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二战的战机有哪些有趣的点火方式?

作者:Anita 发布时间: 2022-08-05 03:56:26

简介:】我们现在启动汽车很简单,只要将钥匙插入点火开关,轻轻一扭“哒哒哒”几声,汽车就发动起来。更先进的“无匙启动”,按下启动开关就发动了。
但其实不论汽油机还是柴油机,活塞发动

我们现在启动汽车很简单,只要将钥匙插入点火开关,轻轻一扭“哒哒哒”几声,汽车就发动起来。更先进的“无匙启动”,按下启动开关就发动了。

但其实不论汽油机还是柴油机,活塞发动机还是涡轮发动机,这些发动机都不具备自我起动的能力。它们总是要借助外力,完成最初的一两个冲程,使燃料、空气混合压缩到位,才能“点火”运转进入正常工作状态,这一过程就是“启动”。

早期的汽车是用摇把手摇起动的,这在以前的“老解放”卡车,包括现在的小型拖拉机上还能见到。而现在的汽车上都有一个电瓶驱动的电起动机,由它替人摇车,就能保护那白皙娇嫩的小手啦~~

百年前的一战时代可没这么幸运,那时没有电起动机,不仅汽车,连飞机也是由人力起动的。在一些描写一战的电影中,我们经常看到地勤人员用力扳动螺旋桨,使飞机发动起来。

飞机发动机的功率越来越大,汽缸越来越多,人力起动也愈发困难。尤其是机油冷凝时的冷启动,更是将地勤人员累个半死。尽管这对锻炼麒麟臂很有好处,但在营养不良的战争时期,浪费体力是有罪的。

所以人们寻找各种新办法,以节省人力提高效率。1910年代,英国皇家空军的飞行队长查尔斯·哈克斯找到了一种办法。

他在福特T型车上加装机械装置,将汽车动力引出来。用装置上的接口连接飞机发动机转轴,用机械力量将发动机起动起来,这就是“哈克斯起动器”。

哈克斯不只是一名优秀的飞行员,也是优秀的工程师。年轻的时候,他还是一名疯狂的赛车手,经常超速,最终以驾照吊销结束了汽车生涯。

一战爆发后,他加入英国空军,断续以飞行员的身份追求梦想。他获得了多个飞行大赛奖杯,还是第一个驾驶单翼飞机翻滚倒飞的英国人。

哈克斯起动器不但在欧美广泛应用,也传播到苏联、日本等国,并一直使用到40年代。

哈克斯起动器很好,但仍有缺点。它需要大量的汽车改装待命,效率比较低,且只能在固定机场中使用,野外环境不方便。

发动机启动技术继续发展,人们又发明了电起动、压缩空气起动、惯性起动、以及火药起动等各种方式。

电起动高效便捷,安全环保。但那个年代的电池不行,能量密度低容量小。能带动飞机发动机的电池组体积又太大,重量也重,装不到飞机上。只能外接电池拖车使用,拖车里有多组蓄电池串联,有诸多限制。

后来,有一种用火药推动的“考夫曼起动器”流行开来。它就像一个大号的霰弹枪,使用空包弹产生高速高压气体,推动活塞或通过齿轮啮合曲轴起动发动机,所以也叫“霰弹枪起动器”。

考夫曼起动器体积小,重量轻,使用方便,不受环境限制,可以内置到战斗机上。许多种梅林引擎上都有它的身影,喷火、台风(二战)、野马、F4F等战斗机都曾用过它,是一种应用非常广泛的起动装置。

