渦噴發動機的怎樣起動的？

01-19

了解渦噴發動機的結構，有個疑問渦噴發動機要達到規定轉速才能運轉，那最開始是怎麼達到規定轉速的？是連有小電動機？
小型航模用我知道，有電機，請講一下戰鬥機，或者民用渦扇動機怎麼起動。最好能貼圖

先來看一張典型的渦扇發動機的原理圖，渦扇發動機除去外函道風扇，就是一個典型的渦噴發動機的原理結構圖。對於航空渦輪發動機而言，沿氣流順序依次為壓氣機、燃燒室和渦輪三大部件構成發動機的核心機，核心機是航空發動機的一個重要部分，一個核心機可以衍生出不同類型的發動機，如增加外函道風扇可以構成渦扇發動機，加上動力渦輪輸出可以構成渦軸或渦漿發動機等。

先考慮核心機的工作原理，在航空渦輪發動機的工作時，氣流通過進氣道進入壓氣機，壓氣機是核心機的重要部件，它的作用增壓，提高燃燒室的入口壓力，同時增大空氣流量，保證燃燒室的燃油的高效燃燒。燃油在燃燒室里燃燒釋放能量生成高溫高壓的燃氣，並在渦輪流道膨脹做功，燃氣的內能轉化為渦輪的機械能。壓氣機與渦輪通過軸連接在一起構成發動機的轉子。

航空發動機在設計時都有一個工作轉速(轉速點或轉速區間)，發動機的壓氣機、渦輪均對工作轉速做了優化以便獲得最優的效率。因此發動機的的起動過程就是讓發動機轉子轉速由零到達工作轉速的過程。

轉子轉動時，壓氣機需要消耗渦輪從燃氣中獲得的功率。在轉速較低時，壓氣機消耗的功率要大於渦輪獲得功率，因此依靠發動機自己，無法是轉速從零提高到工作轉速。當轉子轉速達到一定閾值時，從渦輪獲得的功率能夠大於壓氣機的功率消耗，多出的功率才能夠支撐發動機轉子轉速繼續上升，在控制器的控制下達到工作轉速後並維持在工作轉速。

這個轉速閾值的存在，是起動機存在的意義，因此起動機的作用就是將發動機轉子帶轉到閾值轉速以上。

對於功率相對較小的航空發動機，如一般小型直升機上用渦軸發動機（如普惠的某些PT6發動機），中小型渦噴發動機等，電源加上一個電動機，即可構成一個基本的起動系統。以直升機為例，處於地面時，可以在直升機上連上電源車驅動起動電機完成對發動機的起動；當直升機位於空中時，可以通過飛機的電瓶驅動起動電機完成空中應急啟動。

功率相對大一點的航空發動機，如渦扇發動機、大中型渦噴發動機以及某些大功率的渦槳、渦軸發動機，起動過程需要較大的功率和較長的帶轉時間，直接採用電源和起動電機的方式已經無法滿足起動的需要（電機功耗、重量等因素限制）。這種情況下發動機起動的方式一般都是先通過上面提到電機起動的方式先起動一個小型航空發動機，再通過這個小發動機來起動大的發動機（一般說的主發）。這個用於起動主發的小發動機一般被稱作輔助動力裝置（auxiliary power unit；APU），APU在波音和空客的客機上基本上就是標配，相較於大發，這個領域更多的是悶聲發大財的幾個公司，比較牛的有霍尼韋爾，漢盛、捷克斯洛伐克的PBS,前兩者主要給西方國家配套，第三者主要為前蘇聯繫統，目前主要是俄羅斯和烏克蘭。

通過APU來起動大發，目前主流也有三種情況，差別主要是APU的輸出到主發的方式不同，一種是通過APU發電，然後將APU作為起動電機的電源帶動主發動機的起動電動機來完成起動帶轉。另外一種方式在APU的壓氣機通過機構引一部分氣或單獨設置一個負載壓氣機進行引氣輸出，引氣通過管路驅動空氣渦輪起動機，在空氣渦輪起動機里，氣流帶動渦輪轉動並帶動主發轉子轉動，從而完成主發動機的起動。第三種方式更為直接，直接將APU的動力輸出軸通過減速器連接到主發轉子上，起動時直接由軸帶轉至主發的起動轉速閾值。前兩中方式一般出現在大型客機、軍用運輸機中，一般為一個APU來起動多個大發動機，如蘇俄伊爾76上採用的塔系列起動機，波音和空客的客機上採用的honeywell的131-9系列等，這樣的好處就是APU放置的位置可以更自由，但效率上有損失；第三種則在戰鬥機中比較普遍，APU放置與兩台主發之間，直接帶動，傳動效率更高。

APU除了作為起動的作用外，還可以為飛機的空調系統提供壓縮空氣，在飛機的空中運行階段和地面停泊階段為飛機的航電系統和地面診斷系統提供供電，從而節約主發運行時間，提高主發的的使用壽命，降低總的使用成本。

