發動機參數顯示暨組員警告系統
(Engine Indicating and Crew Alerting System, EICAS)就字面上解釋, 本系統包含了兩大功能 : 一是顯示飛機上四具發動機的運作狀況, 二是將機上系統的不正常狀況通報給飛行員. 這套系統有效的減輕飛行組員的工作負荷, 使得 747-400 的飛行組員由 747-300 時代的三位減少為兩位 (取消機械員的編制, 只保留正副駕駛).在過去, 飛行機械員的任務是監控機上系統的運作狀況, 而其中又以發動機的運作狀況最為重要. 這不但是因為發動機是飛機的動力來源, 需要監控的項目又最多. 而且飛行中推力不斷改變, 機械員必需時時刻刻盯著儀表看. 因此要減低飛行組員的工作量, 首要之務就是改善發動機參數的顯示方式.至於監視系統運作, 則是 EICAS 的另一項功能. EICAS 會將不正常的狀況, 以文字訊息顯示在螢幕上, 飛行員可以很快掌握狀況, 採取適當的反應. 現代大型客機都因為有了這類的系統, 而只剩下正副駕駛兩名組員. 雖說機上很多系統都已自動化 (包括自動駕駛), 飛行員工作量比過去減少許多, 但現在他們必須跨進機械員的領域, 深入了解系統原理, 才有辦法迅速處理不正常狀況, 所以當個飛行員是不簡單的 !EICAS 在駕駛艙內使用兩個螢幕來顯示有關的數據及訊息, 分別稱之為 Main EICAS 及 Auxiliary EICAS. 另有 Master warning/caution light 用來提醒飛行員有新的警告訊息出現.Main EICAS :
用來顯示引擎的主要參數, 及警告訊息 :引擎主要參數 :
主要參數指的是 N1 轉數, 及排氣溫度 EGT. N1 轉數代表引擎的推力, 而 EGT 則是保護引擎最重要的參考數據, 所以特別將這兩個數據顯示出來. 至於其他的參數, 其實只要是在正常運作狀態下, 飛行員並不需要特別注意.除了以框框內的數字來顯示數據外, 還用了長條狀的圖型來讓飛行員易於掌握數據. 這些數字和圖型還會在不正常狀況時改變顏色, 提醒飛行員注意. (正常--白色, 不正常--黃色或紅色)警告訊息 :
警告訊息出現在螢幕的右上方, EICAS 將所有訊息按緊急程度分為四級 :
Warning :以紅色訊息顯示, 需要飛行員立即作處置.
Master warning light 會亮起, 提醒飛行員有 Warning 訊息出現, 有些還會出發出警告聲響.
Caution :以黃色訊息顯示, 飛行員需儘快作出反應, 等級低於 Warning.
Master caution light 會亮起, 有些訊息還會伴隨警告聲響出現.
Advisory :以黃色訊息顯示, 但會空一格, 以便和 Caution 訊息區隔, 僅需飛行員注意, 可以稍後再處理.
Memo :以白色訊息顯示, 提醒飛行員某些系統目前狀態 (系統仍屬正常),
其他 :
出現在 Main EICAS 的訊息還包括起落架, 襟翼的收放位置, 以及燃油系統, 環控系統的部份數據.Auxiliary EICAS :
顯示在 Auxiliary EICAS 的資料種類就比較多, 共計有四種顯示模式 : Engine page. Status page, Synoptic page, Maintenance page.Engine page :
用來顯示次要引擎參數, 包括 N2 轉速, 燃油流量, 滑油壓力, 滑油溫度, 滑油油量, 及引擎震動大小.Status page :
上半部顯示某些系統的資料, 包括液壓, APU, 氧氣, 電瓶充電狀況. 右下角部分則是飛行控制面的擺動角度, 左下部份則是顯示 Status message.所謂 Status message 是用來顯示系統本身組件的損壞狀況, 與前述的警告訊息不儘相同. 警告訊息乃針對飛行員操作飛機所需的資訊所設計, 而 Status 則是飛機在起飛前, 供維修人員放飛的參考. 一旦飛上天空, 飛行員只要注意警告訊息即可, Status message 可以不用管他.Synoptic page :
以圖形的方式來表現某些系統的狀態, EICAS 提供了六個系統的圖示功能 : 電力系統, 燃油系統, 環控系統, 液壓系統, 艙門及起落架狀態.底下是燃油系統的例子, 飛行員可以很清楚了解各個油箱剩油多少, 那些燃油幫浦在運作, 那些閥門已打開, 燃油經過那些管路供油到引擎.Maintenance page :
此項功能乃由中央維修電腦提供, 維修人員可以透過這個功能得到比較詳細的系統資料, 以便找出故障原因. 底下是電力系統的一個例子 :Master warning/caution light :
當有新的警告訊息出現時, 此燈就會亮起 (出現 "WARNING", 或 "CAUTION" 字眼), 飛行員可以按下此鍵, 把此燈號取消, 以供下次新訊息出現使用.
