Eine Hilfsmacht-Einheit (APU) ist ein Gerät auf einem Fahrzeug, das Energie für Funktionen außer dem Antrieb zur Verfügung stellt. Sie werden auf dem großen Flugzeug, sowie einigen großen Landfahrzeugen allgemein gefunden.

Flugzeuge APU erzeugen allgemein 115V an 400 Hz (aber nicht 50/60 Hz in der Hauptversorgung), um die elektrischen Systeme des Flugzeuges zu führen; andere können 28V Gleichstrom erzeugen. APUs sind auch auf Marineschiffen da. APUs kann Macht durch die Single - oder 3-phasige Systeme zur Verfügung stellen.

Transportflugzeug

Funktion

Der primäre Zweck eines Flugzeuges APU soll Macht zur Verfügung stellen, die Hauptmotoren anzufangen. Turbinenmotoren müssen zu einer hohen Rotationsgeschwindigkeit beschleunigt werden, um genügend Luftkompression zur Verfügung zu stellen, um Operation selbstzustützen. Kleinere Düsenantriebe werden gewöhnlich mit einem elektrischen Motor angefangen, während größere Motoren gewöhnlich mit einem Luftturbinenmotor angefangen werden. Bevor Motoren gedreht werden sollen, wird der APU, allgemein durch eine Batterie oder hydraulischen Akkumulator angefangen. Sobald der APU läuft, stellt er Macht (elektrisch, pneumatisch, oder hydraulisch, abhängig vom Design) zur Verfügung, um die Hauptmotoren des Flugzeuges anzufangen.

APUs werden auch verwendet, um Zusätze zu führen, während die Motoren geschlossen werden. Das erlaubt dem Jagdhaus, bequem zu sein, während die Passagiere wohnen, bevor die Motoren des Flugzeuges angefangen werden. Elektrische Leistung wird verwendet, um Systeme für Vorflugkontrollen zu führen. Einige APUs werden auch mit einer hydraulischen Pumpe verbunden, Mannschaften erlaubend, hydraulische Ausrüstung (wie Flugsteuerungen oder Schläge) vor dem Motoranfang zu operieren. Diese Funktion kann auch auf einem Flugzeug als eine Unterstützung im Flug im Falle des hydraulischen oder Motormisserfolgs verwendet werden.

Das Flugzeug mit APUs kann auch elektrische und pneumatische Macht von der Boden-Ausrüstung akzeptieren, als ein APU gescheitert hat oder nicht verwendet werden soll.

APUs hat zu Zwillingsmotor-Operationen der verlängerten Reihe (ETOPS) gepasst Flugzeuge sind ein kritisches Sicherheitsgerät, weil sie Aushilfselektrizität und Druckluft im Platz des toten Motors liefern oder Hauptmotorgenerator gefehlt haben. Während ein APUs startable im Flug nicht sein kann, muss ETOPS-entgegenkommender APUs Flug-Startable an Höhen bis zur Flugzeugsdienstdecke sein. Neue Anwendungen haben das Starten bis zu von einer ganzen Bedingung des kalten Einweichens wie der Hamilton Sundstrand APS5000 für den Boeing 787 Dreamliner angegeben. Wenn der APU oder sein elektrischer Generator nicht verfügbar sind, kann das Flugzeug nicht für den ETOPS Flug veröffentlicht werden und wird gezwungen, einen längeren non-ETOPS Weg zu nehmen.

APUs ist Versorgung der Elektrizität an 400 Hz kleiner und leichter als ihre 50/60 Hz-Kollegen, aber ist kostspieliger; der Nachteil, der ist, den solche hohen Frequenzsysteme unter Spannungsabfällen ertragen.

Geschichte

Der erste militärische Gebrauch eines APU war auf dem USAF Douglas Globemaster.

Der Boeing 727 1963 war das erste Düsenverkehrsflugzeug, um eine Gasturbine APU zu zeigen, ihm erlaubend, an kleineren Flughäfen zu funktionieren, die von Boden-Möglichkeiten unabhängig sind. Der APU kann auf vielen modernen Verkehrsflugzeugen durch ein Auspuffendstück am Flugzeugsschwanz identifiziert werden.

