Внимательные путешественники могли заметить в хвосте большинства самолётов отверстие с неким приспособлением, похожим на выхлопную трубу. Так и есть. В хвосте современных авиалайнеров обитает вспомогательная силовая установка (ВСУ) – это ещё один газотурбинный двигатель, гораздо меньшего размера, чем стандартные, устанавливаемые на коммерческих самолётах. Он обеспечивает выработку электроэнергии и стравливает воздух для запуска основных двигателей.

Это отверстие в хвосте самолёта - выхлоп для вспомогательной силовой установки

Это отверстие в хвосте самолёта — выхлоп для вспомогательной силовой установки

Но зачем ВСУ нужна? Неужели самолёту не хватает обычных силовых установок?

APU – маленький газотурбинный двигатель

Все крупные коммерческие самолеты имеют на борту вспомогательную силовую установку. Обычно её размещают в хвостовой части самолёта (хотя некоторые региональные воздушные суда имеют вентиляционные отверстия, направленные в стороны).

Небольшой газотурбинный двигатель, по сути своей точно такой же, как и основные авиационные двигатели, но выполнен в меньшем масштабе.

В отличие от маршевых (основных) двигателей, ВСУ не обеспечивает тяги (поэтому называть его реактивным двигателем было бы неправильно). Вместо этого он питает генератор и обеспечивает давление воздуха.

Зачем самолёту вспомогательная силовая установка

APU имеет несколько функций, связанных с безопасностью, удобством и экономичностью.

Обеспечение питания на земле

Первое и самое простое использование APU — обеспечение питания на земле. Его можно запускать как при остановленных двигателях, так и при посадке пассажиров на борт (до запуска основных двигателей). ВСУ будет обеспечивать электроэнергией системы кабины пилотов и салона. Он также будет создавать пневматическое давление для работы кондиционеров (подающих воздух пассажирам) в авиалайнере, а клиентам авиакомпании не придется пробираться к своим местам в кромешной темноте.

Теоретически, эти же функции могут выполнять и основные двигатели. Вот только затраты авиакомпании на керосин значительно возрастут. Да и износ маршевых силовых установок будет гораздо выше.

Можно было бы использовать и внешние источники питания, например, подгонять к самолётам специальный обслуживающий автомобиль, изображенный на картинке ниже. Однако это увеличило бы время посадки пассажиров в самолёт (пока подгонишь, пока подключишь, пока отключишь), а время, проведенное в аэропорту, авиакомпаниям влетает в копеечку.

Внешний источник питания и тягач авиакомпании KLM

Внешний источник питания и тягач авиакомпании KLM

По этим причинам производители самолётов посчитали целесообразным добавить ещё один двигатель с меньшим потреблением, который будет работать на земле.

Кроме того, самолётам с ВСУ не требуется специальное оборудование в аэропортах. Так, «Конкорд» мог эксплуатироваться только в воздушных гаванях, в которых есть наземные источники питания. А это значительно сокращает географию полётов. А Боинг 727, где ВСУ были установлены рядом с шасси, могли приземляться в совершенно разных аэропортах и не зависели от оборудования аэропортов.

Запуск основных двигателей

Вторая функция APU — запуск маршевых двигателей. Как и в предыдущем случае, эту проблему решил бы наземный источник питания, но это долго и дорого.

Прежде чем запустить основной двигатель, самолёту необходимо привести в движение лопасти. Это достигается за счет стравливания воздуха (по сути выхлопа под высоким давлением) из турбины ВСУ. Создается воздушный поток, достаточный для вращения лопастей главного двигателя. А затем, топливно-воздушная смесь воспламеняется, а двигатель — запускается.

Если двигатель запускается без воздушного потока, он может выйти из строя из-за перегрева.

Затем нарастает давление для дальнейшего раскрутки двигателя, и, когда он достигает оборотов холостого хода, питание от ВСУ прекращается.

Остальные двигатели запускаются, либо по такому же принципу, используя ВСУ, либо воздух высокого давления от уже запущенного двигателя. Это называется «перекрестным сливом» и также используется для повторного запуска вышедшего из строя двигателя.

Безопасность во время полёта

В единичных случаях APU используют в полёте при отказе одного из основных двигателей. его можно использовать и для подачи электроэнергии, и для стравливания воздуха при повторном запуске двигателей.

Почему вспомогательная силовая установка находится в хвосте?

Размещение ВСУ в хвостовой части самолета, вдали от главных двигателей, может показаться странным. Однако такое расположение позволяет решить множество проблем.

Во-первых, хвост самолёта задран, а значит, наземные службы не заденут его. Это очень важно при условии, что именно ВСУ обеспечивает питание систем самолёта на земле.

Во-вторых, расположение APU в хвосте позволяет освободить пространство для грузов и топлива.

В-третьих, воздух подается от ВСУ к маршевым двигателям под очень высоким давлением, поэтому расстояние в данном случае практически не играет никакого значения.

Больше интересных статей о самолётах: