Вспомогательная силовая установка.
Здравствуйте!
Выходной патрубок ВСУ самолета А380.
Сегодня совсем небольшая статья об агрегате отнюдь не маленького значения. Вспомогательная силовая установка ( ВСУ ). О ней я за короткий срок уже дважды упоминал на страницах своего сайта. Но она заслуживает того, чтобы ей была посвящена отдельная, пусть и короткая статья.
Дело в том, что вспомогательная силовая установка — агрегат достаточно важный и довольно широко применяемый сегодня на транспорте. Суть его в том, что он снабжает то или иное транспортное средство необходимой энергией, источником которой в обычном режиме выступает основная силовая установка, то есть попросту двигатель (или двигатели).
Наиболее широкое распространение ВСУ получили в авиации. Особенно это актуально для пассажирских самолетов и самолетов транспортной авиации. Для их наземного обслуживания необходима электроэнергия, часто требуется давление в гидросистемах и системах кондиционирования.
Да и для запуска основных двигателей тоже нужна энергия. Далеко не всегда все это можно получить с помощью средств наземного обеспечения, ведь не все аэродромы и аэропорты одинаково развиты в этом плане.
Вот тут-то положение и спасает вспомогательная силовая установка.
ВСУ ТА-6Р для ТУ-154Б-2 и ИЛ-76.
На современных самолетах ВСУ – это миниатюрный газотурбинный двигатель. Или по другому турбовальный. На этом двигателе свободная турбина работает «на благо» :-). Вся полезная энергия, срабатываемая на ней, уходит на приведение в действие
полезных агрегатов (впрочем, как и на любом турбовальном двигателе :-)). Чаще всего это бывают генераторы, снабжающие летательный аппарат электроэнергией, могут быть гидронасосы в гидравлической системе. Кроме того воздух, который отбирается от компрессора ВСУ может использоваться для работы системы кондиционирования на стоянке, либо для раскрутки ротора основного двигателя при его запуске.
Транспортный самолет С-160 Transall.
ВСУ самолета С-160 в мотогондоле шасси.
Может также осуществляться и электрический запуск основного двигателя от генератора вспомогательной силовой установки. В этом случае этот генератор работает в особом форсированном режиме. Так, например, происходит запуск на самолетах АН-12 и ИЛ-18
В статье о турбовальном двигателе я упомянул о его применении в качестве турбостартера для за пуска основного двигателя. Так вот на современных движках у турбостартера появилась функция ВСУ. Турбостартер через коробку приводов агрегатов связан с гидронасосами и генераторами и может на стоянке приводить их в действие. Это характерно для самолетов МИГ-29 с двигателями РД-33 и для самолетов СУ-27 с двигателями АЛ-31Ф .
ВСУ в хвостовой части А380.
Кроме того на современных лайнерах у ВСУ есть еще одна очень серьезная функция. В случае выхода из строя в полете важных энергоагрегатов (например генераторов), она может быть запущена в аварийном режиме и будет снабжать борт необходимой энергией до самой посадки. На мой взгляд – это отличная функция, крайне важная для безопасности полетов.
ВСУ в хвосте самолета ТУ-134.
Вспомогательная силовая установка на современных лайнерах обычно устанавливается в хвостовой части. При этом достаточно хорошо видны специальные отверстия или лючки для входящего воздуха и выходящих газов. На транспортных самолетах ВСУ часто размещается в гондоле для основной стойки шасси.
Интересно, что ВСУ, как газотурбинный двигатель может устанавливаться не только на летательные аппараты. Например, на известной советской зенитной самоходной установке ЗСУ-23-4 «Ши́лка» установлен небольшой ГТД для обеспечения работы спецсистем электрооборудования.
Зенитная самоходная установка ЗСУ-23-4 «Ши́лка».
А вообще вспомогательная силовая установка – это необязательно авиация и необязательно турбовальный двигатель. Это вполне может быть дизельный, бензиновый или даже паровой агрегат и применяться он может на различных транспортных средствах от танков и специальных военных машин до паровозов и газотурбовозов. Однако это уже совсем не авиационная тема :-)…
13 Комментариев: Вспомогательная силовая установка.
Большое Спасибо.Как всегда просто и понятно.
Продолжайте эту тему. Читал как мальчик из детсада.