它有单发和弹仓两种类型,只要空包弹充足就能高枕无忧了。在坦克和大型拖拉机上也有使用,还颇受欢迎。

二战中期,随着电池技术提升,电起动机成熟,考夫曼起动器便逐渐被取代了。

现代大型飞机(民航客机、运输机、轰炸机等)普遍装备了APU辅助动力系统。它是一种小型燃气涡轮发动机,也叫小发。

涡扇/涡桨发动机既可以用地面电源气源车引电引气启动,也可以通过APU系统启动,方便又灵活。

但在一些小型飞机上,仍然保留了原始的手摇方式,比如运-5运输机。它机舱内就有手动摇把和插孔,在空中停车都能摇起来,真乃神器也。

现代化的启动方式越来越便捷,而一二战时期那些笨拙又有趣的启动方式也成为经典,留在人们的记忆中。

和风漫谈原创文字,图片来自网络。欢迎关注,一起了解有趣的知识。

梁老师说事,为您回答这个问题。

如今很多飞机,坐在驾驶位上按一个按钮,轰隆隆的就能把飞机这个大家伙给起飞了。

在过去可没这么简单,飞机启动一直都是一个让人发愁的事。

从莱特兄弟发明的第一款飞机开始,飞机发展到现在,算起来也有一百多年的历史了,但飞机的点火方式,就经历了四个阶段的发展。

那么今天就按照这四个阶段的发展,小编把题主的问题给回答了。

首先第一阶段,这还是1903年莱特兄弟的这套点火方式。

当时第一架飞机——飞行者一号,这架飞机采用了一台四缸水平直列式水冷发动机,这发动机输出的功率并不大,只有8.95KW,整台发动机的重量也才八十一公斤。

这台发动机其实就是一台临时改装的发动机,毕竟之前就没有飞机这种大家伙的,专业的飞机发动机肯定是没有的。

你都不知道,他的发动机是通过自行车的那种链条,把动力传输给两个直径为2.6米的螺旋桨上。

这架飞机粗糙之际啊!

所以这架飞机第一次飞行,滞空时间也仅仅只有十二秒,飞行距离也就三十六点六米,比我们人类撒开两条大长腿奔跑的速度都不如。

谁能想到,如今的飞机,飞得如此之快,不到一天的时间,就可以绕地球飞一圈。

咋说呢?任何发动机的启动都是需要外力的,包括现在按一下按钮就能启动的发动机也是如此。

只是当时的技术没有达到如今的方便快捷,所以第一代航天发动机就需要,采用人工启动的方式来启动发动机。

这种方式被叫做传动螺旋桨点火方式,这名字文绉绉的也不好理解,其实就是玩命转动螺旋桨,利用人工的外力这就会让发动机的转轴转动起来。

当然这个螺旋桨并不是说随随便便转两下就成的,必须让螺旋桨产生足够多的惯性动能,这股力量通过转轴传递给减压装置,从而打开排气门。

然后在进入到下一个冲程,关闭排气门后,喷油嘴向气缸里头喷出油料。

接着让活塞在不断压缩过程中,让这股喷进去的油料被压缩到燃爆,那么在这股燃爆的力量下,活塞开始向下运动,发动机这才开始自动产生力量,将发动机以后的工作继续推进下去。

您看这一趟流程下来,不用小编说,都能感觉到,旋转螺旋桨的力量绝对不能小。

其实这个过程,我们在初中的物理就学习过,内容是汽油机和柴油机,四冲程气缸。

在过去的农用拖拉机中,就能看到这样的点火方式。

一个Z字形的摇柄也叫钥匙,插到侧面发动机的窟窿眼里头,玩命的转动,那架势可带劲了,摇到最后感觉整个人都能跟着摇柄转起来,然后拖拉机那根大烟管子就突突的毛起了黑烟。

现在小编很少下地,也很少在路上看到这种拖拉机了。

那么如今采用这种点火方式的飞机还有没有了呢?还真就有。

比如运5的机舱内,在驾驶舱和座舱之间的那道墙壁上,就有这么一个小孔,插上摇柄就可以直接转动起飞机的发动机来。

那么为什么会在现在的飞机上,使用这么落后的点火方式呢?

