وحدة الطاقة المساعدة: المواصفات ، والغرض ، ومؤشرات الجهاز والموارد

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

غالبًا ما تستخدم وحدة الطاقة المساعدة (APU) لبدء تشغيل المحرك الرئيسي. غالبًا ما تستخدم هذه المعدات في تكنولوجيا الطيران. ومع ذلك ، يمكن استخدامه أيضًا في المركبات المدرعة والسفن والقاطرات والسيارات.

الخصائص الرئيسية لوحدة APU

لمثل هذه المحطة الكهربائية مع استخراج الهواء بعد الضاغط ، فإن معدل التدفق وضغط هذا الهواء وكذلك درجة حرارته هي العوامل الرئيسية. ومع ذلك ، تجدر الإشارة هنا إلى أن خاصية مثل ضغط الهواء ليست مؤشرًا للطاقة. بمعنى آخر ، لا يمكن استخدامه كتقييم لمؤشرات الموارد لوحدة الطاقة المساعدة لوحدة APU. لن يكون من الممكن أيضًا تقييم سير العمل بمساعدته. لهذا السبب ، من الضروري اللجوء إلى استخدام مثل هذه المعلمة الشرطية كقوة جوية مكافئة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر المعلمة التي تسمى استهلاك الوقود المحدد مهمة أيضًا. بالنسبة لمحطة توليد الطاقة مع استخراج الهواء بعد الضاغط ، فهذا يعنياستهلاك الوقود لكل ساعة لكل 1 كيلوواط من القوة الجوية المكافئة. بالإضافة إلى هذه الخصائص الرئيسية ، هناك أيضًا سمات ثانوية:

• هامش استقرار الضاغط ؛
• نسبة الهواء الزائد في غرفة الاحتراق
• درجة حرارة وضغط مائع العمل
• معامل الأداء (COP) للضاغط ، التوربينات ، إلخ.

وصف قصير لـ APU للسيارة والقاطرة

إذا تحدثنا عن القاطرات ، نادرًا ما يتم استخدام قاطرات التوربينات الغازية. في مثل هذه المركبات ، يتم تركيب وحدة طاقة إضافية لبدء تشغيل المحرك الرئيسي. بالإضافة إلى ذلك ، يتم بمساعدتها إنتاج مناورات وحركة قاطرة واحدة.

إذا كانت السيارة مزودة بمعدات خاصة تتطلب طاقة كهربائية ومحرك خامل ، فقد تم استخدام وحدات كهربائية معروفة إلى حد ما كوحدات APU. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه في عدد من الآلات الخاصة كان من الممكن أيضًا بدء تشغيل المحرك الرئيسي.

جهاز APU للطائرات

بالنسبة لوحدة الطاقة المساعدة للطائرة ، فهي مصدر للهواء المضغوط الساخن ، بالإضافة إلى الطاقة الكهربائية التي يمكن استخدامها لتشغيل أنظمة الطائرات.

عندما تكون الطائرة على الأرض ، يمكن استخدام APU بالكامل من أجل ضمان الاستقلالية الكاملة للنقل. هذا مستخدمالاستقلال في عملية التحضير قبل الرحلة. لا يمكن تشغيل مثل هذا النظام إلا في تلك المطارات الواقعة على ارتفاع لا يزيد عن 3 كم. ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه يمكن استخدام وحدة طاقة إضافية بحجم 300 م أو طراز آخر لأخذ كل من الهواء المضغوط والكهرباء في نفس الوقت. يدخل الهواء المضغوط إلى نظام تكييف الهواء في الطائرة ، ويتم استخدام الكهرباء لبدء تشغيل المحرك الرئيسي. تعتبر APU مناسبة تمامًا لبدء تشغيل المحرك التوربيني الغازي ، ونظام التثبيت الخاص به ، وامتصاص الهواء ، ونظام العادم ، فضلاً عن النظام الذي يوفر بدء تشغيل المحرك والتحكم فيه.

تصميم حجرة APU

النظام مجهز بنظام صرف صحي. في أدنى نقطة يوجد جهاز يسمى مجمع الصرف. يوجد أيضًا أنبوب فرعي مصمم لإخراج السائل عن طريق الجاذبية. يقع المحرك التوربيني الغازي للطائرة أيضًا في حجرة APU ، والتي تقع في الجزء الخلفي غير المحكم من جسم الطائرة. يوجد على وحدة تحكم مهندس الطيران لوحة "إطلاق وحدة APU". تحتوي هذه اللوحة على جميع عناصر التحكم وعناصر التحكم الخاصة بوحدة الطاقة الإضافية.

APU TA-6A

هذا النوع من التثبيت الإضافي ، مثل TA-6A ، غالبًا ما يتم تثبيته على متن طائرات مثل TU-154 ، و IL-62M ، و IL-76 ، و TU-144 ، و IL-86M ، و TU-22M. كما يمكن تركيبه على بعض وحدات النقل البري.الغرض الرئيسي هو توفير الهواء المضغوط لبدء تشغيل المحركات الرئيسية للطائرة على الأرض لتزويد الهواء المضغوط لنظام التكييف.

