關斷瓣(SOV)而到噴油嘴。燃油關斷瓣附接於齒輪箱外殼的右 側。平常是關著的，得靠電螺管打開。當電螺管無作用時SOV關閉，當控制器的10%電門關掉 時才打開SOV。噴油嘴裝在渦輪外殼。燃油經油嘴噴入燃燒室，再與壓縮空氣混合，點火塞 點火使其燃燒，然後熱氣轉動渦輪。 あ點火及起動：一般由AC匯電條經TRU1轉成DC供電給直流起動馬達，也可直接使用電瓶而不 經過TRU1。最多可有6次機會嘗試起動，每次嘗試起動須間隔10分鐘，若6次嘗試起動仍不成 功，應休息1小時讓APU起動馬達散熱冷卻。若APU在15秒內仍未順利點火，應把APU電門擺在 STOP來放棄起動。2次起動不成功後，再繼續2次之前應休息20分鐘來散熱。在1小時內只許 有4次機會嘗試起動。 ぃ滑油系：包含滑油泵、滑油壓調節瓣、滑油濾、磁性漏放堵頭、滑油分佈歧管。滑油分佈 歧管裝於壓縮段，將滑油送往行星齒輪系。其他地方所需的滑油則由內管路供應。回油以重 力方式回到滑油泵。滑油泵外殼有散熱片協助冷卻。 ECU包含2個印刷電路組合件，一為供電(power supply)一為interconnect，兩者裝在 chassis組合件的裡面和上面並有蓋子蓋著。ECU的輸入輸出訊號來自2個接頭P1和P2。其作 用是維持APU發動機的轉速並使其自起動至全負載運作期間都在安全溫度範圍內。 運作過程 起動馬達將動力傳給齒輪箱內的齒輪，再驅動壓縮段和渦輪的轉動元件、滑油泵及FCU。當 壓縮段和渦輪轉動後，周圍的空氣經過進氣道流入單級離心壓縮器。壓縮空氣再通過擴散器 進入渦輪plenum。 轉速達到10%左右時，APU控制器打開燃油關斷瓣並點火。燃油通過關斷瓣經油嘴噴入燃燒室 。點火塞點燃燃燒室內的油氣使得燃燒作用開始進行。燃燒後的廢氣流進渦輪scroll並通過 渦輪噴嘴而到渦輪轉子。渦輪轉盤吸收熱氣的溫度和壓力並轉換成機械能，再藉由公共軸來 驅動壓縮段。渦輪軸產生旋轉力驅動齒輪箱齒輪組及各項附件。 轉速大約60%時，壓縮器的surge瓣打開─使一小部份空氣流出以避免發動機surge。一旦轉 速達到60%，控制器便打開起動繼電器使起動馬達停止。繼續加速到95%後延遲4秒，控制器 關閉點火系並由電動計時器開始計時，然後繼續加速直到轉速達到無負載支配轉速(no-load governed speed)。此時發動機轉速由FCU調整供油量來控制轉速。 在分氣時TGT受限於控制器內的溫度感應電路。APU發動機可在95%RPM以上供氣。把APU AIR 電門扳到ON位置就開動LCV扭力馬達，使得LCV打開。LCV將不斷開著直到TGT接近控制點704 ℃(1300℉)才會改變通往LCV的電流，因而調節分氣量。 在運轉時，控制器不斷監視發動機轉速、溫度、滑油壓力及電流的狀況。控制器內的電路將 在下列情況發生時自動關車── ヾ超速 ゝ轉速感測器失效(無RPM訊號) ゞ超溫 々熱電耦失效(無TGT訊號) ぁ滑油壓過低 あ滑油溫過高 ぃ電流過大 燃油控制 APU的燃油控制是電子方式。位於空調艙的ECU根據發動機轉速和TGT調節燃油流率，使APU在 起動時保持在控制狀況下，並於起動後維持在控制轉速(governed speed)。燃油關斷瓣 (SOV)是個電螺管瓣，由ECU控制使其打開(沒電就關閉)。當APU START/STOP電門扳到START 時，繼電器自動控制電馬達致動器使機體的低壓燃油瓣打開。由電瓶起動時，飛機油箱的低 壓供油是以吸力(SUCTION)方式完成。若以AC電力起動，當左內燃油泵打開時，便可使用加 壓供油。 分氣控制 APU的分氣量由ECU所控制的電動LCV來調節。若沒電則LCV關閉。空氣通過單向瓣(NRV)流到 左右兩個分氣系。當APU在控制轉速(governed speed)下運作時，LCV因APU AIR電門置於ON 而打開。供氣之前，發動機必須在無負載支配轉速(no-load governed speed)運轉至少1分 鐘。APU控制系統包含所謂「軸優先權」負載限度。若供電負載和供氣負載總和過大造成TGT 超出上限，供氣量將因ECU關閉LCV而自動減少以調節TGT降回最大限度。 surge控制 若APU AIR電門置於OFF，在大約60%RPM時，surge瓣便因分氣的壓力而自動打開，然後持續 開著，在點火時甚或APU AIR電門置於ON亦然。APU AIR電門置於ON時，停止點火後，surge 瓣便關閉使所有的分氣完全用於飛機系統。高度開關的訊號自動在15000呎以上打開surge瓣 ，以避免APU AIR電門仍在ON時發生APU的surge。 指示 TGT探針測得溫度訊號後，先送給ECU再傳到駕駛艙的APU尾溫表。 警告 當APU START/STOP電門在STOP、APU AIR電門在OFF時，若LCV未完全關閉，會出現APU VALVE NOT SHUT黃燈。 當外電源供電時，即使APU發電機接上線(on line)，仍然是外電源優先，所以GEN OFF LINE 的警告燈號會亮，表示APU發電機斷線，若外電源斷電或不供電，則APU的發電機就自動接上 電源 ECU由電瓶匯電條供電，低壓燃油瓣和起動控制電路由緊急/電瓶匯電條供電。 APU FUEL VALVE、APU VLVNOT SHUT及APU NRV LEAK燈號及火警系由DC緊急匯電條供電。其 他警告則經APU START/STOP電門由主ECU供電。 點火塞裝在6點鐘位置，TGT探針裝在7點鐘位置。燃燒室為環狀，等間距裝有6個噴油嘴(3主 3副)。 起動程序： 電瓶ON(確定電壓高於23V) APU發電機ON？ APU火警測試 ENG&APU滅火測試 APU電門START APU低壓燃油瓣打開，ECU作用，起動馬達轉動 RPM 10% surge瓣電螺管作用、燃油關斷瓣(SOV)打開、點火 RPM 60% 起動馬達關掉、surge瓣打開(因氣壓關係) RPM 95%+4秒 停止點火、計時器開始計時、APU POWER AVAIL燈亮、發電機可 選在ON、若APU AIR電門選ON則打開LCV(若LCV開則surge瓣關) RPM 95%+10秒 APU滑油系是否低壓？ RPM 102.5% 約35秒達到控制轉速(governed speed) 在起動過程中，超速監測作用一直存在；超溫限制在RPM 60%前為985℃，接近95%前為746℃ ；加速階段從RPM 25%到95%+4秒約16秒 -- * Origin: 國立中山大學 Formosa BBS * From: 168.95.52.180 [已通過認證] .