这是因为航空发动机,他分为两种启动过程,第一种地面启动,这个好理解,一说在地面启动,那么用的方法就多了去了,所以也就没啥好担心的。

第二种启动过程,叫空中启动。

一听这个,您就知道这其中的危险性了,发动机在空中有停车的可能。

而一旦发动机停车了,那么人全部在飞机里边,让发动机再次转动起来的方法就少了很多。

之前就说了,想要启动发动机,其实很简单,就是给他一个外力就成。

那么在机舱内部留这么一个摇柄启动方式,用人工的方式,给予发动机这个外力,就会有很大可能把这发动机给重新启动了。

所以这种启动方式虽然古老,但关键的时候还是能够救命的。也就是说方法其实并不在于老不老,而是在于好不好用。

接着说第二个阶段的发动机点火方式。

他叫哈克斯启动器点火方式。

我们都知道,任何东西都是从最简单的开始,然后慢慢地变得复杂起来。

而飞机的发动机其实也是这样的,最开始的发动机很简单,用胳膊就可以把他摇起来。

那么随着发动机的结构越来越复杂,用人工去摇动,甚至是练出一条麒麟臂也不成啊,毕竟这股力量在传递的过程中,会有损耗,尤其是结构越复杂,这种损耗就会越大。

人工摇动显然不行了。

老话说得好,办法总比困难多,人力不够那么就让机器来凑吗?

于是这哈克斯启动器就被发明出来了。

这个东西怎么用呢?简单地说,哈克斯启动器是一个媒介,他把汽车的动力给利用起来,然后通过哈克斯启动器,传递给飞机的螺旋桨,然后通过螺旋桨把飞机的发动机给启动起来。

整个哈克斯启动器并不复杂,它是被装到一辆福特汽车上的,通过一根链条,把汽车的动力引出来,然后传输到一根长长的转轴上,将转轴直接怼到螺旋桨的中心部位,力量往过一传,螺旋桨就转动起来了。

所以哈克斯启动器远远地看,就是几根铁棍架在一起而已。

这个发明是英国的一个飞行员弄出来的,这个飞行员叫做哈克斯。

那么这套系统确实好用,所以当时一出来就被英联邦的成员国给拿过来使用了,最后还流传到了苏联,美国和日本。

其中日本对这套系统那是相当感兴趣的,他们的九七式战机,一式战隼,五式战Ki100,都是采用哈克斯启动器来启动的。

哈克斯启动器不仅可以在单发发动机上使用,还可以在双发发动机上使用。

不过麻烦的是,要想使用哈克斯启动器,就必须在螺旋桨中心的位置上预留一个卡槽才成。

再有就是,必须要有足够的车辆,不然飞机起飞的时候,等待的时间会比较长一点。

就算是这样,当年日本也将这套装置使用到了上个世纪四十年,才丢掉的。

当然了,飞机在不断的发展,从根子上讲就是发动机在不断的推陈出新。

再有就是哈克斯启动器其实仅仅是一种过渡,毕竟繁琐的操作,以及被拉长的起飞时间,总有人看不惯的。

既然看不惯,那么必然会对这种启动方式进行改进,这算是人类的毛病,总是在找一种偷懒的方式,让自己有更多的时间去干别的事情。

那么飞机发动机的点火方式就开始进入到了下一个阶段,人们打算用炸药启动飞机的发动机。

这个方法就是考夫曼启动器。

这回的启动过程,不再针对螺旋桨了,而是进入到气缸内部作妖了。

怎么做呢?