駕駛艙內的控制 :EICAS display control panel :
用來控制 Auxiliary EICAS 的顯示模式, 及 Main EICAS 上的警告訊息顯示.
1. Engine display switch在 aux EICAS 上顯示 Engine page
2. Status display switch在 aux EICAS 上顯示 Status page
3. Synoptic display switch在 aux EICAS 上顯示 Synoptic page :
ELEC : 電力系統
FUEL : 燃油系統
ECS : 環控系統
HYD : 液壓系統
DRS : 艙門開啟狀態
GEAR : 起落架狀態
4. Cancel switch將 Main EICAS 上的 Caution 及 Advisory 警告訊息取消, 讓下一頁的訊息可以顯示出來.
5. Recall switch將 Cancel switch 所取消的訊息再叫出來顯示
Brightness control, Source selector, and Event record :
1. Upper CRT brightness control控制 Main EICAS 顯示幕亮度
2. Lower CRT brightness contro控制 Aux EICAS 顯示幕亮度
3. Event recording switch按下此鍵可以記錄 Maintenance page 中當時的系統資料, 以供日後叫出參考.
4. EICAS EIU selector選擇 EICAS 系統使用的 EIU
本帖最后由 player1104 于 2014-11-27 04:10 编辑
發動機概述747-400 所使用的發動機計有 General Electric 公司出品的 CF6-80C2, Pratt & Whitney 的 PW4056 , 及 Rolls Royce 的 RB.211-524G/H 三種型式可選擇, 底下就以 CF680C2 為例子, 向大家說明 747-400 上的發動機系統.GE CF6-80C2 發動機 :
CF6-80C2 是一具推力在 57000 磅左右的渦輪風扇引擎, 主要的性能參數如下 :
型號General Electric CF6-80C2
推力57180 磅
旁通比5.15 :1
N1 (100%)3280 rpm
N2 (100%)9827 rpm
Max N!117.5 % rpm
Max N2112.5 % rpm
重量9485 磅
長度170 英吋 (432 cm)
直徑100 英吋 (254 cm)
至於其構造則以下圖來說明 :空氣由進氣口進入引擎, 首先會碰到風扇葉片.其實你可以直接把風扇想成是一個很多葉片 (共 38 片) 的螺旋槳, 外頭用個整流罩包起來, 整顆引擎的推力有 80% 是由風扇提供.
通過風扇之後, 氣流就兵分兩路, 一部份從外側的通道直接排到大氣, 另一股靠近軸心的氣流則進入低壓壓縮器 (共四級壓縮葉片), 經過壓縮壓力提高後準備進入高壓壓縮器.
引擎在設計時, 一般都以最大推力時的狀況, 作為最佳化的考量. 但由於引擎轉速隨時會變化, 在低轉速時, 已非最佳化的狀況, 進入低壓壓縮器的空氣流量, 往往會超過高壓壓縮器所能承受的流量, 這些多餘的氣流便會堵在高壓壓縮器入口, 造成進氣不順, 輕者推力降低, 振動變大, 嚴重的甚至造成引擎熄火. 為避免這種情況產生, 在高低壓縮器之間設計有可變旁通氣門 (Variable Bypass Valve, VBV), 可隨著轉速的降低, 逐漸打開, 將多餘的氣量排出.
