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私人飞机引擎维护高级攻略

2015-07-13 16:36:09来源:极飞网 移民责任编辑:信昕 点击量:
 
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    [极飞网 实用百科] 如今,书店为了迎合像我这样的阅读人群,往往在畅销书书架上堆积着大量的指导书。比如《布莱恩外科手术入门书》、《税务入门书》 或《入门的杂耍指南》。然而,有一种“指导书”,您在当地书店或本地机场都找不到,那就是高级飞行员课程(APS)。您只有去奥克拉荷马州的艾达市才能亲自体验。  
 
    高级飞行员课程包含有“航空活塞引擎管理”课程,由Walter Atkinson(华特.阿特金森),George Braly (乔治.布拉利) 和John Deakin(约翰.邓肯)举办。如果你觉得在飞行时,引擎与你的生命息息相关,那你就应该参加这门课程。布拉利对专业知识有资深研究,邓肯有丰富的飞行经验,而阿特金森则其负责一起其他事宜。航空活塞引擎管课程理每隔一个月开一次课, 为您讲一些活塞引擎的秘密。比如。如何了解最佳效益海拔?不同海拔对引擎的影响?各个活塞引擎的区别?等等。
 
    在大多数的飞行员交流会上,这三个人都是权威的教授。这三人的教学方式不同于以往的“从浅到深”,而是倚靠他们所掌握的科学技术,来解答飞行员的所有问题。 对这三人而言,一切课程都必须拥有严谨的理论依据。
 
    几乎所有飞机的活塞引擎,都经历过苛刻环境的考验,也许会在露天停机坪受到连续几周的日晒雨淋,也许会在冬季被搁置在寒冷的室外数月。活塞发动机经过长时间严峻的考验,需要在几秒钟内启动,温度从常温上升到数百度,然后以100%的动力起飞,连续几小时的高强度运转。
 
 
    为了满足我们的飞行计划,引擎注定要忍受这样苛刻的条件,并且一遍遍重复整个循环过程。我们要求飞机的引擎安全流畅地运转2,000小时,却会忘记发动机已经达到10年甚至20年的寿命,发动机材料已经疲惫,发动机的润滑剂或许早该更换。  
 
    现代航空活塞引擎的质量要比其他内燃机苛刻的多。也许赛车和快艇的引擎会在设计上与航空引擎有相近之处,但赛车和快艇的引擎和航空引擎相比,工作周期和意外风险都不是同一个等级的。航空活塞引擎的使用在近几十年中没有太大改变,但在21世纪,由于我们对引擎已经有了更深入的了解,已经到了对现有的使用方法进行改进的时候。 
 
   过去的工程师们设计、制造并测试引擎,并且绘制了我们一直都在参考的动力图表。他们定义了排气温度(EGT),气缸温度(CHTS),以及马力与燃料消耗之间的关系。在第二次世界大战期间,工程师们将他们的测试结果绘制成飞机的最佳效益值表,军队则将最佳效益值表归为最高机密。
 
    Charles Lindbergh(查尔.林德伯格)对于EGT有深刻的研究。也正是在EGT的帮助下,林德伯格于1927年横跨大西洋。60年代,Max Conrad(马克斯.康瑞德)驾驶他的Comanche使用最佳效益值,不间断飞行7,600英里以上,创下了当时的飞行距离纪录。
 
    最佳效益值不是什么新鲜事物,但似乎谁也没有认真宣传过。当飞机制造厂商的营销部门设法让最新的Bonanza, Piper 或者Cessna飞起来更快时,他们只在乎一件事:最佳的动力在哪里? 
 
    飞机的最大马力值,就是发动机达到了最佳的排气温度(EGT)时的状态。回顾上世纪50年代到80年代的所有《飞行员操作手册》,有关引擎管理推荐的介绍越来越少。如果当燃料费用低于每加仑30美分,并且发动机检修费用低于飞机价值的30%的时侯(几乎不可能实现),你可以只考虑飞机的速度而忽略发动机。然而在现实面前,大多数人仍然一味追求速度,而忽视了燃料与发动机检修的昂贵费用。
 
    Wright R-3350引擎是一款优秀的活塞引擎,已经在各型飞机上飞行了数万小时。作为一个参考最佳效益值的引擎,Wright R-3350发动机在最佳高峰值上,排气温度比以往发动机降低了10%。更低的排气温度使得R-3350的燃油消耗更低,效率更高。
 
 
    最佳效益值的意义,在于发动机可以为飞机提供更远的航程,但这也同时意味着飞机的飞行速度会变慢。速度一直是我们追求的,如果追求最佳效益值而放弃速度,也会使人很难接受。
 
    对于别人的飞机,你也许会非常容易地说出你的想法。但对于自己必须支付燃料、维护和检修费用时,心态完全是另外一回事了。麻烦的是我们真的知道如何飞行才是正确的吗? 也知道在任何情况之下如何控制引擎才是最好的吗?
 