其实说到底,飞机的发动机启动,他就是让活塞不断地压缩气缸的气体,从而点燃气缸气体里边的燃料的。

那么只要对这个活塞用力不就成了吗?当然这个用力不可能把手塞进去,或者塞进去其他什么东西?毕竟在活塞的活动过程中,塞进去的东西会阻碍活塞随后的动作的。

如果进去的是气体,让气体帮着推动活塞呢?这就不存在阻碍活塞后续动作的可能了。

那么什么气体好使呢?高温高压的气体最好使。

要知道子弹的击发过程,其实就是发射药变成高温高压气体推动子弹头完成的射击动作的。

所以根据这个思路,最终就设计出了考夫曼启动器。

这东西其实就像是一个大号的爆竹一样,这头一爆炸,瞬间产生的高温高压气体就开始推动活塞运动,从而让整个发动机运转起来的。

那么他这个发射过程,很像散弹枪发射的过程,所以这种启动点火方式也被叫做散弹枪启动器。

这种点火方式,因为是直接作用在发动机里头的,所以他的体积很小,重量也不大,而且在任何的环境中都能使用。

所以这套装置是直接装到飞机内部使用的,比如喷火,台风,野马都是使用这种点火方式。

最麻烦的是,要时不时地就给这套装置装点子弹上去才行。

其实这种点火方式,不仅可以推动活塞,推涡轮也没问题。

以至于如今还在服役的B52轰炸机,还在使用这种方式点火。

当然B52之所以使用这种点火方式,最为直接的原因是,他有八台发动机,整个发动机系统相当复杂,如果采用普通的方法启动,光热车就需要一个小时。

一个小时啊,这在战场上干啥都迟了,而采用考夫曼启动器的话,仅仅需要十分钟就可以完成热车了。

这也是为什么,B52启动的时候,翅膀后面最后出现一股股黑烟的原因。

其实这种点火方式,不仅飞机使用,坦克也能使用,甚至是有一些导弹都在使用的,所以这种点火方式不能算太过落后的点火方式,至少在一些特殊设计的发动机上,还是有很大的用武之地的。

说个事,您就知道这种点火方式的普遍性。

成龙的影片都看过吧,小编很喜欢他的《飞鹰计划》,在这个影片中,有这么个桥段。

成龙和敌人进入到了二战德国的地下秘密基地中,里面乌漆嘛黑的啥都看不见,好在有一台发电机还能用。

那么这台发电机启动的时候,不知道您注意到没有,这台发电机就是被塞进去一点子弹火药,然后在里头塞了一把火之后,再用摇柄让发电机再次转动起来的。

所以采用这种方式点火发动机,很给力的。当然了,这种启动方式只能留给专业人士使用,一般人要用的话,保不齐发动机没有启动就不说了,到是把发动机给炸飞了,到时候就得不偿失了,没准自己都要吃亏。

最后一种是APU辅助动力系统点火方式

这种点火方式,是二战结束之后,才被发明出来的。

咋说呢?飞机点火系统其实一直在发展,在这个发展的过程中,也一直瞄向了电池这个领域。

但在这个发展过程中,发现电池是没办法装到飞机上的,只能把电池放在地面上了,当然了电动机倒是可以放在飞机上。

于是在当时就出现了这么一种现象,飞机起飞之前要用拖车拉过来一块大电池,给飞机充电,让电动机嗨起来。

为了方便,这种拖车还搭配一个汽油发电机,随时给拖车里头的电池进行充电。

在往后发展,这就出现了APU辅助动力系统,这东西其实说到底是一个小型的燃气涡轮发动机,在航空界里被叫做小发。

那么这个时候飞机的启动是一个一级比一级放大的过程,首先蓄电池提供一点电能给APU系统,这个时候APU的转子就会旋转起来。

这个转速是一个由缓慢到快速的过程,当转速达到一定速度之后,就会喷油并且燃烧起来。

这个时候APU这个小型涡轮发动机就会动起来了,他一动起来就会带动压气机工作,压气机就把气体往飞机发动机里头吹,这一吹就和炸药点火的模式就差不多了,飞机的发动机就开始工作起来了。

所以APU他其实就做两件事,一件事是提供电力,另一件事是提供高温高压的空气。

APU本身是不产生推力作用的,所以一般情况下,飞机起飞以后,这个APU就会停止工作了。

如果APU在空中开始工作,那意味着飞机的发动机发生了故障,需要对飞机提供气体和电源了,并且为发动机重新启动提供动力来源。

举例说明。

2009年的时候,美国一架空客飞机被飞鸟给击中了,当时双发发动机全部停止工作了。

要知道机上除了整个机组人员之外,还有一百五十五个乘客。

但是机长就是通过这套APU辅助系统提供的电力,将飞机降落在了一条河上。

如今一般的大型和中型飞机,甚至是大型直升机,都会给自己装上一套APU系统。

这款系统通常情况下会被安装到,飞机的尾部。

这套系统算是,飞机的第二条保障了。

那么今天就到这了,喜欢小编写的,您点个赞,再加个关注,方便以后常来坐坐。

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    共 1 条评论
  • 匿名
    2023-10-14 02:50:01
    让久久不能忘怀。

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