יחידת כוח עזר: מפרטים, מטרה, התקן ומשאבים

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

יחידת כוח העזר (APU) משמשת לרוב להתנעת המנוע הראשי. ציוד זה משמש לעתים קרובות בטכנולוגיית תעופה. עם זאת, ניתן להשתמש בו גם על כלי רכב משוריינים, ספינות, קטרים וקרונות.

מאפיינים עיקריים של ה-APU

לתחנת כוח כזו עם שאיבת אוויר אחרי המדחס, קצב הזרימה שלה, לחץ האוויר הזה, וגם הטמפרטורה שלו הם הפרמטרים העיקריים. עם זאת, ראוי לציין כאן כי מאפיין כזה כמו לחץ אוויר אינו אינדיקטור אנרגיה. במילים אחרות, זה לא יכול לשמש כהערכה של מחווני המשאב של יחידת כוח עזר של ה-APU. גם לא ניתן יהיה להעריך את זרימת העבודה בעזרתו. מסיבה זו, יש צורך לפנות לשימוש בפרמטר מותנה כזה ככוח אוויר שווה ערך. בנוסף, חשוב גם הפרמטר הנקרא צריכת דלק ספציפית. עבור תחנת כוח עם שאיבת אוויר לאחר המדחס, זה אומרצריכת דלק לשעה לכל 1 קילוואט של כוח אוויר שווה ערך. בנוסף למאפיינים עיקריים אלו, ישנם גם מאפיינים קלים:

• שולי יציבות המדחס;
• יחס אוויר עודף בתא הבעירה;
• טמפרטורה ולחץ של נוזל העבודה;
• מקדם ביצועים (COP) של מדחס, טורבינה וכו'.

תיאור קצר של APU עבור מכונית וקטר

אם אנחנו מדברים על קטרים, אז לעתים רחוקות, אבל עדיין, משתמשים בקטרים של טורבינות גז. ברכבים כאלה מותקנת יחידת כוח עזר על מנת להפעיל את המנוע הראשי. בנוסף, בעזרתו מתבצע ייצור תמרונים ותנועה של קטר בודד.

אם על מכונית עם ציוד מיוחד הדורש כוח חשמלי ומנוע סרק, יחידות חשמליות מוכרות למדי שימשו כ-APU. כמו כן, ראוי לציין שבמספר מכונות מיוחדות ניתן היה להפעיל גם את המנוע הראשי.

מכשיר APU למטוס

באשר ליחידת כוח העזר של המטוס, היא מקור לאוויר דחוס חם, כמו גם אנרגיה חשמלית DC ו-AC שניתן להשתמש בה כדי להפעיל מערכות מטוסים.

כאשר המטוס נמצא על הקרקע, ניתן להשתמש ב-APU באופן מלא על מנת להבטיח אוטונומיה מלאה של התחבורה. זה משמשאוטונומיה בתהליך הכנה לטיסה. מערכת כזו יכולה להיות מופעלת רק באותם שדות תעופה הנמצאים בגובה של לא יותר מ-3 ק מ. ראוי גם להזכיר שניתן להשתמש ביחידת כוח עזר עם 300 מ' או דגם אחר כדי לקחת גם אוויר דחוס וגם חשמל בו זמנית. אוויר דחוס נכנס למערכת מיזוג האוויר של המטוס, והחשמל משמש להתנעת המנוע הראשי. ה-APU מתאים להתנעת מנוע טורבינת גז, מערכת ההרכבה שלו, כניסת האוויר, מערכת הפליטה וכן מערכת המספקת התנעה ושליטה במנוע.

עיצוב תא ה-APU

המערכת מצוידת במערכת ניקוז. בנקודה הנמוכה ביותר נמצא מכשיר הנקרא קולט ניקוז. יש גם צינור ענף, שנועד להוציא את הנוזל החוצה, על ידי כוח הכבידה. מנוע טורבינת הגז של המטוס ממוקם גם בתא ה-APU, הממוקם בחלק הזנב הלא הרמטי של גוף המטוס. בקונסולת מהנדס הטיסה יש פאנל "השקת ה-APU". לוח זה מכיל את כל הפקדים והבקרות עבור יחידת כוח העזר.

APU TA-6A

סוג זה של מתקן עזר, כמו TA-6A, מותקן לרוב על סיפון מטוסים כגון TU-154, IL-62M, IL-76, TU-144, IL-86M, TU-22M. זה יכול להיות מותקן גם על כמה יחידות הובלה קרקעית.המטרה העיקרית היא אספקת אוויר דחוס להתנעת המנועים הראשיים של המטוס על הקרקע כדי לספק אוויר דחוס למערכת המיזוג.

