噴氣推進/發動機等級
發動機根據飛行條件認證以提供標準推力。推力通常以 kN 或 lbs 為單位測量。等級是指飛行員可以選擇的一種預定義功率設定,可能適合特定的飛行條件。民用和軍用飛機的等級術語不同,反映了這兩種型別航空的不同要求。
以下等級是商用客機的典型等級。飛機/發動機製造商必須向認證機構宣告兩個主要等級,因為這些等級定義了發動機/飛機執行的安全限制 - 這些等級是最大起飛 (MTO) 等級和最大持續推力 (MCT 或 MCN) 等級。
這是發動機在飛機起飛包線內可以提供的最大推力,持續時間為 5 分鐘。峰值推力通常在發動機靜止時實現,但是對於現代渦扇發動機來說,最苛刻的條件是跑道末端或起飛條件,通常在約 0.25Mn 時。這種條件通常會產生髮動機內最高的應力和溫度,因此只允許使用這種等級進行最多 5 分鐘的操作。
顧名思義,它用於起飛時,飛機處於最重狀態,需要在有限的跑道距離內加速到起飛速度。發動機提供的推力越高,跑道可以越短,或者飛機的有效載荷可以越大。這會影響飛機可以運營的機場以及運營的經濟效益。作為有效載荷的替代方案,更高的推力等級允許攜帶更多的燃油到空中,從而延長運營範圍。這些關於可用推力、跑道長度、飛機重量和航程之間的權衡可能需要針對每次飛行進行評估,並且是商業飛行員在起飛前準備工作的一部分。飛機可以在低於最大起飛推力的條件下起飛,以減少發動機的磨損並延長其使用壽命。這通常被稱為“減推力”起飛,用於降低發動機維護成本。
認證的一個條件是,即使在起飛過程中最關鍵的點(飛機速度太快而無法在剩餘的跑道上安全停車)發生發動機失效,飛機也應該能夠起飛。對於雙引擎飛機來說,它們必須能夠在一臺發動機上起飛,因此在正常執行時通常會應用“減推力”,因為有足夠的剩餘推力可用。
如果發動機在 MTO 推力下執行時超過其“紅線”速度或溫度,則它不再被認為適航。
有時被稱為“TOGA”推力,是起飛/復飛(take-off/go-around)的縮寫。
在 MTO 飛行包線之外,MCT 等級定義了飛行員可以從發動機要求的最大推力。因此,它在飛行中發動機失效方面具有特殊意義,因為飛機必須以最大持續推力飛往目的地或最近的備降機場。如果發動機無法在保持其發動機速度和溫度執行限制(“琥珀線”)的情況下達到該推力水平,則它不再被認為適航。
這是製造商建議在典型飛行爬升階段使用的推力等級。它可能與最大持續推力相同,對於三引擎或四引擎飛機通常是相同的。爬升階段的頂部通常是渦扇發動機在起飛狀態之外最具挑戰性的條件,並且是重要的設計要求。可以對 MCL 推力應用減推力以延長髮動機壽命,但代價是爬升速度變慢,並且航程燃油消耗略微增加。
有時定義,但不是一個特別有用的等級,因為在巡航階段,飛行員/自動駕駛儀會使用保持恆定高度和空速所需的推力,以滿足空中交通管制要求。
怠速等級是在飛機飛行時可以使用的最小推力。它主要由保持發動機運轉的要求來定義,可能為飛機提供輔助服務,例如液壓和電力,尤其是在高空,以最低壓力供應乘客空氣。飛行怠速等級很重要,因為它的值越低,飛機下降的速度就越快(不會進入俯衝)。它通常由穩定性考慮因素決定,例如顫振和喘振裕度。
在著陸進近的最後階段,能夠對油門動作提供快速響應非常重要。這可能需要發動機以比飛行怠速更高的速度執行,以在需要時能夠提供快速加速。可能存在最大響應時間要求,以便在著陸中止時實現“TOGA”推力。
用於在地面機動。通常由保持發動機運轉並向飛機提供動力和服務的需要來定義。通常,該值越低越好,因為制動器磨損是飛機執行/維護成本的重要因素。
下圖顯示了現代渦扇發動機的典型行為。橙色曲線顯示了最大巡航推力,其高度不同。起飛推力比海平面上的巡航推力高約 25%,因為它只允許短時間使用。
戰鬥機對民用飛機的要求非常不同,使用的等級術語也不同,特別是對於使用加力燃燒室或加力燃燒器進行推力增強的飛機。
通常用於定義在不使用加力燃燒室的情況下可用的最大推力。有時被稱為最大“乾式”推力。