Тему по ВСУ Вы имеете в виду? Постараюсь :-)…
А на обычном полёте (на крейсирской высоте и крейсеркой скорости) её используют?
Обычно нет. ВСУ может быть использована в полете в аварийных обстоятельствах (например отказ двигателя), как источник энергии, если конечно такой вариант предусмотрен конструкцией.
Т.е. практически без ВСУ самолёт работать не может. А как ВСУ приводит в движение вал ротора, можете объяснить?
Нет, почему же? ВСУ — это именно вспомогательный агрегат. На подавляющем большинстве летательных аппаратов он используется на земле в том случае, если нет источника аэродромного питания. Причем питание это может быть как электрическим, так и например питание сжатым воздухом и др. То есть ВСУ просто обеспечивает автономность, а также использование и проверку некоторых систем самолета без запуска двигателей.
Приведение в движение ротора двигателя обычно производится через вал-рессору. Он обычно перпендикулярен валу двигателя и располагается в одной из полых стоек в его конструкции. Нижний его конец кинематически (шестерни) соединен с валом, верхний со стартером (чаще всего через коробку приводов). Стартер — это либо электростартер (стартер-генератор) — энергия от наземного источника или ВСУ (его генератор); либо воздушный стартер — воздушная турбинка — воздух от аэродромного источника или компрессора ВСУ; либо турбостартер — это маленький турбовальный двигатель, свободная турбина которого соединена с коробкой приводов (обычно он на ней и стоит). Турбостартер работает только на запуске двигателя (или его прокрутке без запуска), сам запускается от своего электростартера (питание аэродромное или самолетные аккумуляторы).
А много самолётов с/без ВСУ?
Раньше думал, что самолёт работает от генераторов, работающих от турбин главных двигателей, а на стоянке — от аккумуляторов, как машина 🙂
А в «Секундах до катастрофы» показывали выдвижную турбинку, вращающуюся от набегающего потока при отказе всех двигателей.
Все то, о чем Вы написали есть в различных комбинациях. Генераторы приводятся от ротора двигателя и работают после их запуска соответственно. Выдвижные турбинки есть на некоторых самолетах (даже на МиГ-23 была когда-то). ВСУ стоят на больших в основном пассажирских и транспортных. Запустить ВСУ можно от наземного источника или от бортовых аккумуляторов, а потом ВСУ уже способствует запуску двигателя. Есть бортовые стартеры (не ВСУ) — турбо- или электро-, которые запускают двигатель, а сами могут запускаться от наземного источника или бортовых аккумуляторов…
Силовые установки для запуска двигателя
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое «Вспомогательная силовая установка» в других словарях:
Вспомогательная силовая установка — (ВСУ), энергоузел силовая установка на современных самолётах и вертолётах для пуска основных двигателей, питания сжатым воздухом системы кондиционирования, привода электрогенераторов и другого вспомогательного оборудования. Применение бортовых… … Энциклопедия техники
вспомогательная силовая установка — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN auxiliary power plantauxiliary power unitAPU … Справочник технического переводчика
вспомогательная силовая установка — (ВСУ), энергоузел силовая установка на современных самолётах и вертолётах для пуска основных двигателей, питания сжатым воздухом системы кондиционирования, привода электрогенераторов и другого вспомогательного оборудования. Применение… … Энциклопедия «Авиация»
вспомогательная силовая установка — (ВСУ), энергоузел силовая установка на современных самолётах и вертолётах для пуска основных двигателей, питания сжатым воздухом системы кондиционирования, привода электрогенераторов и другого вспомогательного оборудования. Применение… … Энциклопедия «Авиация»
вспомогательная силовая установка летательного аппарата — ВСУ Ндп. энергоузел Конструктивно объединенная совокупность В ГТД, входного и выходного устройства с агрегатами и системами, предназначенными для обслуживания маршевых и подъемных ГТД и летательного аппарата на земле и в полете. [ГОСТ 23851 79]… … Справочник технического переводчика