חשוב לציין כאן שניתן להשתמש ב-APU זה כדי להפעיל את רשת החשמל המובנית עם AC ו-DC על הקרקע, והכי חשוב, ניתן להשתמש בו לאותה מטרה בטיסה אם הרשת הראשית המערכת נכשלת. היחידה עצמה מוצגת בצורה של מנוע טורבינת גז חד פיר עם שאיבת אוויר מאחורי המדחס. זה מצביע על כך שהמאפיינים העיקריים של יחידת הכוח העזר TA-6A הם קצב הזרימה, הלחץ והטמפרטורה של הדימום אוויר. מכשיר זה מורכב ממספר אלמנטים עיקריים. המכלול הראשי הראשון כולל תיבת הילוכים עם סטרטר-גנרטור. יש גם אלטרנטור, כמו גם כמה קבצים מצורפים אחרים. כולם נחוצים על מנת להבטיח את פעולתו התקינה של המנוע. אלמנט אלכסוני-צירי תלת שלבי משמש כמדחס.

אינדיקטורים של הכוחות המזוינים של אוקראינה TA-6A

למכשיר יש את המפרטים העיקריים הבאים:

1. כיוון הסיבוב של הרוטור מצד הזרבובית הוא נכון.
2. הפרמטר החשוב השני הוא מהירות הרוטור של מגדש הטורבו. בזמן איתור באגים של המנוע במצב סרק, טווח הטמפרטורות צריך להיות סביב 60 מעלות צלזיוס. כאחוז, המדד צריך להיות 99 ± 0.5%. אם אנחנו מדברים על סיבובים לדקה, אז המחוון צריך להיות באזור23950±48.
3. באשר למצב הפעולה הראשי, השינוי במהירות הרוטור מותר בטווח שבין 97 ל-101%.
4. יש פרמטר כזה כמו עומס רטט של המנוע. בתחילת חיי השירות, מקדם זה צריך להיות 4.5. בסוף חיי השירות, הוא יכול להגדיל עד 6.0 לכל היותר.
5. יש פרמטר כזה כמו משך מחזור העומס הקר. הערך המרבי מוגבל ל-32 שניות.
6. בעת עומס קר, מהירות הרוטור צריכה להיות בין 19% ל-23% מההספק המרבי.

פעולת מנוע TA-6A

במהלך פעולת יחידת הכוח המסייעת, אוויר אטמוספרי ישאב על ידי המדחס דרך הרשת והכניסה הרדיאלית-מעגלית. למדחס שלושה שלבים, לאחר המעבר דרכם האוויר נדחס ומוזן לתוך מעטפת קולט הגז. מכאן, עיקר החומר הנבחר נכנס לתא הבעירה. את השאר ניתן להעביר לתוך צינור הפליטה ולפרוק חזרה לאטמוספירה דרך צינור הפליטה, או שניתן לספק לצרכן.

כדאי לציין שהאוויר המסופק לתא הבעירה מחולק לשני זרמים - ראשוני ומשני. באשר לזרימה הראשונית, הוא נכנס לאזור הבעירה דרך צינורות המאייד, כמו גם חורים בראש צינור הלהבה. אותם צינורות מאייד מספקים גם דלק מסעפת המתנע.

הזרימה המשנית עוברת דרך מספר מסוים של חורים. אחריהםעובר דרכו, הוא נכנס לאותו תא כמו החומר מהזרם הראשון. במיכל זה מערבבים זרימות אלו בגז, מה שמאפשר להשיג את משטר הטמפרטורה הרצוי לכל זרימת הגז הנכנסת ישירות לטורבינה. ראוי גם לציין כי יש פערים בקירות החדר. דרכם עוברת פנימה כמות קטנה של אוויר ומשמשת שם על מנת לקרר את קירות החדר.

מסוק APU

אביזר המסוק שונה במקצת מזה המותקן על סיפון המטוס. המרכיבים העיקריים של המכשיר היו זוג מנועים, כמו גם תיבת הילוכים. אם יתעורר צורך כזה, אז הכוח של מנוע אחד יספיק להמשך הטיסה. ראוי גם לציין כי המנועים הימניים והשמאליים של המתקן ניתנים להחלפה. עם זאת, הדבר כפוף לעובדה שניתן להפוך את צינור הפליטה. המנוע עצמו כולל אלמנטים כמו מדחס עם להבים סיבוביים, תא בעירה, טורבינת מדחס וטורבינת ציר, המעבירה כוח דרך גל קפיץ לתיבת הילוכים VR-8. יש גם התקן פליטה ותיבת הנעה לאביזרים.