从三种机型APU的对比讨论其未来的发展趋势

（西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089）

1 引言

APU全称为“Auxiliary Power Unit”，中文译为辅助动力装置，其实质是一台燃气涡轮发动机。

APU虽然不能为飞机提供推力（少数早期的APU也可提供少许推力），但作为飞机一项重要的辅助设备，它有着不可替代的作用。APU工作时，能够为飞机提供电源、气源和液压源。在地面，电源可对飞机系统供电，提供正常和勤务用电；气源可用于发动机的起动、空调系统等。在空中提供备用的电源和气源，以向飞机供电和供气，保证飞行安全。

通过对MD82型、MD90型和A300型三种机型所用APU的对比和论述，得出APU的未来发展趋势。

2 三种机型APU的型号

MD82型、MD90型、和A300型三种飞机使用的都是美国Honey Well公司生产的APU。

MD82型飞机APU型号为GTCP85—98DHF；

MD90型飞机APU型号为GTCP131—9D；

A300型飞机APU型号为GTCP331。

3 三种机型APU安装部位与特点

3.1 MD82型飞机

MD82型飞机使用的APU，安装在飞机机身尾部的防火舱内。

进气道在机身下部，排气口在机身右上部的机身蒙皮处，右发动机的上方。因此，在打开发动机上包皮时是不允许起动和运转APU的。否则APU的排气会吹到右发上包皮，发动机包皮是一种附合材料，高温排气会将其吹坏。

3.2 MD90型飞机

MD90型飞机是MD80型的衍生型，在外形上比MD82型飞机长57英寸，尾翼和发动机吊架也有较大改动。MD90型飞机使用的是新型电子控制的APU。APU控制系统通过一个微信息处理机，对所有模式的工作进行全自动电子控制。

MD90型飞机的APU也装在机身尾部的防火舱内，进气和排气方式与MD82型飞机相同，但排气口后移，防止损坏上反推包皮。与MD82型飞机不同的是APU进气门完全自动控制。

MD90型飞机APU增加了一个远程控制组件，其显示器在后货舱门内的侧壁板上，从显示器可以查看实时的温度，转速，故障代码，使用时间，序号等信息。它完成了对APU工作的全程控制。当发生故障自动停车时，会将故障记录下来，以便维护。它还能改变燃油模式从而达到省油目的。为 APU的维护提供极大方便。APU进气门组保持不变。

该APU是一个单轴燃气涡轮发动机，包括一个单级离心式压气机，一个反流环型燃烧室，一个两级轴流式涡轮和一个附件驱动器。动力部分驱动一个装在一个公共轴上的一个单级离心式负载压气机。

APU的负载引气是通过单独的压气机，此压气机为防止喘震装有防喘活门，这种压气机有供气量大，工作稳定等优点。这就是为什么MD90型比MD82型飞机地面空调好的原因了。

3.3 A300型飞机

A300型飞机是欧洲空中客车公司生产的宽体形飞机。由于设计思路的不同，该机型的APU系统更具特点。空客系列的APU都装在飞机尾部，该系列飞机的APU也是通过三个支承点装在机身的尾部的防火舱里，但排气管方向向后。

位于后客舱左侧的电子控制盒（ECB）是一个数字式微处理机装置，它控制和监视APU的工作情况。系统的控制是由电子控制盒来完成的，但是APU的起动和人工关断是通过驾驶舱内的APU控制面板控制完成的。在前起落架的内话盒上和加油/抽油面板上设有 APU紧急关断控制电门，作为 APU紧急关断控制。APU舱内设有火警警告和灭火系统，火警警告的驾驶舱指示有ECAM和APU灭火手柄指示。

4 三种机型APU对比

（APU） 型号 重量(kg)机型油耗(kg/h)初装时间平均拆换间隔(h)采购成本(万元)维修成本（万元）MD82 GTCP85-98DHF 1561 150 1985 2300 40 约为7 MD90 GTCP131—9D 1552 190 1996 4000 40 约为25 A300 GTCP331 2227 200 1993 4000 60 约为25

机型（APU） 型号 压气机 涡轮 燃烧室 负载压气机控制系统MD82 GTCP85-98DHF 两级离心式单级径向内流式 桶型 机械MD90 GTCP131—9D 单级离心式 两级轴流式 反流环形单级离心式 电子盒A300 GTCP331 两级离心式 三级轴流式 环形 单级离心式 电子盒

通过上面三种机型APU的对比，可以看出MD90型飞机和A300型飞机所采用的APU比MD82型飞机采用的APU多一套单独为负载提供气源的压气机，这种构造的好处是既不会因为负载引气的使用而使APU排气温度升高，又可以使负载气源得到充足的保证。这一优点从使用APU给空调供气时，通过飞机空调的高效性充分地体现出来。同时，轴流式涡轮、环形燃烧室、控制系统电子化也都是技术进步的表现。虽然APU不必象发动机那样保持技术的飞速进步，而且一些航空公司有意使用一些地面设备来替代 APU，满足飞机在地面时的使用需要，降低经济成本，最大限度延长其使用寿命，但APU作为主发动机的重要辅助装置的地位是不可动摇的。

5 APU未来发展趋势

APU的发展趋势是具有更高的可靠性，更低的经济成本，包括燃油成本和维修成本。科学技术的进步使这种发展成为可能。

5.1 使用新材料

使用新型材料制造的涡轮叶片，能承受更高的涡轮叶片前温度。而更高的涡轮叶片前温度意味着更高的效率，燃油燃烧得更充分，排气更洁净，更能满足环保和经济的要求。

5.2 采用新技术

新型材料制造的涡轮叶片，采用新技术提高单级压气机增压比，不仅提高APU的效率，满足飞机对APU大功率的要求，而且延长了叶片的使用寿命，降低了维修成本。

5.3 多电系统APU

多电系统APU的结构要比现在的简单很多，它取消了引气的要求，去掉了相关的引气部件，结构简单。取消了引气系统，即降低了重量，同时也降低了飞机维护费用，并且提高了飞机的可靠性。APU只需提供电能，在设计中只需设计安装发电机。飞机多电系统具有可变频率的特征，使APU可以在可变速度下运行，从而改变其性能。

6 结束语

近年来，较高的燃油成本和严峻的经济环境，促使航空公司要考虑运营策略。这些因素将促使新型APU的诞生。全电型APU部件少、尺寸小，噪声低，寿命长，易于维修，维修成本甚至可减少20%，将是未来的一个发展方向。

随着新技术的发展，新材料的使用和新系统的形成，未来的APU会更可靠，更经济，更安全，更易于维护。新技术条件下生产的APU也将越来越有活力，继续为飞机提供安全舒适的乘坐环境做出贡献。

[1]唐力.多电技术趋势下 APU 的发展[J].民航飞机设计与研究,2009(3):13-17.

[2]孙立.APU 技术进展和维修现状[J].航空维修与工程,2009(2):22-24.