Вспомогательная силовая установка летательного аппарата — 20. Вспомогательная силовая установка летательного аппарата ВСУ Ндп. Энергоузел D. Hilfsanlage des Flugkörpers Е. Aircraft auxiliary gas turbine power plant F. Groupe de puissance auxiliare de puissance l’aeronef Конструктивно объединенная… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Силовая установка — (СУ) летательного аппарата совокупность авиационного двигателя (двигателей), систем и устройств летательного аппарата, обеспечивающая создание необходимой для полёта тяги. Состав СУ в основном зависит от типа двигателя (см. Двигатель авиационный) … Энциклопедия техники
силовая установка — (СУ) летательного аппарата совокупность авиационного двигателя (двигателей), систем и устройств летательного аппарата, обеспечивающая создание необходимой для полёта тяги. Состав СУ в основном зависит от типа двигателя (см. Двигатель… … Энциклопедия «Авиация»
силовая установка — (СУ) летательного аппарата совокупность авиационного двигателя (двигателей), систем и устройств летательного аппарата, обеспечивающая создание необходимой для полёта тяги. Состав СУ в основном зависит от типа двигателя (см. Двигатель… … Энциклопедия «Авиация»
Шилка (зенитная самоходная установка) — У этого термина существуют и другие значения, см. Шилка (значения) … Википедия
Тема7. Система запуска вспомогательной силовой установки
Вспомогательная силовая установка (ВСУ) предназначена для питания самолетных систем горячим сжатым воздухом и электроэнергией переменного тока на аэродромах, расположенных на высоте до 3000 м над уровнем моря, при отсутствии наземных источников питания. В полете разрешается запуск ВСУ на высоте не более 3000 м и при скорости по прибору не более 525 км/час только в аварийных условиях. ВСУ для питания самолетных систем электроэнергией постоянного тока не используется, так как ГС-12ТО не работает в генераторном режиме.
На аэродромах от ВСУ могут одновременно отбираться воздух и электроэнергия в следующих комбинациях:
— воздух в систему запуска основных двигателей, электроэнергия переменного тока до 110А;
— воздух в систему кондиционирования, электроэнергия переменного тока до 110А.
В полете от ВСУ может отбираться электроэнергия переменного тока до 138А.
ВСУ состоит из двигателя и систем, обеспечивающих его работу на борту самолета в указанных условиях. Располагается ВСУ в хвостовой негерметичной части фюзеляжа.
Органы управления и приборы контроля смонтированы на панели » Запуск ВСУ» пульта бортинженера.
Для надежного запуска двигателя ВСУ в полете при отрицательной температуре окружающего воздуха или сразу после окончания полета (на земле) отсек ВСУ оборудован системой обогрева.
Двигатель ТА-6А является газотурбинным, одновальным с отбором воздуха за компрессором с генератором переменного тока ГТ40ПЧ6 и стартер-генератором постоянного тока ГС-12ТО. Ротор двигателя обладает постоянной физической частотой вращения, обеспечивая тем самым стабильность частоты генератора переменного тока. Воздух в отсек ВСУ поступает через створку. Створка открывается- электромеханизмом МП-750ТВ.
Для защиты выхлопной трубы от попадания в нее посторонних предметов на земле при неработающем ВСУ, она закрывается заслонкой, которая управляется электромеханизмом МПК-13А-5.
Заслонка отбора воздуха от ВСУ открывается электромеханизмом МПК-13ТВ регулятора воздуха РВ-6Б. Система запуска ТА-6А — автономная, электрическая, автоматизированная. Для питания ГС-12ТО на земле и в полете необходим источник электроэнергии постоянного тока 27В +10%, которым может быть ВУ-6Б или бортовые аккумуляторные батареи.
Система запуска обеспечивает: запуск двигателя с выходом на рабочий режим, холодную прокрутку, ложный запуск, запуск в полете, останов ВСУ.
Электросхема системы запуска, кроме своей основной функции, обеспечивает также контроль работы ВСУ.
Аппаратура, входящая в электросхему запуска, позволяет бортинженеру визуально следить за основными параметрами ВСУ после запуска, и обеспечивает автоматический останов установки в случаях:
— превышения температуры газа за турбиной свыше (700 ± 8)°С при запуске и не свыше (570 ± 8)°С после выхода ВСУ на режим;
— падения давления масла ниже 3,2 кгс/см 2 ;
— превышения частоты вращения до 105 %;
— пожара в отсеке ВСУ.