高壓壓縮器共有 14 級, 其中前 5 級裝有可變進氣導片 (Variable Static Vane, VSV), 可視進氣速度及引擎轉速, 調整進氣導片的角度, 使進氣順暢避免產生壓縮葉片失速的情況.
空氣經過低 -- 高壓壓縮器後, 壓力可提高到原來的 27.4 倍, 壓縮比越高引擎的效率也越好. 之後空氣便進入燃燒室與燃油混合燃燒,產生動力.
燃燒室出來的空氣 (或者說是廢氣)接著便通過高壓渦輪 ( 2 級) 及 低壓渦輪 ( 5 級), 之後便經過尾管排到大氣中, 這部分噴射氣流產生的推力, 約佔總推力的 20%.
其中高壓渦輪與高壓壓縮器是裝在同一根軸上, 氣流吹在渦輪上, 使渦輪轉動, 就可帶動壓縮器旋轉, 產生壓縮空器的功能. 低壓渦輪與低壓壓縮器的關係也是如此 (風扇是與低壓縮器裝在同軸上). 因此 CF6-80C2 是一具 兩軸的發動機 (Rolls Royce 的 RB.211-524G/H 則是屬於三軸).
對於 "風扇--低壓壓縮器--低壓渦輪" 這根軸, 一般稱為 N1 軸, 而 "高壓壓縮器--高壓渦輪" 這根軸則稱為 N2 軸. 此外對於 N1, N2的轉數, 通常都用百分比的方式來表示, 至於 100% 的轉速是多少, 請參考前面的引擎參數列表.
至於為什麼要用百分比的方式呢 ? 由於引擎最重要的功能是產生推力使飛機前進, 因此推力應該是引擎最重要的參數, 但偏偏飛機上無法量測引擎推力, 因此工程師必需找一個能代表推力的參數, 這樣引擎控制系統才有一個可以參考的依據. 有些製造廠家是量測引擎 "進氣--排氣" 壓力比 (Engine Pressure Ratio, EPR),來作為推力控制的依據 (如 Pratt & Whitney), 而 GE 則採用 N1 轉速來表示推力, 這時候 , 相信 N1 : 100%, 會比 N1 : 3210 rpm 的表示方法來得讓人容易了解.
後記
除了火箭型式的推力系統外, 基本上所有飛機的推進系統都是利用旋翼原理, 不管是活塞引擎配上螺旋槳還是純噴射引擎都是如此. 差別只在旋翼的動力來源 (活塞引擎還是渦輪), 及旋翼是否有用整流罩包圍 (螺旋槳V.S. 風扇). 從這裡就可以衍生出所有型式的發動機 : 活塞引擎 (Piston), 渦輪噴射 (Turbojet), 渦輪風扇 (Turbofan), 渦輪螺旋槳 (Turboprop).
從空氣動力學上來講, 旋翼的直徑越大, 葉片數目越多, 其效率就越好. 例如直升機的旋翼要支撐整架飛機重量, 因此造得特別大, 特別是一些大型軍用運輸直升機都會設計 6-7 片的旋葉.
就燃燒效率來講則是渦輪型式比活塞引擎好, 因此渦輪引擎配上大風扇, 就是最佳的搭配, 於是我們就看見新發展的引擎總是風扇越作越大, 推力及效率都會提高. 不過總體效率最好的, 其實是渦輪引擎配上螺旋槳的 Turboprop, 不過 Turboprop 的速度太慢, 並不適合長途飛行 (坐經濟艙的客人可能會先抓狂 !).
最後有一個問題要請大家找找答案 (我也不曉得答案) :
不管螺旋槳或渦輪發動機, 都會因為自身旋轉的關係, 對機身產生一個反向的轉矩. 直升機為此需要尾旋翼來平衡, 二次大戰的雙引擎飛機有些使兩邊螺旋槳反向旋轉, 來互相抵消. 其他的飛機, 有些是將引擎推力軸線偏移一個角度 (引擎裝歪歪的 !), 有些則在飛機操縱面的配平上動手腳. 現在問題就是 :
747-400 的引擎有三種選擇, 其中 GE 與 P&W 的引擎是順時針方向旋轉 (從機尾往前看), R&R 則是逆時針方向旋轉, Boeing 是否會對不同的發動機修改機體設計, 來消除發動機的逆轉矩, 還是不管它, 由飛行員自己配平 ?
