Может ли ВСУ обеспечить аварийную тягу?

введите описание изображения здесь
Дэвид Моннио (собственная работа) [ GFDL , CC-BY-SA-3.0 или CC BY-SA 2.0 fr ], через Wikimedia Commons

Многие более крупные самолеты имеют газотурбинные ВСУ ( вспомогательные силовые установки ). Кажется, что их выхлоп направлен назад и может дать некоторую тягу.

Какую тягу обеспечивает ВСУ и будет ли ее достаточно для продолжения полета самолета, если основные двигатели выйдут из строя?

Хорошая новость: вы можете поддерживать полет, используя только APU. Плохая новость: вы можете делать это только до тех пор, пока не закончатся высота и скорость полета. :) То же самое и без ВСУ (т.е. ваш самолет теперь планер).
Интересно отметить, что Cessna подсчитала, что выхлоп поршневого двигателя легкого самолета создавал тягу примерно до 5-10 фунтов, поэтому в некоторых более поздних моделях они начали наклонять их назад, а не прямо вниз. Немаловажен, когда каждая мелочь помогает. По их оценкам, для поддержания горизонтального полета потребуется около 30 фунтов тяги. Так что, если ваш винт оторвется, заблокируйте двигатель и увеличьте время полета! (пока двигатель не развалится)

Ответы (6)

В ВСУ отсутствует важнейший компонент, обеспечивающий тягу, — двигательное сопло .

Движительное сопло превращает газовую турбину или газогенератор в реактивный двигатель.

и

Большинство современных пассажирских и военных самолетов оснащены газотурбинными двигателями, которые также называют реактивными двигателями. Существует несколько различных типов газотурбинных двигателей, но все газотурбинные двигатели имеют некоторые общие детали. Все газотурбинные двигатели имеют сопло для создания тяги, для отвода выхлопных газов обратно в набегающий поток и для установки массового расхода через двигатель. Сопло расположено ниже по потоку от силовой турбины. ( НАСА )

Будет ли этого достаточно, чтобы продолжать летать на самолете, если отказали главные двигатели?

Да, в том смысле, что он будет обеспечивать электрическую и пневматическую энергию для различных систем самолета, но не тягу. Или самолеты были бы только что построены с несколькими из этих крошечных APU. :)

Другой альтернативой для резервного питания систем в воздухе является турбина Ram Air Turbine .


Комментарий RE о том, что у турбовинтовых двигателей есть некоторая тяга на выхлопе, у них также есть сопла, которых у ВСУ все еще нет. ( НАСА )

Перед входом в сопло (...) скорость истечения сердечника низкая и дает небольшую тягу, потому что большая часть энергии выхлопа сердечника уходит на вращение приводного вала.

Есть ли смысл в числах? Если бы ТРДД мог выдавать 185кН тяги - ВСУ выдавала бы ....1кН?
@RoboKaren APU не ускоряет воздух сзади, это похоже на выхлоп автомобиля. Незначительная тяга, если она есть.
@RoboKaren, APU рассчитан на то, чтобы иметь мощность, достаточную для включения подключенного генератора. У выхлопных газов не осталось много энергии.
Если бы ВСУ могла обеспечить достаточную тягу, чтобы удержать самолет в воздухе, приземление Салленбергера разыгралось бы совсем по-другому...
Я мало что знаю о производительности ВСУ, но я знаю, что они, как правило, представляют собой газотурбинные двигатели, имеющие много общего с турбовинтовыми двигателями, с которыми я хорошо знаком. Например, PT6 обычно будет иметь дополнительные 5-6% энергии тяги от выхлопа в дополнение к энергии, которая идет на приведение в движение винта. Похоже, что подобное явление справедливо и для APU. Есть ли какие-либо данные о том, какая именно тяга?
Хотя Ram Air Turbine добавляет аэродинамическое сопротивление, это определенно не то, к чему вы бы обратились, если ищете немного дополнительной тяги.
@JonathanWalters PT6A-67 находится примерно в том же диапазоне мощности, что и HGT1700, который, по-видимому, является одним из самых крупных APU Honeywell.

