一、飞机发动机的转速是多少
一般航空活塞发动机是最大10000转/分,民用涡轮风扇发动机是30000。涡轮喷气式发动机是靠喷气的反推力工作的,只有压气机要转动来压缩空气。涡轮螺旋桨发动机是靠涡轮带动螺旋桨工作,涡轮的转速约10000转/分左右,螺旋桨的转速约1000转/分。涡轮风扇发动机的转速在8000多转/分左右。
涡喷发动机是现在战斗机最为常用的主流发动机,发动机通过产生的高温气体向后喷射,进而反推发动机,推动飞机飞行,这种发动机的一大优点就是可以带来极高的飞行速度,而这正是战斗机所需要的。
民机涡扇发动机有两个转子,所以有两个转速。低压转子转速叫N1转速,高压转子转速叫N2转速。这两个转速飞行员都需要监控。
不同型号的发动机转速是不一样的。一般N2转速在10000转/分以上,N1转速好几千。例如常见的波音737-800型飞机,所用的CFM56-7B发动机的转速为:N1转速5,380rpm(转/分)。N2转速15,183rpm。
而世界上最大的民航飞机发动机,波音777的GE90发动机转速为:N1转速2304rpm。N2转速10396rpm。
二、飞机发动机怎么启动
多数情况下,飞机发动机是通过APU引气启动。同时,也可通过地面气源或发动机交输引气启动,以及电动起动机启动。
APU又叫辅助动力装置(Auxiliary Power Unit,简称APU),是装在飞机上的一套不依赖机外任何能源、自成独立体系的小型动力装置,其作用是在地面为飞机提供电源和气源,用于起动主发动机以及向飞机提供压缩空气,在空中提供备用电源和气源。
一般而言,APU主要在地面使用,在飞机起飞以后即停止工作。但当飞机在飞行过程中遇到发动机故障时,APU可重新启动,向飞机提供气源或电源,为发动机重启提供动力。在大、中型飞机和大型直升机上,为了减少对地面(机场)供电设备的依赖,都装有独立的辅助动力装置APU。
飞机在地面上起飞前,由APU供电或供气来启动主发动机,从而不需依靠地面电源或气源车来启动发动机。降落后,仍由APU供应电力照明和空调,使主发动机提早关闭,从而节省了燃油。我们常常可以看到客机尾部都有一个圆形的口,这实际上就是APU的排气口。
相较于汽车发动机,航空发动机实际上要比汽车发动机复杂得多,航空发动机不管是涡扇发动机还是涡轮螺旋桨发动机,都需要非常高的转速才能将飞机推上天空。
航空发动机造价昂贵,系统复杂,而且体积巨大,像一般的涡扇发动机重量都会在1.5吨以上,所以我们往往看到的发动机尾喷口都非常巨大。
航空飞机发动机的启动方式,由航空燃气涡轮发动机的结构和循环过程,决定了它不能在静止的发动机中直接喷油点火,因为压气机没有旋转,前面空气没有压力,就不能使燃气向后流动,也就无法使涡轮转动起来。
所以,需要借助外力转动涡轴和涡扇叶片(就好像手扶拖拉机,先用外力推动发动机转起来),只有速度达到一定水平后,发动机才能启动,而这个时间需要长达数分钟的时间。
在以前的小功率发动机上,带动发动机到达一定转速所需的功率小,就采用了起动电机来带动发动机旋转。但是随着大推力发动机的出现,用电动机已无法提供如此大的能量来带动发动机,达到点火燃烧时的转速了,因此需要更大的能源来带动发动机。这时,采用APU,产生压缩空气,用气源代替电源来起动发动机成为了现在所有高涵道比发动机的起动方式。
在发动机需要启动时,APU会先工作压缩气体和发电,高压气体进入飞机的主发动机涡扇叶片,带动发动机转动,到达一定的转速后,发动机喷油口开始喷油并点火燃烧,不断增速,当转速达到上万转时,发动机就能独立工作。此时则APU退出,圆满完成启动工作。
APU实际就是一台小型的燃气涡轮发动机,其主要由离心式压气机、燃烧室和涡轮构成,其本身的启动是靠电动机来启动的,启动顺序也与其启动主发动机一样,电机推动叶轮转动,待转速达到后点火。这与我们的汽车发动机差不多,即也是由启动马达起动的。
所以,飞机发动机的启动是一环套一环,最小的马达启动APU,APU运转后产生压缩空气驱动主发动机叶轮,再启动主发动机。