特別的，對於某些有特殊起動要求的場合，比如戰鬥機，特別是單發戰鬥機，當飛機在空中發生髮動機停車時，需要在段時間完成起動工作，採用先起動APU（一般在40~90s，各個狀態下起動時間有所不同）再起動主發的方式花費時間過長，不利飛行安全。這時候一種被稱為做緊急動力單元的裝置（EPU）將代替APU來完成起動工作。緊急動力單元的作用有點類似火箭發動機，一般起動主發的方式都是採用空氣起動，即在短時間內為主發的空氣渦輪起動機提供足夠的壓縮氣體，美國的F22即存在類似機構。另外對於處于飛行中的發動機，也可以採用風車起動的方式，即飛行過程中飛行帶來的衝壓是發動機轉起來，有點類似風吹動風車葉片的轉動。

綜上所述，起動航空渦輪發動機目前無外乎三種方式，一種是採用起動電機直接帶轉，即電起動方式，另一種即採取空氣渦輪起動機方式起動，即空氣起動方式，再就是通過減速系統直接採用軸功率帶動。三者者各有特點，採用電起動方式時結構相對簡單，電源和主發的位置分布相對靈活，整個起動部分的機構相對簡單緊湊，但受限與目前起動電機的技術水平，起動電機工作過程中會產生大量熱，因此一般採用電起動方式對於連續起動都存在限制。空氣起動方式，則不存在電機散熱的問題，但由於空氣管路的布置、密封等，整個起動機構相較於電起動會複雜很多，且對空氣渦輪起動機的潤滑也存在限制，軸功率輸出時受限於傳動系統的限制，APU距離主發的距離不能太長，否則傳動效率低下。目前前2種方式在運輸機發動機行業中均較為普遍，第三種在戰鬥機中更為普遍（戰鬥機的發動機排布都很緊湊，便於直接帶動）。

常見的有這麼幾種：1起動發電機，也就是電機，起起來後還可以被轉子驅動發電。2空氣渦輪起動機，用壓縮空氣吹轉，通過傳動系統驅動轉子。3燃氣渦輪起動機，一台小燃氣輪機，這台小燃機又是電機帶轉起動。

另外彈用發動機還採用制式起動，也就是火藥起動，用火藥包燃燒的燃氣吹髮動機渦輪，帶轉轉子，這樣便於導彈發射。

發動機在空中停車的話還可以慣性起動和風車起動。慣性起動是剛剛熄火的時候趁著轉子有剩餘轉速，噴油點火。風車起動是靠來流吹轉子到一定轉速起動。

謝邀。

原題是「啟動」，似乎通常用「起動」，我就擅自改了下題目，見諒。

是由起動機來帶的，具體過程我也不甚了解，其實百度「航空發動機起動」能看到一些回答哈哈。不過找到篇文獻，主要講民用渦扇起動的，有具體過程和圖片，講得比較清楚。總結起來就是：

1. 地面氣源車或輔助動力裝置或雙發中已起動的單發供應高壓空氣至空氣渦輪起動機；

2. 空氣渦輪起動機帶動核心機加速；

3. 加速至起動機脫開轉速時，起動機脫開；

4. 依靠渦輪加速至慢車轉速；

具體過程如下：

大涵道比渦扇發動機一般使用空氣渦輪起動機起動，而軍用渦扇發動機一般使用小型燃氣渦輪發動機起動。
民用渦扇發動機的起動過程是先打開地面氣源車，用地面起源車引高壓空氣到空氣渦輪起動機；也可以通過先讓輔助動力裝置（APU）工作，APU就相當於一個小型渦輪發動機，然後從APU引入高壓空氣到空氣渦輪起動機。空氣渦輪起動機開始工作後，由空氣渦輪起動機帶動發動機的核心機轉動，當發動機轉速達到點火轉速時，燃燒室點火，發動機核心機轉速被帶轉到空氣渦輪起動機脫開轉速時，起動機脫開。若該民用飛機是雙發或者多發，則還可以通過已經起動成功的發動機的高壓壓氣機引出高壓空氣，當另外一台發動機起動成功，不再從該發動機引氣(見圖1)。
空氣渦輪起動機以壓縮空氣為能源，由衝擊式渦輪、減速器、離合器等部件組成(見圖2)。空氣渦輪起動機產生的軸功率傳給主發動機，完成對主發的起動。空氣渦輪起動機起動功率大，結構簡單、功重比大、經濟性好，一般用於起動大功率的軍民用渦扇發動機等。大型民用飛機基本上都運用空氣渦輪起動機。

參考文獻：

劉建軍. "大涵道比渦扇發動機起動技術研究." 中國航空學會 2007 年學術年會, 動力專題 27 (2007).

百度知道里有對戰鬥機起動方式的一些補充：

戰鬥機的發動機有的採用與上述民航機相同的起源車啟動，有的用電動啟動機，例如殲七飛機的渦噴-7發動機，有的用機內自帶的燃氣渦輪起動機，例如轟六飛機的渦噴-8發動機，燃氣渦輪起動機實際是一台小渦輪軸發動機，電動啟動後帶動渦噴-8啟動達到能維持穩定工作後，離合器斷開，起動機停止工作。

《航空發動機原理與構造》

有啟動電機，在發電機組裡，啟動時使用發電機來拉轉速