若你有答案和不同見解, 歡迎來信或於留言板上討論.
駕駛艙配置
駕駛艙內部共有四個座位 :
1 : 正駕駛 (Captain)
2 : 副駕駛 (First Officer, Co-Pilot)
3 : 第一觀察員 (First Observer)
4 : 第二觀察員 (Second Observer)正, 副駕駛是負責開飛機的人, 而第一, 二觀察員可能是教官, 考核員, 學員或其它隨行人員, 並不負責操作飛機.
上圖是 747-400 駕駛艙內的照片 ,下圖則是用來介紹各面板名稱的簡圖, 請大家互相參照.
P461 : Pilots Maintenance包括液壓, 電力的切斷開關, CVR 控制面板, 滅火瓶測試面板等, 飛行中很 少用到, 倒是維修人員在地面比較常用.P7 : Overhead Circuit Breaker一大堆機上儀電系統的斷電器 (功能類似保險絲).P5 : Pilots overhead機上主要系統 (燃油, 電力, 液壓, 供氣... )的操作, 都由此控制.P10 : Automatic Flight Control自動駕駛系統的控制面板, 及飛行員儀表顯示的控制鈕.P72 : Pilots Glareshield駕駛艙內燈光的控制.P1 : Captains Main Instrument正駕駛的儀表板, 有兩個多功能顯示幕.P2 : Pilots Center Instrument有一顯示幕顯示發動機主要運轉參數及系統警告, 另有些備用儀表.P3 : First Officers Main Instrument副駕駛的儀表板, 與正駕駛的類似.P9 : Forward Pilots Electronics有一顯示幕用於顯示次要發動機參數及系統狀態圖, 另有兩個多功能輸入面 板, 用來控制飛行電腦及中央維修電腦.Control Stand發動機的油門, 以及襟翼, 擾流板都由這裡控制.P8 : After Pilots Electronics控制機上大部分的通訊, 導航系統.整個 747-400 駕駛艙儀表的配色以淺咖啡色為主 (就是這種 http://www.taconet.com.tw:8088/-df1995a19b8ebdebe18155161473ee99%7C1417001863-/fantazzy/system/instrum/cpt-caf.gif顏色啦 !). 其他的內裝也以乳黃色 ( http://www.taconet.com.tw:8088/-df1995a19b8ebdebe18155161473ee99%7C1417001863-/fantazzy/system/instrum/cpt-milk.gif )搭配, 連飛行員座椅的配色也是同色系, 看起來倒是蠻舒服的 (純屬個人觀點) !
機艙分佈
747-400 內部基本上分成三層 : 上層客艙 (Upper Deck), 主客艙 (Main Deck) 及底艙 (Lower Lobe). 讓小蟹帶著大家從頭到尾, 由上而下逛一趟飛機.
雷達罩 :裡頭有個大大的雷達天線, 所以如果荷苞扁扁, 只能坐後面經濟艙時, 也不必羨慕坐前頭的人.
駕駛艙 :飛行員就是在這裡開飛機的.
飛行員休息室 :一趟美國航線飛下來十幾個小時, 飛行員怎麼受的了? 當然要休息了, 不過放心, 機上有兩組飛行員在輪替, 不會就放著讓飛機自己飛.
上層客艙 :有樓梯及電梯通到底下的主客艙, 不過你只能走樓梯, 電梯是運貨用的
主客艙 :每邊各有五個門, 由前到後編號各為 1, 2, 3, 4, 5, 恰把主客艙分為 五個區 (Zone), 稱為 A, B, C, D, E 區.
空服員休息室 :別想了, 要有鑰匙才能進去的啦 !
主電子艙 :放了好多電子設備, 可以說是飛機的神經中樞. 另外還有中部電子艙及 後部電子艙, 不過都不大, 就略過不去了.
前貨艙 :內有電動滾輪, 可以快速上下貨, 可裝五個 96 x 125 吋的標準貨盤.
油箱 :747-400 的油都裝在翅膀裡, 就是因為主翼結構通過這裡, 所以貨艙 才會分成前後兩部份.
