喷气推进/发动机等级
发动机根据飞行条件认证以提供标准推力。推力通常以 kN 或 lbs 为单位测量。等级是指飞行员可以选择的一种预定义功率设置,可能适合特定的飞行条件。民用和军用飞机的等级术语不同,反映了这两种类型航空的不同要求。
以下等级是商用客机的典型等级。飞机/发动机制造商必须向认证机构声明两个主要等级,因为这些等级定义了发动机/飞机运行的安全限制 - 这些等级是最大起飞 (MTO) 等级和最大持续推力 (MCT 或 MCN) 等级。
这是发动机在飞机起飞包线内可以提供的最大推力,持续时间为 5 分钟。峰值推力通常在发动机静止时实现,但是对于现代涡扇发动机来说,最苛刻的条件是跑道末端或起飞条件,通常在约 0.25Mn 时。这种条件通常会产生发动机内最高的应力和温度,因此只允许使用这种等级进行最多 5 分钟的操作。
顾名思义,它用于起飞时,飞机处于最重状态,需要在有限的跑道距离内加速到起飞速度。发动机提供的推力越高,跑道可以越短,或者飞机的有效载荷可以越大。这会影响飞机可以运营的机场以及运营的经济效益。作为有效载荷的替代方案,更高的推力等级允许携带更多的燃油到空中,从而延长运营范围。这些关于可用推力、跑道长度、飞机重量和航程之间的权衡可能需要针对每次飞行进行评估,并且是商业飞行员在起飞前准备工作的一部分。飞机可以在低于最大起飞推力的条件下起飞,以减少发动机的磨损并延长其使用寿命。这通常被称为“减推力”起飞,用于降低发动机维护成本。
认证的一个条件是,即使在起飞过程中最关键的点(飞机速度太快而无法在剩余的跑道上安全停车)发生发动机失效,飞机也应该能够起飞。对于双引擎飞机来说,它们必须能够在一台发动机上起飞,因此在正常运行时通常会应用“减推力”,因为有足够的剩余推力可用。
如果发动机在 MTO 推力下运行时超过其“红线”速度或温度,则它不再被认为适航。
有时被称为“TOGA”推力,是起飞/复飞(take-off/go-around)的缩写。
在 MTO 飞行包线之外,MCT 等级定义了飞行员可以从发动机要求的最大推力。因此,它在飞行中发动机失效方面具有特殊意义,因为飞机必须以最大持续推力飞往目的地或最近的备降机场。如果发动机无法在保持其发动机速度和温度运行限制(“琥珀线”)的情况下达到该推力水平,则它不再被认为适航。
这是制造商建议在典型飞行爬升阶段使用的推力等级。它可能与最大持续推力相同,对于三引擎或四引擎飞机通常是相同的。爬升阶段的顶部通常是涡扇发动机在起飞状态之外最具挑战性的条件,并且是重要的设计要求。可以对 MCL 推力应用减推力以延长发动机寿命,但代价是爬升速度变慢,并且航程燃油消耗略微增加。
有时定义,但不是一个特别有用的等级,因为在巡航阶段,飞行员/自动驾驶仪会使用保持恒定高度和空速所需的推力,以满足空中交通管制要求。
怠速等级是在飞机飞行时可以使用的最小推力。它主要由保持发动机运转的要求来定义,可能为飞机提供辅助服务,例如液压和电力,尤其是在高空,以最低压力供应乘客空气。飞行怠速等级很重要,因为它的值越低,飞机下降的速度就越快(不会进入俯冲)。它通常由稳定性考虑因素决定,例如颤振和喘振裕度。
在着陆进近的最后阶段,能够对油门动作提供快速响应非常重要。这可能需要发动机以比飞行怠速更高的速度运行,以在需要时能够提供快速加速。可能存在最大响应时间要求,以便在着陆中止时实现“TOGA”推力。
用于在地面机动。通常由保持发动机运转并向飞机提供动力和服务的需要来定义。通常,该值越低越好,因为制动器磨损是飞机运行/维护成本的重要因素。
下图显示了现代涡扇发动机的典型行为。橙色曲线显示了最大巡航推力,其高度不同。起飞推力比海平面上的巡航推力高约 25%,因为它只允许短时间使用。
战斗机对民用飞机的要求非常不同,使用的等级术语也不同,特别是对于使用加力燃烧室或加力燃烧器进行推力增强的飞机。
通常用于定义在不使用加力燃烧室的情况下可用的最大推力。有时被称为最大“干式”推力。