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IDF掃盲11:IDF的第三具發動機?淺談IPS整合動力系統!

作者:浦木│2017-12-17 16:38:45│巴幣:78│人氣:7185
作者你嚎笅,IDF明明只有安裝兩具TFE1042-70型發動機,哪來的第三具發動機?

先別急,讓我們先回到106年11月21日新竹營區開放日。想必很多朋友透過新聞畫面,知道IDF於特技飛行時,發生疑似鳥擊導致發動機熄火的事件,並且在降落後於前機身冒出濃濃的黑煙,嚇壞了不少人。


咱們就從這個濃濃的黑煙來談談本次的主角:「IPS整合動力系統」

根據詹氏年鑑的簡述:
ITEC整合動力系統(Integrated Power System、IPS)是由Honeywell C36-120型輔助動力單元(Auxiliary Power Unit、APU)用在地面系統檢查以及啟動發動機。如於飛行中雙發動機失效時,則會透過高壓混合燃氣自動啟動緊急動力單元(Emergency Power Unit、EPU),藉著共用的齒輪箱(Gear Box、GB)連帶啟動APU。APU操作高度為7,620 m(25,000 ft)以下、EPU則為16,460 m(54,000 ft)以下。

回顧IPS開發時的情況,依華錫鈞將軍所著《雲漢的故事》所述:
『鷹揚決定選用數位控制的飛行操縱系統,如此飛機可設計成副穩定狀態,減低穿音速區域內的阻力,並改善飛機的操縱性能。唯一的缺點就是飛機上的電力與液壓不允許中斷。

對雙引擎的飛機而言,電力與液壓系統中斷可能在兩具引擎同時失效及某些電力系統或液壓系的故障時發生,而根據專家的建議,應該安裝類似F-16的緊急動力系統(Emergency Power System、EPS)。另外空軍要求飛機上裝輔助動力系統,類似F-16所裝的噴射燃油起動器(Jet Fuel Starter、JFS),避免飛機必須仰仗地面動力系統作引擎的起動。

GD的建議是將這兩項需求合併成一個系統,以節省空間和重量。F-16的EPS使用聯氨(Hydrazine)產生動力,聯氨是有毒的氣體,在環保意識高漲的趨勢下,GD曾考慮改用較前進的科技,即是利用高壓空氣燃燒燃油產生動力。

當時此項工具已在蓋瑞公司的關係企業AIRESEARCH試驗室內開發完成,應可與蓋瑞公司的專長產品APU,合起來發展成一新產品,整合動力系統(Integrated Power System、IPS)。』
(圖片引用自雲漢的故事)

IPS由輔助動力單元APU、緊急動力單元EPU以及共用之附件齒輪箱所組成。附件齒輪箱上連接緊急發電機及緊急液壓泵。

當雙動機失效導致發電機及液壓壓力輸出異常時,IPS會自動啟動提供緊急動力,EPU會於數秒內讓附件齒輪箱達到工作轉速,並待APU啟動完成後接替制動。所以不管EPU或APU啟動後都能提供緊急液壓及電源供IDF使用,用以安全返場降落。

EPU有專用的高壓空氣及燃油存儲區,利用高壓空氣與燃油混合後強制燃燒以趨動附件齒輪箱運作,可提供IDF於高度54,000呎以下,約2分鐘的緊急動力需求。然而高壓空氣與燃油混合後強制燃燒會產生大量的黑色濃煙,著實會讓不知情者嚇了一跳。

當IDF高度低於35,000呎時,APU開始致動,利用飛機本身的燃油及外界進氣,經一級離心式壓縮器於燃燒室內混合燃油燃燒後運轉,接替EPU致動附件齒輪箱產生緊急動力。於25,000呎以下時,APU尚可提供動力重新起動發動機。
(36-150型APU剖面圖)

另外APU於地面運作時,亦可提供氣源起動發動機,讓IDF無須地面輔助裝備即可達成自力啟動的作戰需求,也因此特性讓IDF保有空軍最短警戒升空時間殊榮。

APU型號為36-120,是Honeywell專為IDF設計的APU,源自36系列家族。其家族成員36-150系列已為AH-64、UH-60及CH-47所使用。另Honeywell的APU早已廣泛運用在全世界的軍機及民航機上,是非常成熟可靠的產品,就連美軍新銳戰機F-22及F-35也是使用Honeywell的APU。

最後讓我們看看APU的構造,上圖左側為附件齒輪箱、中間為進氣口、右側為壓縮器、燃燒室及渦輪,除了無法產生飛機所需的推力外,其運作模式是不是與發動機一樣呢?

引用網址:https://home.gamer.com.tw/TrackBack.php?sn=3823457
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留言共 1 篇留言

RS Hopper
挑個毛病,是"制動"

12-20 10:08

浦木
THX12-20 10:33
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