    高级飞行员课堂会确切的为你回答这些问题,尽管答案并不简单。有时,你想要飞得快,有时又想要提高燃油效率,但两者不可兼顾,因此方法并不简单。乔治. 布拉利和通用航空改造公司(General Aviation Modifications,Inc. 缩写GAMI)的提姆.罗韩(Tim Roehl),决定找出最好的解决方案。
 
    大陆引擎的退休工程领导Carl Goulet(卡尔.戈勒特)也开始寻找问题的答案。戈勒特要求布拉利研究气缸在燃烧期间所产生的反应,而唯一确定内部气缸压力的方法,就是在每次点火之后,直接读取气缸内的压力数据。为了回答这个问题,GAMI建立了一套堪称世界上最完善的引擎试验标准。在高级飞行员课堂上,你将亲眼目睹这个引擎实验结果。
 
    作为测量燃油流量的EGT和CHTs是众人所熟知的,但气缸内的状态如何,却是大多数人都不了解的。目前大多数航空活塞引擎在达到上止点前(before top dead center,缩写BTDC)20度点火,内部气缸压力直接到达峰值。在布拉利的试验标准里,从上止点(Top Dead Center,缩写TDC)的活塞位置,就已经开始测量这些压力值了。
 
    活塞引擎是一种利用活塞将压力转换成旋转动能的发动机。在航空引擎上,产生的能量被转为螺旋桨旋转的动能。在飞机起飞时,节流阀全开,转速和油耗达到最大值。此时燃料和空气的比例会改变气缸内部的压力:当燃料较多时,发动机动力由气流控制,气缸内会留下额外的燃料;当空气较多时,发动机动力由燃料控制,气缸内会留下额外的空气。
 
    试验表明,多余的燃料会延迟气缸的压力峰值,而减少气缸的空气,会使燃料燃烧得更快,气缸内会更早地到达压力峰值。压力峰值在离TDC较近时,气缸压力的实际值会急剧上升。
 
 
    发动机气缸的压力较高时,往往会对发动机产生危害。比如阀门会被压力挤进安装位置;活塞圈会猛烈刮擦气缸壁;活塞、曲轴和轴承会诱发疲劳等现象。更高的压力值也意味着气缸裸露的金属及活塞与热气之间的边界层更薄。更薄的边界层会导致气缸盖、阀门和阀门座受到直接的热传递。总之,更高的压力意味着更多的磨损和更高的温度,而这些因素都会缩短引擎寿命。
 
    达到最佳效益的空气、燃料混合物,会延迟气缸压力的峰值。但事实是气缸内的空气、燃油混合物越接近最佳效益,动力下降得越快。
 
    发动机转速怎么控制?如果达到最佳效益值,发动机却打不着火呢?怎么知道我的ICP是什么?是否要安装引擎监控吗?怎样查看阀门是否被烧坏?气缸里和活塞上的沉淀物该怎么处理?爆震是什么?火花塞的温度范围对操作有什么影响?如果发动机警告我不能进行最佳效益值飞行怎么办?
 
    对飞行员和技术人员来说,一定有大量疑问,也因此有很充分的理由去参加高级飞行员课程。高级飞行员课堂加入了FAA的机翼计划和IAs对继续教育的要求。这里我不能透露更多有关高级飞行员课堂的秘密,但可以给你一个提示:这是一个具有试验标准的简单却又非常重要的课程。
 
    对于航空活塞引擎,真正的问题不是如何精准地操作,而是使用者往往没有足够丰富的使用经验。如果你不能回答以上的所有问题,那么这个课程就是适合你的。现在你应该考虑的,是你的引擎在运行起来时,究竟有什么问题?

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