Abteilungen

Eine typische Gasturbine APU für das Verkehrsflugzeug umfasst drei Hauptabteilungen:

Macht-Abteilung

Die Macht-Abteilung ist der Gasgenerator-Teil des Motors und erzeugt die ganze Welle-Macht für den APU.

Lastkompressor-Abteilung

Der Lastkompressor ist allgemein ein Welle-bestiegener Kompressor, der pneumatische Macht für das Flugzeug zur Verfügung stellt, obwohl ein APUs Extrakt Luft vom Macht-Abteilungskompressor abzapft. Es gibt zwei angetriebene Geräte: Die Einlassführer-Schaufeln, die Luftstrom zum Lastkompressor und der Woge-Kontrollklappe regeln, die stabile oder Operation ohne Wogen der Turbomaschine aufrechterhält. Die dritte Abteilung des Motors ist das Getriebe.

Getriebe-Abteilung

Das Getriebe überträgt Macht von der Hauptwelle des Motors zu einem ölabgekühlten Generator für die elektrische Leistung. Innerhalb des Getriebes wird Macht auch Motorzusätzen wie die Kraftstoffkontrolleinheit, das Schmierungsmodul und der Kühlventilator übertragen. Außerdem gibt es auch einen durch den Zahnrad-Zug verbundenen Anlassmotoren, um die Startfunktion des APU durchzuführen. Einige APU Designs verwenden einen Kombinationsstarter/Generator für das APU-Starten und die Generation der elektrischen Leistung, um Kompliziertheit zu reduzieren.

Auf dem Boeing 787 mehr - elektrisches Flugzeug liefert der APU nur Elektrizität an das Flugzeug. Die Abwesenheit eines pneumatischen Systems vereinfacht das Design, aber die hohe Nachfrage nach der Elektrizität verlangt schwerere Generatoren.

Feste Oxydkraftstoffzelle (SOFC) an Bord APUs wird erforscht.

Hersteller

Zwei Hauptvereinigungen bewerben sich im Flugzeug APU Markt: United Technologies Corporation (durch seine Tochtergesellschaften Pratt & Whitney Canada, Hamilton Sundstrand und kürzlich erworbene Goodrich Corporation), und Honeywell International Inc. Hodyon ist eine ISO-beglaubigte Gesellschaft im Cedar Park, Texas dass Hersteller Dynasys APUs für schwere Lastwagen und militärische Fahrzeuge.

Militärisches Flugzeug

Kleinere militärische Flugzeuge, wie Kämpfer und Angriffsflugzeug, zeigen Hilfsmacht-Systeme, die von denjenigen verschieden sind, die im Transportflugzeug verwendet sind. Die Funktionen des Motorstartens und der Versorgung elektrischer und hydraulischer Macht werden unter zwei Einheiten, dem Strahlkraftstoffstarter und der Notmacht-Einheit zerteilt.

Strahlkraftstoffstarter

Ein Strahlkraftstoffstarter (JFS) ist ein kleiner turboshaft Motor, der entworfen ist, um einen Düsenantrieb zu seiner Selbstbeschleunigung RPM zu steuern. Anstatt der Versorgung zapfen Luft zu einem Anlassmotoren auf diese Art eines APU ab, eine JFS Produktionswelle wird mit einem Motor mechanisch verbunden. Sobald der JFS beginnt, sich, die Motorumdrehungen zu drehen; verschieden von APUs werden diese Starter nicht entworfen, um elektrische Leistung zu erzeugen, wenn Motoren nicht laufen.

Strahlkraftstoffstarter verwenden eine freie Macht-Turbinenabteilung, aber die Methode, sie mit dem Motor zu verbinden, hängt vom Flugzeugsdesign ab. Im Einzeln-Motorflugzeug wie der a-7 Korsar II und F-16 Kämpfender Falke wird die JFS Macht-Abteilung immer mit dem Hauptmotor durch das zusätzliche Getriebe des Motors verbunden. Im Gegensatz zeigt der F-15 Zwillingsmotoradler einen einzelnen JFS, und die JFS Macht-Abteilung wird durch ein Hauptgetriebe verbunden, das zu einem Motor auf einmal beschäftigt sein kann.

