飞机上的“小老鼠”

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 飞机上的“小老鼠” 它善于躲藏，通常隐匿在飞机的 机身内，在正常情况下不会让人发现； 它体积小巧，即使在某些情况下探出机 身，也很难被人发觉。虽然它的英文缩 写为 RAT，与英文“ 老鼠 ”（rat）相同， 但中文名字却不能直译为“老鼠” 。它平 时默默无闻，而关键时刻却能够拯救人 的性命。它就是冲压空气涡轮（英文名 Ram Air Turbine，在飞行手册中通常缩 写为 RAT） 。 中国论文网 /8/view-12896660.htm 冲压空气涡轮是飞机应急电力和 液压系统的重要组成部分，由 2 到 4 片 中等长度或者 6 到 10 片小尺寸的叶片 组成，乍看起来和一般螺旋桨的区别不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 大。但仔细观察，我们会发现冲压空气 涡轮的叶片是一种中等展弦比，大扭度 的叶片扭度是指单位长度的扭角变 化率，扭度越大，叶片看起来拧得越 “纠结”。在民航飞机上，冲压空气涡轮 的直径一般在 80 厘米左右，当然在较 大的飞机上，其尺寸也会更大。目前世 界上最大的客机 A380 同样拥有世界上 最大的冲压空气涡轮直径为 1.63 米， 堪比轻型飞机主发动机螺旋桨，是一只 “大老鼠”。冲压空气涡轮平时收在飞机 机身内侧、机翼内部或者起落架舱门中。 当飞机的主发动机停止工作而辅助动力 系统（APU）没能正常启动时，冲压空 气涡轮系统便成了飞机在浩瀚天空的最 后一根救命稻草。在这样的危机时刻， 冲压空气涡轮会自动（或手动）弹出， 在迎风气流的吹袭下像风车一样高速转 动，从而带动发电机或者小型液压泵工 作，为飞机提供基本的电力和液压供应， 用以维持必要仪表和基本操纵面正常工 作。通常情况下，冲压空气涡轮叶片能 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 够以每分钟 5 0007 000 转的速度旋转， 为飞机提供 570 千瓦的电力并为起落 架系统提供液压动力。不过，冲压空气 涡轮能够提供的功率会随着飞机速度的 降低而逐渐减小，在飞机进场着陆的低 速阶段，其提供的电力功率甚至会小于 400 瓦，仅能供几台小型液晶显示器和 几个节能灯使用。 缘于飞机的舒适性追求 实际上，在莱特兄弟的飞机飞出 那划时代的 36 米之后的短短几年间， 在第一次世界大战爆发之前，这只“小 老鼠”已经成为了某些飞机的组成部分， 只是因为其尺寸太小而被大家忽略掉而 已。在 1913 年，俄国的伊利亚穆罗 梅茨 S-22 轰炸机首飞成功。而在一战 爆发前，该款飞机曾用作豪华客机。为 了让乘客们用上电，该机创造性地采用 了风力发电装置，把荷兰风车和俄国式 实用主义设计理念一起搬到了天上，造 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 就了现代冲压空气涡轮系统的雏形。 在第一次世界大战期间，飞机得 到了快速发展。但冲压空气涡轮的地位 并没有太大改变。不过，为了能在飞行 过程中向飞机提供不间断的电力（通常 是用在信号灯和照明灯上） ，该涡轮是 始终露在机舱外的。好在当时的飞机飞 行速度较慢，风光的“ 小老鼠 ”没有对飞 行性能造成太大影响。早期的飞机电器 系统采用的是低压直流电。因为功率等 于电压与电流的乘积，所以在同等功率 需求的情况下，较低的电压需要较大的 电流供应，而电流越大就需要越粗的电 缆。冲压空气涡轮发电虽然没有飞机发 动机带动的发电机稳定，但是由于其放 置位置自由，可以尽量接近用电电器， 因此不需要布置太多缆线，从而能够大 大降低飞机重量对于那些用轻木和 帆布制造飞机的航空工程师们而言，那 些沉重的铜芯电缆简直是他们的噩梦。 所以， “小老鼠 ”成为了早期各型飞机的 标准配置，甚至在大名鼎鼎的齐柏林飞 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 艇上也能看到它的身影。齐柏林飞艇上 的主发电机是隐藏在庞大艇体中的两台 汽油发电机。不过，对于飞行控制吊舱 而言，两只“ 小老鼠” 才是更为亲切的电 力来源。它们分别被安置在吊舱两侧无 线电收发室的窗户外面，由可折叠的悬 臂式支撑杆操纵，为无线电收发机（用 来收听天气预报、报告飞艇位置和为旅 客收发私人电报） 、工作台仪表和飞行 控制吊舱的照明提供电力。为了使无线 电收发机的工作不受飞艇飞行速度的影 响，艇上有蓄电池组作为辅助电源，同 时有一台小型汽油发电机作为应急动。 这种配置刚好与现代客机相反。不过， 这两个冲压空气涡轮的尺寸相比于齐柏 林飞艇的庞大身躯来说，实在是太小了， 因此在很多绘画作品中，画家往往就把 它们给忽略掉了2012 年第 3 期航 空知识的封面是一幅齐柏林飞艇的油 画，我们就没能在上面找到冲压空气涡 轮。 