發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)是發(fā)動(dòng)機(jī)從非工作狀態(tài)進(jìn)入穩(wěn)定工作狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)從零速到怠速的過(guò)程；對(duì)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，就是從收到啟動(dòng)指令到建立額定推力的過(guò)程?？焖倏煽康膯?dòng)是飛機(jī)正常運(yùn)行的重要保證。

發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)

活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)相似發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸由車(chē)載或地面的DC電源供電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，然后點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的油氣混合物。發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始正常工作后，啟動(dòng)電機(jī)自動(dòng)脫離，也可以用壓縮空氣啟動(dòng)。

燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)比活塞發(fā)動(dòng)機(jī)更難起動(dòng)。先由起動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，吸入空氣，然后噴油點(diǎn)火，形成高溫氣體帶動(dòng)渦輪。開(kāi)始時(shí)，由于轉(zhuǎn)速較低，渦輪功率不足以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)正常工作。一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)速逐漸增加當(dāng)渦輪產(chǎn)生的功率超過(guò)壓縮機(jī)所需的功率時(shí)，起動(dòng)機(jī)分離，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定的怠速狀態(tài)。啟動(dòng)過(guò)程根據(jù)程序自動(dòng)完成，時(shí)間從十秒到一分鐘。雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)只需要驅(qū)動(dòng)高壓轉(zhuǎn)子，所以比相同壓氣機(jī)級(jí)的單轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)更容易起動(dòng)。

電起動(dòng)機(jī)、燃?xì)鉁u輪起動(dòng)機(jī)、粉末起動(dòng)器和空氣渦輪起動(dòng)器。啟動(dòng)時(shí)，混合氣由電火花點(diǎn)燃有兩種點(diǎn)火方法：①直接點(diǎn)火：電動(dòng)噴嘴直接點(diǎn)燃主噴油器噴出的燃油；②間接點(diǎn)火：發(fā)動(dòng)機(jī)上有獨(dú)立的起動(dòng)供油系統(tǒng)，電動(dòng)噴嘴安裝在起動(dòng)噴嘴附近，先點(diǎn)燃起動(dòng)燃油（汽油或煤油）形成火源，然后主噴嘴燃料被火源點(diǎn)燃。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，混合氣點(diǎn)火后燃燒可以繼續(xù)，不需要繼續(xù)點(diǎn)火。

飛行中的一些特殊情況

如特技飛行、發(fā)射武器、駕駛員操縱不當(dāng)）可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)，要求空中快速重啟。空中起動(dòng)不同于地面起動(dòng)，迎面而來(lái)的氣流帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子像風(fēng)車(chē)一樣旋轉(zhuǎn)（風(fēng)車(chē)狀態(tài)），可以不用起動(dòng)機(jī)直接點(diǎn)火啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。由于燃燒室內(nèi)空氣流速高，需要更多的點(diǎn)火能量才能形成強(qiáng)火源。

影響火箭發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的因素很多，包括固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑的易燃性、燃速、點(diǎn)火的能量和分布、燃燒室的自由容積和環(huán)境溫度、壓力等。影響液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的因素是推進(jìn)劑性能、點(diǎn)火過(guò)程中推進(jìn)劑的流速、混合比、空間分布、霧化混合質(zhì)量、點(diǎn)火能量和環(huán)境溫度、壓力等。要求點(diǎn)火延遲時(shí)間短，壓力要平穩(wěn)上升，不出現(xiàn)大的壓力峰值。點(diǎn)火延遲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致燃燒室積聚大量混合氣，導(dǎo)致燃燒室壓力突然升高，甚至點(diǎn)火后發(fā)生爆炸。

①固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)：通過(guò)點(diǎn)燃谷物，它進(jìn)入穩(wěn)定燃燒過(guò)程。一般點(diǎn)火后直接轉(zhuǎn)入主舞臺(tái)工作狀態(tài)，稱為槍起。通常點(diǎn)火管用來(lái)激發(fā)和點(diǎn)燃火藥（黑火藥和用于點(diǎn)燃復(fù)合火藥的高能煙火劑）也可由點(diǎn)燃的固體推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)物點(diǎn)燃，如點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)，多用于大型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。主粒部分點(diǎn)燃后，火焰蔓延，主粒自持。

②液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)：一般都有啟動(dòng)程序，比如啟動(dòng)低溫發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)前的貯箱增壓和吹除預(yù)冷、火藥起動(dòng)器(或氣瓶起動(dòng)器)各種閥門(mén)的工作和動(dòng)作等，其目的是保證起動(dòng)加速和燃燒穩(wěn)定性。發(fā)動(dòng)機(jī)收到控制指令后，按照程序自動(dòng)點(diǎn)火啟動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火方式由推進(jìn)劑的性質(zhì)決定自燃推進(jìn)劑的氧化劑和燃料相互接觸時(shí)，能產(chǎn)生放熱液相反應(yīng)，在沒(méi)有外來(lái)能量的情況下自燃。非自燃推進(jìn)劑需要用點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃。常用的點(diǎn)火裝置有：電嘴、火藥點(diǎn)火器、預(yù)燃室（也稱為火炬點(diǎn)火裝置）中小型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用炮式起動(dòng)方式，大型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)往往采用分步起動(dòng)方式。泵壓液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝有起動(dòng)器（例如粉末起動(dòng)器或高壓氣瓶起動(dòng)器）燃?xì)饣蚋邏簹怏w的能量帶動(dòng)渦輪泵旋轉(zhuǎn)，將推進(jìn)劑以一定的壓力和流量送入燃燒室和燃?xì)獍l(fā)生器，從而啟動(dòng)點(diǎn)火。

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火和起動(dòng)過(guò)程

反應(yīng)劇烈、時(shí)間短暫、參數(shù)變化率大的非穩(wěn)態(tài)過(guò)程在理論上無(wú)法建立準(zhǔn)確的點(diǎn)火和起動(dòng)過(guò)程的物理和數(shù)學(xué)模型，往往需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)求解。