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引擎啟動與控制
(Engine start and Engine control)
題外話
現代的引擎我們常講是 "FADEC" (Full Authority Digital Engine Control, 全權數位控制) 的引擎, 這是因為引擎的控制, 已經不像以前那樣直接由駕駛艙內的油門推桿來控制注油量 (注油越多, 推力越大).
現在在油門推桿下方, 只是幾組感測器, 用來傳送推桿目前位置的訊號. 真正控制引擎的核心, 是一般稱為 ECU (Engine Control Unit) 的控制器. 油門推桿的位置, 只是 ECU 所接受的訊號之一, 它還會從其它地方, 如飛行管理電腦, 大氣電腦等, 得到其它相關的資訊, 來決定注入引擎的油量. 而這些數據的交換都是以數位方式進行的, 因此被稱為 "全權", "數位".
引擎之啟動
與一般汽車引擎一樣, 渦輪引擎在啟動前, 也是必需先藉外力轉起來, 才能點火燃燒, 進而正常運轉.
一般大型引擎多採用氣動馬達, 作為地面起動引擎的動力, 若在空中熄火, 欲重新啟動時, 可以直接利用因風車效應轉動的動力, 不必再靠氣動馬達. 每個引擎都有各別的開關, 可以控制氣動馬達的運作.
在氣動馬達開始運作之後, 就會帶動 N2 軸旋轉, 轉速慢慢升高, 當 N2 轉速到達 20% 左右, 就可以開始注油點火燃燒了. 此時引擎轉速隨著注油燃燒所產生的動力而逐漸增加, 當轉速到達 50% 時, 氣動馬達功成身退, 與引擎的轉軸脫離, 以免反被引擎轉壞, 而引擎則繼續加速, 一直到正常的慢車速度 (在地面上約為 N2 轉速 6?%, 視外界溫度與引擎負載而定).
飛機上引擎的點火系統, 也是類似汽車上用的火星塞, 只不過電壓更大, 火花更強, 不過與活塞引擎不同的是, 在引擎穩定燃燒之後, 火星塞便不再點火, 純粹靠燃燒室裡的火燄穩定燃燒. 當然在必要時, 飛行員可控制火星塞強迫點火, 以避免引擎熄火. (例如在通過亂流時, 進氣氣流不穩可能導致引擎熄火) 另外在放下襟翼時 (起降過程), 及啟動引擎進氣口防冰裝置時, 機上系統也會自行讓火星塞點火, 以確保引擎正常運轉. 每個引擎都有兩套點火系統.
駕駛艙內控制 | 1. Fuel control switch | 控制引擎注油的開關
RUN : 注油同時點火
CUTOFF : 切斷供油 | | 2. Engine start switch | 啟動氣動馬達帶動引擎旋轉 | | 3. Standby ignition selector | 點火系統的電源選擇開關
NORM : 正常情況下使用機上交流電, 若交流電故障, 自動切換為 Standby power
1, 2 : 強迫 1 或 2 系點火系統使用 Standby power | | 4. Continuous ignition switch | 強迫火星塞連續點火 | | 5. Auto ignition selector | 選擇使用那一套點火系統 (或同時使用) |
引擎的控制
在駕駛艙裡控制引擎的首要裝置, 當然非油門推桿莫屬了. 推桿頂端的 Throttle handle 是飛行員手握的地方, 雖然每一個引擎的推桿都是可以獨立操作, 但大部份時間裡都是一起移動的, Throttle handle 的設計, 恰好讓四根手指坐落於其上, 推或拉都很方便.
推桿移動的行程大約是 50º 左右, 往前推到底 (上圖的左方) 是最大推力, 往後拉到底則是慢車. 至於最大推力是多少, 慢車轉速是多少, 則視飛行階段及外界大氣狀況而定. 例如飛機在空中的慢車轉速約是 N2 7?%, 在地面上則減低為 6?%, 在起飛時, 以能發揮引擎 "瞬間" 最大推力為考量, 而當飛機在爬升後, 最大推力的設定就會降低, 以引擎能不超溫而持續運轉為前題.
基本上, 這些設定是機上系統自定的, 飛行員不需去擔心是否超過引擎負荷 (當然還是得監控不正常狀況), 只要視其需要去移動推桿即可. 不過在耗油及引擎壽命, 甚至機場噪音標準的考量下, 許多航空公司在跑道長度許可的狀況下, 會用人為方式降低最大推力的設定 (修改系統所偵測到的大氣溫度值, 溫度設定高一點, 引擎就會為避免超溫而將最大推力向下調整).
在油門推桿下方有一組伺服馬達, 可用來移動油門推桿, 這是飛行管理電腦用來做推力自動控制用的. 因此在飛行中, 飛行員會看到油門推桿自己就動了起來.
在每個引擎油門推桿的上方, 是控制逆推力系統的操縱桿, 向上拉起後就會啟動逆推力裝置. (請參考逆推力系統的介紹)
按下 Go-around lever 後, 就會通知飛行管理電腦進行 Go-around 程序, 若此時自動駕駛 (auto-pilot)及自動推力控制 (auto-throttle)都已啟動, 則飛機會自動增加推力, 拉機頭, 穩定爬升, 執行 Go-around 程序 (飛行員則專心收起落架, 襟翼, 注意航管程序等等). 此裝置在 2, 3 號引擎油門推桿上各有一個.
Auto-throttle disconnect lever 則是用來中斷 Auto-throttle 功能, 在 1, 4 號推桿上各有一個.
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