随着飞机飞行速度的提高，探出 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 舱外的“小老鼠 ”对飞机阻力的贡献变得 越发不可忽视。尤其是在喷气飞机时代 到来之后，为了保持飞机气动外形的顺 畅， “小老鼠”们被取消或者被关进了机 身内部，只在需要的时候弹出机身。 “小老鼠”们的“最后疯狂”是在 1944 年。 当时，纳粹德国设计了时速达到 1 123 千米的全火箭动力战斗机 Me 163 “彗星” ， “小老鼠”就占据了最显赫的位置 飞机的机头前端，用于为飞机供电。因 为采用火箭动力的 Me 163 无法从主发 动机那里获得使发电机转动的机械能。 隐居生活 在上世纪 50 年代之后，液压动 力开始逐渐取代人力来操纵飞机的舵面。 “小老鼠”开始担任备用液压动力源的角 色。然而，由于其从“ 必用 ”到“备用”乃 至“应急时才用 ”的角色转变，它的隐居 生活也就正式开始了。 世界上第一款采用可收放式的冲 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 压空气涡轮系统的飞机是 1955 年首飞 的美国 XF-84H 验证机。然而，该验证 机并不是为了“ 小老鼠” 设计，而是为了 验证涡轮螺旋桨发动机技术。该机是世 界上噪音最大的飞机之一，从飞机的绰 号“雷啸”（Thunderscreech 由惊雷 Thunder 和尖啸 Screech 两个单词合并而 成）中可见一斑。针对不稳定的发动机 系统，冲压空气涡轮能够在发动机出现 问题的时候自动弹出，为飞机提供应急 液压和电力供应，在实际试飞过程中， “小老鼠”总是淘气地探出来以提醒该机 的发动机又出问题了。 “小老鼠 ”们深居 简出的风格使很多老牌军迷都不知道在 F-4、F-5、F-104、A-6 乃至“鹞”式这些 名机中都有它们的存在。 随着机d 蓄电池和辅助电源系 统的成熟，冲压空气涡轮开始进入低谷 期。美国空军甚至在 F-4E“鬼怪” 上尝试 取消冲压空气涡轮。不过，后来美国人 发现 F-4E 的可靠性并没有高到他们期 望的程度，在后续批次中又把“小老鼠” -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 请了回来。 世界上第一款采用可收放冲压空 气涡轮系统的民航客机是 1962 年首飞 的英国 VC-10 客机。该机采用两个冲压 空气涡轮，一个用来提供应急电力，一 个用来提供应急液压。几十年来， “小老 鼠”一直在默默守卫着民航客机的安全， 却少有用武之地。但在 1983 年 7 月 23 日，它却大放异彩，拯救了 69 人的性 命。这便是著名的“ 吉米尼滑翔机 ”事 件因燃油耗尽而失去动力的加航波 音 767 在关键时刻自动启动了冲压空气 涡轮系统，维持了最基本的电力供应， 帮助机组在吉米尼的废弃空军基地成功 迫降。该机由此打破了当时民航机的滑 翔纪录滑翔了 17 分钟，飞过 50 千 米。这一纪录直到 2001 年 8 月 24 日才 被一架空客 A330 打破，当时这架 飞机因为油箱泄漏而将燃油耗尽，飞机 滑翔了 217 千米后成功迫降，机上 306 人无一遇难。而在这一事故中，英勇的 “小老鼠”又跳了出来，提供维持飞机最 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 关键部件正常运行的宝贵电力。 军中服役的“ 小老鼠 ” 淘气又英勇的“ 小老鼠 ”在民航飞 机和军用飞机上逐渐显示出了不同的性 格。民航飞机的“ 小老鼠”甘于在幕后默 默维护着飞机的安全，而在军机上的 “小老鼠”则逐渐走到了世人面前。不甘 于藏身机内的冲压空气涡轮系统开始在 军用飞机的吊舱上大显身手。军用飞机 的电子吊舱中装有大量电子设备，有用 于实施干扰的也有用于指引制导武器的。 这些设备有一个共同点就是耗电巨大。 虽然军用飞机能够通过发动机产生电力， 但是电子吊舱仍然趋向于自主提供电力。 这是全机优化的结果也是战斗单元模块 化的表现如果军机预设了向吊舱提 供电力的发电机，则当该机执行无需吊 舱的任务时，这些发电机和线缆就成了 “死重”。 EA-6B“ 徘徊者”是美国格鲁曼公 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 司研制的舰d 电子战飞机，其主要任 务是干扰敌方的雷达和通信系统，保护 己方舰队水面舰艇和作战飞机的安全。 该机的核心是 AN/ALQ-99 战术干扰系 统。EA-6B 可同时携带 5 个外挂电子干 扰吊舱，一个在机腹下，4 个在机翼下。 每个吊舱装有两台干扰机。它们都可自 行独立供电，而这些电能的来源便是吊 舱前端的“小老鼠 ”。 另外，冲压空气涡轮还能直接提 供机械动力。比如美制 SUU-16A“火神” 机炮吊舱上就有冲压空气涡轮的身影。 在机炮射击前，冲压空气涡轮探出吊舱， 为机炮射击时的炮管提供旋转动力。不 过，冲压空气涡轮的效率直接取决于飞 机的飞行速