慢車

慢車是指發動機能夠保持穩定工作的最小轉速狀態。慢車狀態是渦扇發動機的一個重要工作狀態，主要用於發動機起動後暖機、飛機在地面滑行、最後進近和著陸階段。

基本介紹

• 中文名：慢車
• 對象：發動機
• 意義：保持穩定工作的最小轉速狀態

介紹

發動機慢車是發動機用以維持低推力穩定運行的最小轉速狀態。民用渦扇發動機慢車轉速的大小和慢車工作時間的長短對渦扇發動機的性能影響較大。目前民航客機飛行過程中，大量地涉及到渦扇發動機慢車狀態的使用。

根據使用階段的不同，慢車可分為地面慢車、空中慢車、進近慢車和著陸慢車等類型。其中空中慢車也稱之為下降慢車或飛行慢車，主要套用于飛機空中下降過程。地面慢車是指飛機在地面時，可維持發動機工作的最小狀態並可用發動機油門桿位置進行調整的發動機轉速。

空中慢車

空中慢車通常套用于飛機空中下降過程。此時飛機並無特定推力需求，但仍需從發動機提取引氣和功率以維持飛機機上用戶系統的正常運行；如果慢車推力過高，會對飛機下降率產生影響；空中慢車設計還必須滿足發動機附屬檔案系統和自身運行限制的需求以保證發動機自身持續穩定運行。綜上所述，空中慢車可定義為滿足飛機引氣需求、功率提取需求、正常下降率要求、發動機附屬檔案需求和發動機運行限制等設計要求的最小可用推力等級。

飛機引氣需求

飛機引氣需求受 兩個因素影響：飛行狀態條件和用戶系統運行狀態。飛行狀態條件包括飛行高度、環境溫度和結冰條件；用戶系統運行狀態是指飛機用戶系統在正常和故障運行狀態下的系統狀態組合。對於雙發客機，慢車設計需考慮的典型運行狀態通常包括：雙發雙引氣無防冰、雙發雙引氣有防冰、單發單引氣無防冰、單發單引氣有防冰、雙發單引氣無防冰及雙發單引氣有防冰等。在慢車設計中，需考慮以上所有運行狀態在各飛行條件下的引氣需求，以保證下游飛機用戶系統的正常運行，進而保證飛機運行安全。由於不同運行狀態對引氣流量、壓力和溫度需求差異較大，為實現慢車推力與飛機需求的最佳化匹配，通常需要為不同運行狀態設計不同的慢車等級。

飛機功率提取需求

功率提取需求來自於飛機液壓泵和發電機的功率需求。與引氣需求相似，功率提取的數值與環境溫度和飛機系統運行狀態有關。空中慢車的設計中需要考慮以下因素對功率提取的影響，其中包括：（1）環境溫度；（2）單發失效影響；（3）正常工作狀態需求；（4）瞬時過載工作狀態需求。

飛機正常下降率需求

在飛機下降過程中，若推力過大，會直接導致飛機下降航跡角減小，進而導致飛機下降率減小，下降時間延長。以某型飛機為例，在特定飛行狀態下，若慢車推力增大 50%，下降時間將延長約 25%。合理的慢車推力設計可以支持飛機飛行管理系統對運行航跡進行最佳化，慢車推力過大將導致飛機運行經濟性降低，從而嚴重影響飛機任務策略的實施。

發動機本體運行和附屬檔案需求

空中慢車設計還必須考慮發動機本體的運行特性，滿足發動機穩定運行需求，不能熄火和出現不良工作特性；發動機需驅動燃油泵、滑油泵、PMA（用於發動機自身供電）等附屬檔案以維持自身正常運行，在空中慢車設計中也需滿足發動機附屬檔案系統的運行需求。

相關性質

燃燒穩定性

發動機處於慢車狀態時，壓氣機的增壓能力較弱，進人燃燒室的溫度和壓力較低，使得燃燒區內的火焰傳播速度減小，縮小了穩定燃燒範圍；另一方面，慢車狀態發動機的流量小，相應的供油量也減少，使得噴嘴前油壓降低，從而使燃油的霧化質量變差，縮小了穩定燃燒的貧油極限。由此可見，發動機在慢車狀態下的燃燒穩定性是較差的，相應地提高發動機的慢車轉速會使燃燒穩定性能改善。因此，民用渦扇發動機設有空中慢車和地面慢車兩個慢車狀態，空中慢車轉速比地面慢車轉速要大。油門桿收到慢車狀態時，在空中發動機保持在空中慢車轉速下工作，在地面發動機將保持地面慢車工作。

經濟性

發動機在慢車狀態時的經濟性差。這主要有三條原因:首先，慢車狀態下發動機的增壓比小，使得發動機的熱效率較低,經濟性較差；其次，儘管目前的民用渦扇發動機均採用多轉子結構，但在慢車狀態下壓氣機效率和渦輪效率仍然比高轉速狀態下低；最後，慢車狀態下，燃燒室的燃燒效率較低。因為在慢車時,燃燒室進口溫度和壓力降低，混合氣比較貧油,造成燃燒室內較低的火焰溫度，使得一氧化碳和碳氫化合物的排放量增加，而這兩種排放物均屬於不完全燃燒產物。