При срабатывании противопожарной системы происходит:
— закрытие перекрывного крана подачи топлива к ВСУ;
-выключение топливного подкачивающего насоса ЭЦН-319;
— включение автоматики двигателя на останов, соответствующее нажатию кнопки «СТОП«;
— закрытие створок воздухозаборника и выхлопного устройства ВСУ;
— загорание сигнализации системы пожаротушения в отсеке ВСУ.
Самолеты оборудованы счетчиками для точной фиксации времени наработки и количества запусков двигателя ТА-6А. Счетчики электрически связаны со схемой запуска двигателя и включаются и выключаются при каждом его запуске (при открытии крана МКТ-17М подачи пускового топлива), а выключаются после останова двигателя (после закрытия стоп-крана МКВ-251 основного топлива).
Счетчик установлен в левом туалете за зеркалом.
В состав электрооборудования запуска входят следующие основные агрегаты:
на двигателе ТА-6А установлено:
— стартер-генератор ГС-12ТО;
— агрегат зажигания СКНР-22-0,5А с двумя свечами СП-43;
-электромагнитный клапан МКТ-17М пускового топлива;
-электромагнитный клапан МКВ-251 основного топлива;
-обводной электромагнитный клапан распределителя топлива МКТ-4-2А;
— электромагнитный клапан срезки топлива — МКТ-372;
— электромагнитный клапан стравливания топлива МК- 4-2А;
— электромеханизм управления заслонкой отбора воздуха от ВСУ-МПК-13ВТВ.
В техническом отсеке № 5 в районе шп. 68 — 69 установлены автоматическая панель двигателя АПД-30А и панель генератора-стартера ПСГ-6, а также блоки БУС-1, СОТ-2 №1 и № 2.
В отсеке ВСУ установлены: электромеханизм МП-750ТВ управления створкой воздухозаборника ВСУ и электромеханизм МПК-13А-5 2 серии управления выхлопной заслонкой.
В нижней части технического отсека № 5 по левому борту установлен перекрывной топливный кран 610200А.
Совместно с электрооборудованием работает следующее приборное оборудование:
— тахосигнальная аппаратура ТСА-6М;
— сигнализаторы опасной температуры СТО-2 №1и № 2;
— сигнализатор давления масла МСТ-3,2.
Топливо на ВСУ поступает при помощи топливного насоса ЭЦН-319, расположенного в баке №I.
На панели запуска ВСУ, расположенной на пульте бортинженера, находятся следующие элементы управления и контрольно-измерительные приборы ВСУ:
— выключатель запуска «ЗАПУСК«;
— выключатель «ЗАПУСК — ХОЛ. ПРОКРУТКА«;
— кнопка запуска «ЗАПУСК«;
— кнопка останова «СТОП«;
— переключатель «ОТБОР ВОЗДУХА» управления заслонкой отбора воздуха в систему запуска
основных двигателей и систему кондиционирования ;
Вспомогательная силовая установка от холдинга «Авиационное оборудование» – новое слово в авиатехнике
ВСУ-120 в разрезе / Фото: Ростех
Среди более чем 20 тысяч наименований изделий, производимых компаниями, входящими в холдинг «Авиационное оборудование», немало инновационных разработок, значительно превосходящих существующие российские и зарубежные аналоги. Сегодня расскажем про одну из них – новейшую вспомогательную силовую установку ВСУ-120.
Модель новейшей вспомогательной силовой установки (ВСУ-120) для перспективных российских самолетов была представлена летом 2014 года, на открытии центра проектирования холдинга «Авиационное оборудование».
«По своей мощности новая ВСУ-120 превосходит российские аналоги, а ее технические характеристики отвечают концепции «более электрического самолета» (БЭС)», – рассказал генеральный директор холдинга «Авиационное оборудование» Максим Кузюк.
Поясним, вспомогательные силовые установки – это дополнительный источник энергии для самолетов, бронетехники, судов, локомотивов, автомобилей и прочей большой наземной и морской техники. Задача ВСУ – запуск основного двигателя, а также обеспечение транспортного средства энергией на стоянках.
В авиации ВСУ – это относительно небольшой газотурбинный двигатель. Его используют для выработки электричества, создания давления в гидравлической системе и кондиционирования воздуха во время нахождения самолета на земле.
С помощью сжатого воздуха, отбираемого от компрессора ВСУ, происходит запуск основных двигателей самолета. Когда же применяется электрический запуск, генератор ВСУ работает в форсированном режиме. Сама же вспомогательная силовая установка запускается с помощью электростартера.