Грузовой самолет Антонов Ан-26Б (производства Советского Союза) имеет комбинированную ВСУ Туманского РУ19А-300 и реактивный двигатель, установленный на крыле за правым маршевым двигателем. Этот агрегат обеспечивает дополнительную тягу до 800 кг для улучшения взлета и безопасности в случае отказа двигателя.

Эта информация взята из отчета о расследовании авиационного происшествия польского самолета Ан-26Б СП-ФДО в Таллинне, Эстония, 18 марта 2010 г. Во время перелета из Хельсинки в Таллинн, 9,5 м. миль от Таллинна отказал левый двигатель, а тягообеспечивающая ВСУ не мог быть запущен. Самолет не был настроен на посадку, пролетел над взлетно-посадочной полосой и совершил посадку на покрытом снегом и льдом озере Юлемисте (основной источник питьевой воды).

Это звучит почти так же, как первоначальный план для разгонного двигателя HS Trident 3B, но удаление ВСУ было отменено из-за расхода топлива.
"RU 19-300 был сбит после взлета." -- чувак, это довольно мягкое сообщение об авиационном происшествии, чтобы скрыть такое значительное событие!
"При работающем РУ19А-300 критическим двигателем является левый двигатель, при неработающем РУ19А-300 критическим двигателем является правый двигатель." -- очаровательный--

Величина тяги, доступная от ВСУ, будет ничтожной, поскольку она предназначена для привода различных систем самолета, а добавление системы сопла, предназначенной для движения, уменьшит мощность, доступную для выполнения предполагаемой работы.

Даже если ВСУ будет переназначена для движения, этого, скорее всего, будет недостаточно, чтобы играть какую-либо значительную роль. Хотя мощность и тяга — разные термины, не поддающиеся простому преобразованию, мы можем провести некоторые сравнения, чтобы показать, насколько маломощным будет APU.

Airbus 350 оснащен парой реактивных двигателей, которые в совокупности развивают крутящий момент около 195 000 Нм. Этот же самолет имеет ВСУ, которая может производить до 1700 эквивалентных лошадиных сил на валу.

Airbus 400 имеет 4 турбовинтовых двигателя, которые вместе производят 45 000 л.с., а максимальная взлетная масса составляет примерно 1/2 массы A300.

Хотя я никоим образом не авиационный инженер; и эти сравнения относятся к порядку яблок и апельсинов, я не думаю, что можно сказать, что «это не происходит» с ВСУ, обеспечивающей движение.

Не только ВСУ, но и ВСУ могут помочь увеличить тягу , взяв на себя обязанности по подаче отбираемого воздуха от главных двигателей.

С практической точки зрения, ВСУ недостаточно мощны, чтобы обеспечить тягу, необходимую для поддержания горизонтального полета. Это вопрос мощности (а также эффективного преобразования этой мощности в тягу). ВСУ предназначен для подачи электроэнергии, отвода воздуха (для контроля окружающей среды и для запуска других двигателей), а в некоторых случаях они могут управлять другими аксессуарами.

Может оказаться возможным иметь больше мощности для главного двигателя (двигателей), если ВСУ используется для электроснабжения, отвода воздуха и т. Д. Обычно это не делается на большинстве самолетов.

Спасибо pots и Federico за их ответ, в котором упоминается Туманский RU 19A-300 с комбинированной ВСУ и реактивным двигателем.

Дальнейший поиск обнаружил документ НАСА от 1968 года, в котором использовалась «конвертируемая» турбина GE TF-34, которая могла разгружать вал генератора и перенаправлять выходную мощность с помощью «регулируемых направляющих лопаток на входе» на турбовентилятор.

Только турбовентилятор может создать около 8000 фунтов тяги. Возможны также комбинации тяги и мощности на валу.

Как правило, аварийный отказ двигателя/посадка происходит в диапазоне скоростей, при котором турбовентилятор (или пропеллер) будет эффективен (около 150–250 узлов).

Так что, возможно, триджет не умер, его просто нужно немного подправить. Есть рассказы об использовании 3-го верхнего жиклера для управления тангажем.