واحد قدرت کمکی: مشخصات، هدف، دستگاه و نشانگرهای منابع

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

واحد قدرت کمکی (APU) اغلب برای راه اندازی موتور اصلی استفاده می شود. این تجهیزات اغلب در فناوری هوانوردی استفاده می شود. با این حال، می توان از آن در وسایل نقلیه زرهی، کشتی ها، لوکوموتیوها و اتومبیل ها نیز استفاده کرد.

ویژگی های اصلی APU

برای چنین نیروگاهی با استخراج هوا پس از کمپرسور، دبی آن، فشار این هوا و همچنین دمای آن پارامترهای اصلی هستند. با این حال، در اینجا شایان ذکر است که چنین مشخصه ای مانند فشار هوا یک شاخص انرژی نیست. به عبارت دیگر، نمی توان از آن به عنوان ارزیابی شاخص های منابع یک واحد برق کمکی APU استفاده کرد. همچنین ارزیابی گردش کار با کمک آن امکان پذیر نخواهد بود. به همین دلیل، لازم است به استفاده از پارامتری مشروط به عنوان نیروی هوای معادل متوسل شویم. علاوه بر این، پارامتری به نام مصرف سوخت خاص نیز مهم است. برای نیروگاه با استخراج هوا بعد از کمپرسور یعنیمصرف سوخت در ساعت به ازای هر 1 کیلووات توان هوای معادل. علاوه بر این ویژگی های اصلی، موارد جزئی نیز وجود دارد:

• حاشیه پایداری کمپرسور؛
• نسبت هوای اضافی در محفظه احتراق؛
• دما و فشار سیال کار؛
• ضریب عملکرد (COP) کمپرسور، توربین و غیره.

توضیح کوتاه APU برای ماشین و لوکوموتیو

اگر در مورد لکوموتیو صحبت کنیم، به ندرت، اما همچنان، از لوکوموتیوهای توربین گاز استفاده می شود. در چنین وسایل نقلیه، یک واحد قدرت کمکی برای راه اندازی موتور اصلی نصب شده است. علاوه بر این با کمک آن تولید مانور و حرکت یک لوکوموتیو انجام می شود.

اگر در خودرویی با تجهیزات ویژه ای که به نیروی الکتریکی و موتور بیکار نیاز دارد، واحدهای الکتریکی نسبتاً شناخته شده ای به عنوان APU استفاده می شد. همچنین شایان ذکر است که در تعدادی از ماشین های خاص امکان راه اندازی موتور اصلی نیز وجود داشت.

دستگاه APU هواپیما

در مورد واحد نیرو کمکی هواپیما، این منبع هوای داغ فشرده و همچنین انرژی الکتریکی DC و AC است که می تواند برای تامین انرژی سیستم های هواپیما استفاده شود.

هنگامی که هواپیما روی زمین است، APU را می توان به طور کامل مورد استفاده قرار داد تا از استقلال کامل حمل و نقل اطمینان حاصل شود. این استفاده می شوداستقلال در فرآیند آماده سازی قبل از پرواز. چنین سیستمی فقط در فرودگاه هایی که در ارتفاع بیش از 3 کیلومتر قرار دارند قابل استفاده است. همچنین قابل ذکر است که می توان از یک پاور یونیت کمکی با 300 متر یا مدل دیگر برای گرفتن هوای فشرده و برق به طور همزمان استفاده کرد. هوای فشرده وارد سیستم تهویه هوای هواپیما می شود و برای راه اندازی موتور اصلی از برق استفاده می شود. APU برای راه اندازی موتور توربین گاز، سیستم نصب آن، ورودی هوا، سیستم اگزوز، و همچنین سیستمی که راه اندازی و کنترل موتور را فراهم می کند، مناسب است.

طراحی محفظه APU

سیستم مجهز به سیستم زهکشی است. در پایین ترین نقطه دستگاهی به نام جمع کننده زهکشی قرار دارد. همچنین یک لوله انشعاب وجود دارد که برای بیرون آوردن مایع توسط گرانش طراحی شده است. موتور توربین گازی هواپیما نیز در محفظه APU قرار دارد که در قسمت غیر هرمتیک دم بدنه قرار دارد. بر روی کنسول مهندس پرواز پانل "راه اندازی APU" وجود دارد. این پانل شامل تمام کنترل ها و کنترل های واحد برق کمکی است.

APU TA-6A

این نوع نصب کمکی، مانند TA-6A، اغلب بر روی هواپیماهایی مانند TU-154، IL-62M، IL-76، TU-144، IL-86M، TU-22M نصب می شود. همچنین می توان آن را بر روی برخی از واحدهای حمل و نقل زمینی نصب کرد.هدف اصلی تامین هوای فشرده برای راه اندازی موتورهای اصلی هواپیما بر روی زمین برای تامین هوای فشرده به سیستم تهویه مطبوع است.

