APU进气系统安装典型设计细节的研究

0引言

辅助动力装置(Auxiliary Power Unit，以下简称APU)是利用输出气源和轴功率来起动主发动机，并用来发电和为机载空调提供气源的装置。APU实际上是一种小型的燃气涡轮发动机，它有自己的压气机、燃烧室、涡轮和各个系统，而且很多APU都是从燃气涡轮发动机衍生发展而来的。随着现代飞机变得越来越大，越来越复杂，电子、电气设备越来越多，致使用气量和用电量亦越来越大，从而使得现代飞机越发需要和依赖APU[1]。20 世纪60 年代， APU被引入飞机设计中。有了APU 所提供的动力，飞机取消了对地面电源车、起动车和空调车的依赖；飞机在起飞过程中，发动机功率可全部用于加速和爬升，从而改善了起飞性能；飞机着陆后关闭主发动机，由APU 提供电源照明和调节客舱温度，可节省燃油、降低机场噪声[2]。

APU的安装设计会影响到APU的功能、性能、安全性、可靠性及可维修性等，由美国汽车工程师协会(SAE)出版的SAE AIR 4204 《飞机辅助动力装置安装设计指南》[3]，对APU系统安装提供了指导方法，但典型的设计细节仍会导致制造、装配、运营期间的问题，本文以某机型APU进气系统的技术性经验教训为基础，重点讨论除提高抗疲劳能力之外的典型设计细节及推荐性的设计方案。

1APU类型

根据美国联邦航空局技术标准规定TSO-C77[4]，APU划分为两种类型，即1类 APU和2类 APU，其都要满足：

(1)一般要求，如额定和工作限制、材料、耐久性、载荷、可达性等；

(2)设计和构造要求，如安全性、防火、进气、润滑、排气、冷却、转子包容等；……