後貨艙 :與前貨艙相似但較小, 只能裝四個 96 x 125 吋的貨盤.
散貨艙 :由於機身在此開始往後漸縮, 只能裝一些散貨或行李等.
绝世好资料，可惜打不开= = 这个东西很不错！！！！！！！！！！！ 本帖最后由 player1104 于 2014-11-26 22:41 编辑
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電力系統 (Electrical Power) 題外話 電力是飛機上最基本的動...
本帖最后由 player1104 于 2014-11-27 04:08 编辑電力系統
(Electrical Power)題外話
電力是飛機上最基本的動力源, 沒有了電, 其它系統也沒法運作. 因此維修人員在作飛行前準備時, 第一件事就是 "上電".
機上用電的系統形形色色都有, 有些需要高壓電才能運作, 例如閃光燈, 引擎火星塞等, 有些則只需低電壓即可, 如機內的一些照明. 另外有些是用直流電, 有些則要用到交流電, 甚至是三相的交流電. 不過航空界有個用電的標準規格, 在交流電方面, 使用的是 400 Hz, 115 V, 三相交流電, 而直流電則為 28 V. 至於使用其它規格電力的零組件, 就要另外加裝變壓器之類的裝置了.
電力來源747-400 上的電力來源共有底下四種 :
電池
電池是飛機上唯一能儲存動力的系統, 飛機能不靠地面裝備, 由完全靜止到整裝待發, 最後飛上天空, 就是靠電池起的頭. 此外機上有一些裝置是時時刻刻都要用到電的, 例如時鐘, 也是用機上電池的電.
機上共有兩個鎳-鎘 (Nickel-Cadmium)電池組 (每個電池組都是由好幾個小電池組成), 每個電池組可提供 24 V 直流電, 儲存能量 40 安培-小時. 其中一個是用來供應機上基本儀表及系統控制的用電, 稱為 Main battery, 另一個則是專門用來啟動 APU的 (因為要讓 APU 旋轉軸轉動, 需要非常大的電力),稱為 APU battery.只要機上電力系統正常供電, 機上充電器就會對電池充電 .
引擎發電機
在每顆引擎的附件齒輪箱上, 都裝有一具發電機, 只要引擎在轉動, 發電機也跟著轉動, 就能源源不斷產生電力了.
但發電機發電的頻率是隨著轉速而變化的, 今天發電機連在引擎上, 當引擎加大推力轉速增加, 發電的頻率就會升高, 反之頻率就會下降, 這種頻率不穩的電流是無法供機上系統使用的.
為了解決這個問題, 工程師在引擎與發電機之間, 設計了一個稱為 "Constant Speed Drive" (簡稱 CSD) 的定速傳動裝置, 利用巧妙的機械齒輪傳動機構, 把引擎高低不定的轉速, 一律轉換成 12000 RPM 的輸出, 再去帶動發電機運轉. 在構造上 CSD 與發電機是一體的, 所以一般把這樣的組合 (CSD + 發電機) 稱為 Integrated Driven Generator (簡稱 IDG).
747-400 共有四顆引擎, 所以共有四個 IDG 可供發電, 每顆 IDG 可產生 400 Hz, 115 V 的三相交流電, 發電功率可達 90 kW. IDG 是機上最主要的電力來源.
APU 發電機
APU 為了供電, 共裝了兩具發電機, 每具發電機可產生 400 Hz, 115 V 的三相交流電, 發電功率為 90 kW. 由於 APU 並不像引擎會隨推力需求而改變轉數, 所以不需要 CSD 之類的裝置, 發電機直接以固定齒輪比的減速齒輪帶動即可.
外接電源
飛機上也有 "插座", 可以把外界 400 Hz, 115 V 的三相交流電接到機上. 當然其插座, 接頭, 都是使用航空界的標準規格.
電力分佈
首先要向大家介紹 "bus" 的觀念.
在這裡 bus 指的可不是公車, 而是類似電腦裡 ISA, PCI bus 之類的匯流排, 是一個電流匯集的地方. 你可以把 bus 想像成家裡的多孔插座, 機上要用電的系統, 就把它們的電源 "插頭" 往這個 "多孔插座" 上插. 當然機上系統的電源是固定的, 可不能隨意換來換去, 不過有時一個系統會同時接到兩個 bus 上, 作為備份電源. 此外你也可以把一個多孔插座往另一個多孔插座上插, 構成另一個 bus.