Notmacht-Einheit

Elektrische und hydraulische Notmacht wird durch einen verschiedenen Typ des Gasturbinenmotors zur Verfügung gestellt. Verschieden von den meisten Gasturbinen hat eine Notmacht-Einheit keinen Gaskompressor oder ignitors, und verwendet eine Kombination von hydrazine und Wasser, anstatt Brennstoff hervorzuschießen. Wenn der hydrazine und die Wassermischung veröffentlicht werden und über einen Katalysator des Iridiums gehen, entzündet es sich spontan, heißes dehnbares Benzin schaffend, das die Turbine steuert. Die geschaffene Macht wird durch ein Getriebe übersandt, um einen elektrischen Generator und hydraulische Pumpe zu steuern.

Der hydrazine wird in einem gesiegelten enthalten, Stickstoff hat Akkumulator beladen. Wenn das System bewaffnet wird, wird der hydrazine veröffentlicht, wann auch immer die motorgesteuerten Generatoren offline gehen, oder wenn alle motorgesteuerten hydraulischen Pumpen scheitern.

Raumfahrzeug

Raumfähre APUs hat hydraulischen Druck zur Verfügung gestellt. Raumfähre hatte drei überflüssige APUs, die durch den hydrazine Brennstoff angetrieben sind. Sie haben während des angetriebenen Aufstiegs, des Wiedereintritts und der Landung fungiert. Während des Aufstiegs hat der APUs hydraulische Macht für gimballing der Motoren von Pendelbus und Kontrolloberflächen zur Verfügung gestellt. Während der Landung haben sie die Kontrolloberflächen und Bremsen angetrieben. Landung konnte mit dem nur einem APU-Arbeiten vollbracht werden. Auf STS-9 haben zwei von Columbias APUs Feuer gefangen, aber das Handwerk ist erfolgreich gelandet.

Rüstung

APUs werden an einige Zisternen geeignet, um elektrische Leistung ohne den hohen Kraftstoffverbrauch und die große Infrarotunterschrift des Hauptmotors zur Verfügung zu stellen. Sowohl der M1 Abrams als auch die Varianten des Leoparden 2 wie die spanischen und dänischen Varianten tragen den APU in der hinteren richtigen Rumpf-Abteilung. Die britische Zenturio-Zisterne hat eine A-Reihe von Austin Reihen-4 als seine Hilfsmacht-Einheit verwendet. Die türkische Haubitze mit Selbstantrieb T-155 Fırtına verwendet einen am hinteren richtigen Rumpf gelegenen 2-Taktdieselmotor, um Macht zu liefern, Kontrollcomputer und Türmchen-Hydraulik anzuzünden.

Nutzfahrzeuge

Ein gekühltes oder eingefrorenes Essen Halbtrailer- oder Zugauto kann mit einem unabhängigen APU und Kraftstofftank ausgestattet werden, um niedrige Temperaturen während unterwegs ohne das Bedürfnis nach einer transportversorgten Außenmacht-Quelle aufrechtzuerhalten.

In den Vereinigten Staaten verlangt die Bundesabteilung von Transport-Regulierungen 10 Stunden des Rests seit allen 11 Stunden des Fahrens. Wenn angehalten, vertrödeln Fahrer häufig ihre Motoren, um Hitze, Licht und Macht zur Verfügung zu stellen. Das Vertrödeln verbrennt ineffizient Brennstoff und stellt Tragen auf Motoren. Einige Lastwagen tragen ein APU hat vorgehabt zu beseitigen diese laufen lange leer. Ein APU kann bis zu 20 Gallonen (Katze 600 - die Ausfallzeit von 10 Stunden 2 Gallonen pro Stunde leer laufend) ( 76 Liter) des Brennstoffs ein Tag sparen, und kann die gewöhnliche Nutzungsdauer des Hauptmotors um ungefähr 100,000 Meilen ( 160,000 Kilometer), durch das Reduzieren unproduktiver Durchlaufzeit erweitern.