من المهم أن نلاحظ هنا أنه يمكن استخدام APU هذا لتشغيل الشبكة الكهربائية الموجودة على متن الطائرة مع كل من التيار المتردد والتيار المستمر على الأرض ، والأهم من ذلك ، يمكن استخدامها للغرض نفسه في الرحلة إذا كان الرئيسي فشل النظام. يتم تقديم الوحدة نفسها في شكل محرك توربيني غازي أحادي المحور مع شفط هواء خلف الضاغط. يشير هذا إلى أن الخصائص الرئيسية لوحدة الطاقة المساعدة TA-6A هي معدل التدفق والضغط ودرجة حرارة هواء النزف. يتكون هذا الجهاز من عدة عناصر رئيسية. يتضمن التجميع الرئيسي الأول علبة تروس مع مولد بداية. يوجد أيضًا مولد التيار المتردد ، بالإضافة إلى العديد من المرفقات الأخرى. كلهم ضروريون لضمان التشغيل الطبيعي للمحرك. يتم استخدام عنصر قطري محوري ثلاثي المراحل كضاغط.

مؤشرات القوات المسلحة الأوكرانية TA-6A

للجهاز المواصفات الرئيسية التالية:

1. اتجاه دوران الدوار من جانب الفوهة صحيح
2. المعلمة الثانية المهمة هي سرعة الدوار للشاحن التوربيني. أثناء تصحيح أخطاء المحرك في وضع الخمول ، يجب أن يكون نطاق درجة الحرارة حوالي 60 درجة مئوية. كنسبة مئوية ، يجب أن يكون المؤشر 99 ± 0.5٪. إذا تحدثنا عن الثورات في الدقيقة ، فيجب أن يكون المؤشر في المنطقة23950 ± 48.
3. بالنسبة للوضع الرئيسي للعملية ، فإن التغيير في سرعة الدوار مسموح به في النطاق من 97 إلى 101٪.
4. هناك معلمة مثل الاهتزاز الزائد للمحرك. في بداية عمر الخدمة ، يجب أن يكون هذا المعامل 4.5. في نهاية عمر الخدمة ، يمكن أن يزيد إلى 6.0 كحد أقصى.
5. هناك معلمة مثل مدة دورة التحميل البارد. الحد الأقصى للقيمة محدد بـ 32 ثانية.
6. أثناء الحمل البارد ، يجب أن تكون سرعة الدوار بين 19٪ و 23٪ من الطاقة القصوى.

تشغيل المحرك TA-6A

أثناء تشغيل وحدة الطاقة المساعدة ، سوف يمتص الضاغط الهواء الجوي من خلال الشبكة والمدخل الشعاعي الدائري. يتكون الضاغط من ثلاث مراحل ، بعد المرور يتم من خلالها ضغط الهواء وإدخاله في غلاف مجمع الغاز. من هنا ، يدخل الجزء الأكبر من المادة المختارة إلى غرفة الاحتراق. يمكن تمرير الباقي في أنبوب العادم الحلزوني وتفريغه مرة أخرى في الغلاف الجوي من خلال أنبوب العادم ، أو يمكن توفيره للمستهلك.

تجدر الإشارة إلى أن الهواء المزود بغرفة الاحتراق ينقسم إلى تيارين - أولي وثانوي. بالنسبة للتدفق الأولي ، فإنه يدخل منطقة الاحتراق من خلال أنابيب المبخر ، وكذلك الثقوب الموجودة في رأس أنبوب اللهب. توفر أنابيب المبخر نفسها الوقود من مشعب البادئ.

يتبع التدفق الثانوي من خلال عدد معين من الثقوب. بعدهميمر ، فإنه يدخل نفس الحجرة مثل المادة من التيار الأول. في هذه الحاوية ، يتم خلط هذه التدفقات بالغاز ، مما يجعل من الممكن تحقيق نظام درجة الحرارة المطلوب لكامل تدفق الغاز الداخل مباشرة إلى التوربين. وتجدر الإشارة أيضًا إلى وجود فجوات في جدران الغرفة. من خلالها تمر كمية قليلة من الهواء بالداخل وتستخدم هناك لتبريد جدران الغرفة.

هليكوبتر APU

ملحق الهليكوبتر يختلف نوعًا ما عن الملحق الموجود على متن الطائرة. كانت المكونات الرئيسية للجهاز عبارة عن زوج من المحركات وعلبة تروس. إذا نشأت مثل هذه الحاجة ، فإن قوة محرك واحد ستكون كافية لمواصلة الرحلة. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن محركات التثبيت اليمنى واليسرى قابلة للتبديل. ومع ذلك ، هذا يخضع لحقيقة أنه من الممكن قلب أنبوب العادم. يشتمل المحرك نفسه على عناصر مثل ضاغط بشفرات دوارة ، وغرفة احتراق ، وتوربين ضاغط ، وتوربين محوري ، ينقل الطاقة عبر عمود زنبركي إلى علبة تروس VR-8. يوجد أيضًا جهاز عادم وصندوق محرك ملحق.