Впервые газотурбинный двигатель был использован в качестве ВСУ в 1963 году. Благодаря ему, самолеты Boeing-727 смогли приземляться в небольших региональных аэропортах и не зависеть от оборудования наземных служб.
ВСУ-120, созданная специалистами холдинга «Авиационного оборудования», легче и мощнее современных зарубежных аналогов. Она позволяет перевести на электрический привод большую часть бортовых устройств воздушного судна, повысив эффективность их работы и снизив расход топлива воздушных судов на 20–25 %.
В качестве ноу-хау, как пояснил Максим Кузюк, использована новейшая схема без коробки приводов, которая позволила уменьшить количество узлов и деталей ВСУ-120 на 30 процентов. Другими словами, инженеры холдинга разработали высокооборотный генератор, ротор которого соединили с валом газотурбинного двигателя (ГТД) напрямую.
В итоге генератор ВСУ-120 получил способность работать на 40–60 тыс. оборотах в минуту (для сравнения: максимальное количество оборотов генератора прочих современных силовых установок – 12–24 тыс. в минуту). А снижение числа узлов и деталей, в свою очередь, повлекло за собой и уменьшение себестоимости установки. Таким образом, предварительная цена одного изделия составила около 10,5 млн рублей.
Другими важными преимуществами ВСУ-120 являются: высокая надежность, простота конструкции, возможность бесперебойной работы при температуре от –55 до +55 ⁰С, уменьшенные эксплуатационные расходы за счет гибкой программы управления (ГТД) с применением электронной системы управления двигателем с полной ответственностью (FADEC), повышенный ресурс, а также снижение массы на 20 процентов и габаритов на 15 процентов.
Разработчиком и производителем ВСУ-120 является Уфимское агрегатное предприятие (УАП) «Гидравлика» (входит в холдинг «Авиационное оборудование»). Оно осуществляет поддержку всего жизненного цикла изделия, включая производство, послепродажное обслуживание и эксплуатационный ремонт.
Продукция УАП «Гидравлика» хорошо известна отечественным авиастроителям. Она применяется в самолетах «Ту», «Ил», «Ан», «Як», «Су» и «МиГ», вертолетах «Ми» и «Ка», а также в системе «Энергия-Буран».
ВСУ-120, как предполагается, будут использоваться на бортах среднемагистрального лайнера МС-21 и других перспективных отечественных самолетов. Создание силовой установки нового поколения, по мнению экспертов, способно решить проблему импортозамещения авиационной техники.
Сейчас ВСУ-120 находится на стадии эскизно-технического проекта. Первый опытный образец будет готов к концу 2015-го. Серийный выпуск установки планируется начать в 2017 году.
Холдинг «Авиационное оборудование» производит и другие вспомогательные силовые установки, которые используются, в частности, на таких уникальных летательных аппаратах, как военно-транспортный самолет Ил-76МД-90А или крупнейший в мире многоцелевой транспортный вертолет Ми-26. К 2020 году «Авиационное оборудование» планирует увеличить выпуск вспомогательных силовых установок в три раза.
«Холдинг намерен расширить участие в проектах по созданию перспективной российской и зарубежной авиационной техники, – заявил глава «Авиационного оборудования» Максим Кузюк. – Поэтому мы планируем, что к 2020 году количество ВСУ, выпускаемых на базе «Гидравлики», достигнет 150 изделий в год».
В июле прошлого года «Авиационное оборудование» и французская компания Microturbo (Safran) договорились о совместных инвестициях в разработку и подготовку производства новой ВСУ, предназначенной для рынка вертолетной техники. Соответствующий меморандум о сотрудничестве был подписан между ними во время встречи на авиасалоне Farnborough-2014.
Французская компания будет проектировать и разрабатывать основные компоненты и выступать интегратором системы. «Авиационное оборудование» разработает систему зажигания, электростартер, электрогенератор и систему управления двигателем, а также запустит сборочную линию производства ВСУ для российской авиационной техники.
«Соглашение с компанией Microturbo является важным стратегическим шагом для выхода на международный рынок с продуктами нового поколения», – считает генеральный директор холдинга «Авиационное оборудование» Максим Кузюк.