追根究底起來, 引擎上的 IDG 是最基本的電源, 因此由 IDG 接出來的 bus, 是所有 bus 的源頭, 我們依引擎的編號, 把這四個 bus 分別稱為 AC bus 1, 2, 3, 4. 雖然基本上這四個 bus 是獨立的電源, 但一般都會把這四個 bus 接到一個稱作 Synchronous bus 上, 形成一個並聯的電路, 來平均分攤四個 bus 的用電. 若引擎沒有運轉時, APU 或是外接的電源, 也是先接到 Synchronous bus, 再透過這個並聯電路給四個 bus 使用.
在直流電方面, AC bus 1, 2, 3, 4 會各自接上一個整流器, 產生 28 V 的直流電, 分別稱為 DC bus 1, 2, 3, 4. 這 8 個 bus (直流 4 個, 交流 4 個), 就是機上電力系統分佈的骨幹. 除此之外, 從電池直接接出來的兩個 bus, 分別稱為 Main hot battary bus, APU hot battery bus, 雖然供電量很小, 但確是機上最 "原始" 的電源, 也很重要.
底下就是 747-400 機上電力分佈的簡圖 :
除了基本的 AC, DC bus 外, 底下介紹其他幾個重要的 bus :
[*]AC standby bus : 提供機上一些基本系統運作的用電. 因為太重要了, 所以除了正常情況下是用 AC 3 的電外, 必要時可以從電池供電 (但要先把直流電轉換成交流電)
[*]Captain transfer bus : 提供正駕駛這一側的儀表用電.
[*]F/O transfer bus : 提供副駕駛這一側的儀表用電.
[*]Ground handling bus : 提供裝卸貨物所需之用電.
[*]Ground service bus : 提供地面人員作業所需之用電.
註 : 以上兩種 bus 可以在飛機系統不運作的情況下, 提供地面人員照明或作業所需之電力.
[*]Utility/Galley bus : 提供廚房裡咖啡壺, 烤箱之類的用電.
[*]Main battery bus : 提供機上基本控制的用電.
[*]APU battery bus : 提供 操作 APU 所需之電力.
駕駛艙內的控制
在駕駛艙內上方的控制面板上, 有一塊區域是專門提供電力系統控制之用. 仔細觀察這塊控制面板, 你會發現其開關的分佈, 其實就是交流電的電力分佈, 依照這個原則, 可以讓你容易了解各個開關的功能.
1. IDG disconnect switch當 IDG 的潤滑系統出了問題, 按鍵上 "DRIVE" 的黃燈就會亮起, 飛行員必需按下此鍵, 把 IDG 的傳動軸從附件齒輪箱脫離, 以免損及 IDG 內部傳動機構.
(共有四個)
2. Generator control switch把 IDG 產生的電送到 AC bus 上.
(共有四個)
3. Bus tie switch把 AC bus 的電並聯到 Synchronous bus 上.
(共有四個)
4. APU generator control switch把 APU 的電接到 Synchronous bus 上.
(共有兩個 按鍵)
5. External power control switch把外接電源的電接到 Synchronous bus 上.
(共有兩個 按鍵)
6. Standby power selector控制 AC Standby bus 的用電來源 :
[*]OFF : 不供電
[*]AUTO : 無法從 AC bus 3 供電時, 自動切換到由電池供電
[*]BAT : 強迫由電池來供電
7. Utility power switch控制 Utility/Galley bus 是否供電.
8. Battery switch將電池的電供給 Main battery bus 及 APU battery bus.
本帖最后由 郭熠 于 2014-11-26 16:47 编辑
player1104 发表于 2014-11-26 16:40
地址沒問題 不知道是不是因為.com.tw的關係內地IP看不到的問題
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OK!被内地封杀了！
不谈政治！{:2_34:}国泰航空为什么不引进747-8I啊？国泰的地位在亚洲可是数一数二的！
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您发的链接打不开啊!{:2_32:} 图片挺漂亮的。。。。！