در اینجا مهم است که توجه داشته باشید که این APU را می توان برای تغذیه شبکه الکتریکی داخلی با هر دو AC و DC بر روی زمین استفاده کرد و مهمتر از همه، می تواند برای همان هدف در پرواز در صورت استفاده اصلی استفاده شود. سیستم از کار می افتد خود این واحد در قالب یک موتور توربین گاز تک شفت با استخراج هوا از پشت کمپرسور ارائه می شود. این نشان می دهد که ویژگی های اصلی واحد قدرت کمکی TA-6A سرعت جریان، فشار و دمای هوای تخلیه است. این دستگاه از چند عنصر اصلی تشکیل شده است. اولین مجموعه اصلی شامل یک جعبه دنده با یک استارت ژنراتور است. همچنین یک دینام و همچنین چندین اتصال دیگر وجود دارد. همه آنها برای اطمینان از عملکرد طبیعی موتور ضروری هستند. یک عنصر مورب محوری سه مرحله ای به عنوان کمپرسور استفاده می شود.

شاخص های نیروهای مسلح اوکراین TA-6A

دستگاه دارای مشخصات اصلی زیر است:

1. جهت چرخش روتور از سمت نازل درست است.
2. دومین پارامتر مهم سرعت روتور برای توربوشارژر است. در حین رفع اشکال موتور در دور آرام، محدوده دما باید حدود 60 درجه سانتیگراد باشد. به عنوان درصد، شاخص باید 99 ± 0.5٪ باشد. اگر در مورد انقلاب در دقیقه صحبت می کنیم، شاخص باید در منطقه باشد48±23950.
3. در مورد حالت اصلی کار، تغییر در سرعت روتور در محدوده 97 تا 101٪ مجاز است.
4. پارامتری مانند اضافه بار ارتعاشی موتور وجود دارد. در ابتدای عمر این ضریب باید 4.5 باشد و در پایان عمر می تواند حداکثر تا 6.0 افزایش یابد.
5. پارامتری مانند مدت چرخه بار سرد وجود دارد. حداکثر مقدار به 32 ثانیه محدود شده است.
6. در طول بار سرد، سرعت روتور باید بین ۱۹٪ تا ۲۳٪ حداکثر توان باشد.

عملکرد موتور TA-6A

در طول کارکرد واحد برق کمکی، هوای اتمسفر توسط کمپرسور از طریق شبکه و ورودی دایره ای شعاعی مکیده می شود. کمپرسور دارای سه مرحله است که پس از عبور از آن هوا فشرده شده و وارد محفظه کلکتور گاز می شود. از اینجا، بخش عمده ای از ماده انتخاب شده وارد محفظه احتراق می شود. بقیه را می توان به داخل لوله اگزوز منتقل کرد و از طریق لوله اگزوز به اتمسفر بازگردانده شد، یا می توان آن را در اختیار مصرف کننده قرار داد.

شایان ذکر است که هوای عرضه شده به محفظه احتراق به دو جریان اصلی و ثانویه تقسیم می شود. در مورد جریان اولیه، از طریق لوله های اواپراتور و همچنین سوراخ هایی در سر لوله شعله وارد منطقه احتراق می شود. همان لوله های اواپراتور نیز سوخت را از منیفولد استارت تامین می کند.

جریان ثانویه از تعداد معینی سوراخ عبور می کند. بعد از آنهابا عبور از آن، از جریان اول وارد همان محفظه ای می شود که ماده وجود دارد. در این کانتینر این جریان ها با گاز مخلوط می شوند که امکان دستیابی به رژیم دمایی مطلوب را برای کل جریان گاز ورودی مستقیم به توربین فراهم می کند. همچنین شایان ذکر است که در دیوارهای اتاق شکاف وجود دارد. از طریق آنها مقدار کمی هوا از داخل عبور می کند و در آنجا برای خنک کردن دیواره های اتاق استفاده می شود.

APU هلیکوپتر

لوازم جانبی هلیکوپتر تا حدودی با لوازم جانبی نصب شده در هواپیما متفاوت است. اجزای اصلی دستگاه یک جفت موتور و همچنین یک جعبه دنده بود. اگر چنین نیازی پیش بیاید، آنگاه قدرت یک موتور برای ادامه پرواز کافی خواهد بود. همچنین شایان ذکر است که موتورهای سمت راست و چپ نصب قابل تعویض هستند. با این حال، این منوط به این واقعیت است که امکان چرخاندن لوله اگزوز وجود دارد. خود موتور شامل عناصری مانند یک کمپرسور با پره های دوار، یک محفظه احتراق، یک توربین کمپرسور و یک توربین محوری است که نیرو را از طریق یک شفت فنر به جعبه دنده VR-8 منتقل می کند. یک دستگاه اگزوز و یک جعبه درایو لوازم جانبی نیز وجود دارد.