Auf einigen älteren Dieselmotoren wurde ein APU statt eines elektrischen Motors verwendet, um den Hauptmotor anzufangen. Diese wurden in erster Linie auf großen Stücken der Bauausrüstung verwendet.

Diesel

Der allgemeinste APU für einen kommerziellen Lastwagen ist ein kleiner Dieselmotor mit seinem eigenen Kühlsystem, Heizungsanlage, Generator oder Wechselstromgenerator-System mit oder ohne inverter und Klimatisierungskompressor, der in einer Einschließung aufgenommen ist und zu einer der Rahmenschienen eines Halblastwagens bestiegen ist. Andere Designs völlig integriert das Hilfsabkühlen, die Heizung und die elektrischen Bestandteile überall im Fahrgestell des Lastwagens. Der APU Generator-Motor ist ein Bruchteil der Größe des Hauptmotors und verwendet einen Bruchteil des Brennstoffs; einige Modelle können seit acht Stunden auf einer US-Gallone ( 4 Liter) des Diesel laufen. Der Generator treibt auch den Block des Hauptmotors und Kraftstoffsystemheizungen an, so kann der Hauptmotor leicht richtig vor der Abfahrt angefangen werden, wenn dem APU erlaubt wird, seit einer Periode im Voraus zu laufen. Diese Einheiten werden verwendet, um Klimakontrolle und elektrische Leistung für das Schlafwagen-Taxi des Lastwagens und Motorblock-Heizung während der Ausfallzeit auf der Straße, wie beauftragt, durch landesweit Gesetze für die müßige Verminderung zur Verfügung zu stellen.

Elektrisch

Elektrische APUs haben angefangen, Annahme zu gewinnen. Diese elektrischen APUs verwenden Batteriesätze statt des Dieselmotors auf traditionellem APUs als eine Quelle der Macht. Der Batteriesatz des APU wird beladen, wenn der Lastwagen in der Bewegung ist. Wenn der Lastwagen müßig ist, wird die versorgte Energie im Batteriesatz dann verwendet, um eine Klimaanlage, Heizung und andere Geräte (Fernsehen, Mikrowellengerät, usw.) in der Koje anzutreiben.

Kraftstoffzellen

In den letzten Jahren haben sich Lastwagen und Kraftstoffzellhersteller zusammengetan, eine Kraftstoffzelle APU zu schaffen, zu prüfen und zu demonstrieren, der fast alle Emissionen beseitigt und Diesel effizienter verwendet. 2008 hat eine HIRSCHKUH Partnerschaft zwischen Delphi Electronics gesponsert, und Peterbilt hat demonstriert, dass eine Kraftstoffzelle Macht zur Elektronik und Klimatisierung eines Modells 386 von Peterbilt unter vorgetäuschten "leer laufenden" Bedingungen seit 10 Stunden zur Verfügung stellen konnte. Delphi hat gesagt, dass das 5-Kilowatt-System für Lastwagen der Klasse 8 2012 an einem Preisschild von $ 8000-9000 veröffentlicht wird, das mit anderem Zwei-Zylinder-Diesel-APUs "des mittleren Bereichs" konkurrenzfähig sein würde, sollen sie im Stande sein, jene Termine und Kostenvoranschläge einzuhalten.

Andere Formen des Transports

Wo die Beseitigung von Auspuffemissionen oder Geräusch besonders wichtig ist (wie Jachten, Camper-Kombis), werden Kraftstoffzellen und photovoltaic Module als APUs für die Elektrizitätsgeneration verwendet.

Siehe auch

• Luftanfang-System
• Motorstarter von Coffman - Ein ähnliches System, das eine explosive Patrone verwendet, um Gasdruck zu liefern.
• Widder-Luftturbine

Links

• "Raumfähre Orbiter APU"
• "Ton eines APU aus einem Jagdhaus von Boeing 737"