Động cơ phản lực thường dễ khởi động hơn nhiều so với động cơ đẩy. Và quá trình này khá đơn giản. Đầu tiên, nó cần di chuyển rất nhiều không khí dưới áp lực, tiếp theo là nhiên liệu và bùng nổ. Phần khó khăn của quá trình này là làm sao để nhận đủ khí nén.
Để hiểu làm thế nào để động cơ phản lực khởi động, bạn nên biết làm thế nào nó hoạt động. Nguyên tắc là hút (suck), nén (squeeze), đốt (burn), thổi (blow). Lấy sơ đồ động cơ phản lực này, giống như sơ đồ cung cấp năng lượng cho ERJ.
Động cơ phản lực hoạt động như thế nào
Động cơ phản lực hút không khí qua cửa hút phía trước, và sau đó đưa không khí qua cánh quạt, nén nó. Trong ERJ, quạt là một giai đoạn duy nhất, có nghĩa là có một hàng mái chèo. Sau đó, hầu hết không khí đi xung quanh động cơ. Nó được gọi là không khí phân luồng (bypass air), và nó được sử dụng cho hầu hết lực đẩy của động cơ, cũng như làm mát. Phần còn lại của không khí đi qua “phần nóng” của động cơ. Đó là phần bị cháy.
Không khí đi qua phần nóng được nén thêm nữa, bằng cách đi qua 14 hàng cánh tuabin nén, hay các giai đoạn của lưỡi máy nén. Ở phần cuối của máy nén, không khí nén áp lực cao, lúc này nó cực kỳ nóng do tất cả các lần nén, đi vào một bộ khuếch tán, nơi nó chậm lại. Sau đó, nó di chuyển vào buồng đốt, nơi nó trộn lẫn với nhiên liệu và cháy.
Thông thường, hỗn hợp không khí nhiên liệu trong động cơ phản lực cháy liên tục, không giống như trong động cơ đốt trong pittông – cháy theo chu kỳ.
Khi nhiên liệu cháy, không khí nóng lên, nhưng lần này nó giãn ra và nó bị đẩy ra ngoài qua các cánh tuabin. Trong ERJ, có năm hàng cánh, được gọi là các giai đoạn. Hai cái đầu tiên là tuabin áp suất cao, và ba cái cuối cùng là tuabin áp suất thấp. Không khí đi qua làm quay các tuabin, sau đó dẫn động một trục nối với quạt và cánh quạt máy nén, và quay chúng. Sau khi đi qua các tuabin, không khí nóng rời khỏi động cơ, tạo ra một lực đẩy mạnh hơn.
Vì vậy, để khởi động động cơ phản lực, bạn cần quay máy nén đủ nhanh để nó có thể bắt đầu đẩy khí nén vào bộ khuếch tán và buồng đốt. Đơn giản phải không? Không hẳn như vậy đâu.
Động cơ phản lực khởi động như thế nào?
Trong chuỗi khởi động, lõi động cơ cần quay với tốc độ 14% tốc độ tối đa trước khi bộ phận đánh lửa bắt đầu. Tốc độ lõi động cơ được gọi là N2 và được biểu thị bằng phần trăm RPM tối đa. Trên ERJ, 100% N2 là khoảng 16.000 vòng/phút, do đó động cơ cần đạt 2.200 vòng/phút trước khi bộ phận đánh lửa bắt đầu hoạt động.
Sau đó, lõi động cơ cần tăng tốc lên tới 28,5% N2, tức là hơn 4.500 vòng/phút, trước khi động cơ có thể đưa nhiên liệu vào và đốt cháy hỗn hợp. Và khi nó thêm nhiên liệu, nó làm như vậy với khoảng 200 pound (90kg) mỗi giờ. Đó là khoảng 1/2 gallon mỗi phút. Vì vậy, bạn cần rất nhiều khí nén đi vào buồng đốt để xử lý tất cả nhiên liệu đó.
Làm thế nào để khởi động?
Vậy khí nén đến từ đâu? Đối với hầu hết các động cơ phản lực máy bay dân sự, nó đến từ một trong ba nguồn. Phổ biến nhất là APU, hay đơn vị năng lượng phụ trợ (auxiliary power unit).
APU – đơn vị năng lượng phụ trợ (auxiliary power unit).
Đây là một động cơ tua-bin nhỏ, thường nằm gần đuôi máy bay, cung cấp khí nén và điện. Nó cung cấp năng lượng cho hệ thống điện của máy bay trên mặt đất, bổ sung khí nén trong khi bay và hoạt động như một dự phòng xung quanh cho các nhu cầu về điện và khí nén. Và, nó có thể đưa khí nén đến các bộ khởi động tuabin khí của cả hai động cơ. Nó đủ nhỏ có thể khởi động bằng ăc quy. Vì vậy, khi bạn khởi động máy bay phản lực, trước tiên bạn phải khởi động APU.
Nhưng nếu nó bị hỏng thì sao? (Điều này xảy ra thường xuyên hơn bạn nghĩ.) Trong trường hợp đó, bạn sẽ cần một nguồn khí nén bên ngoài. Và phổ biến nhất là huffer cart.
Huffer cart
Đó là một máy nén khí móc vào bên cạnh máy bay và cung cấp khí nén cho động cơ khởi động. Nó cũng được gọi là một đơn vị khởi động khí.
Nguồn thứ ba – động cơ đang hoạt động
Nguồn khí nén thứ ba là từ một động cơ đang chạy. Động cơ tua-bin xả khí phân luồng qua hệ thống máy bay, như hệ thống chống băng được làm nóng và hệ thống điều áp cabin. Và, khí nén đó có thể được chuyển từ động cơ này sang động cơ khác. Bạn chỉ cần khởi động một động cơ, mở giao tiếp với động cơ khác, bạn đã sẵn sàng để bắt đầu.
Khởi động một động cơ phản lực là khá đơn giản. Bạn cần rất nhiều không khí, một ít nhiên liệu, đánh lửa và động cơ chạy. Bạn đã khởi động xong!
