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F-15E飞行手册节选翻译 第一部分

2022-04-23 13:59 作者:shultlker  | 我要投稿

飞机[1-1]

F-15E是一款由麦克唐纳·道格拉斯{1997年被波音收购}生产的高性能,超音速,全天候,双职能战斗机。在空优模式下,它的主要装备是雷达或红外制导空对空导弹和20MM机炮。在战场遮断任务中,它在两侧进气道下方的专用传感器挂点携带LANTIRN的导航与瞄准吊舱,并能挂载多种制导或非制导的空对地武器。该飞机由两具普拉尼与惠特尼 F-100-PW-220或F-100-PW-229涡扇发动机提供动力。飞机外观上的特点是一对后掠的上单翼和双垂尾。驾驶舱位置被加高以提供更好的视野。飞机的出厂配置包括保形油箱(CFT)而没有吊舱或挂架。包含武器挂点的保形油箱可以被拆下。

一台喷气燃料启动机为飞机提供了自启动能力。飞机各系统被设计得便于维护且可靠。飞机的总体布局插图参见手册折页部分。


图 FO-1[FO-3]


尺寸[1-2]

飞机的大概总体尺寸如下:

翼展——42英尺10英寸{13.06米}

长度——63英尺9英寸{19.43米}

高度——到垂尾顶端——18英尺8英寸{5.69米}

              到驾驶舱盖顶端——12英尺{3.66米}

主轮距——9英尺{2.74米}

重量[1-2]

下列重量大概精确到500磅,其不应在任何种类的操作中用于计算飞机性能。

无CFT重量(磅)/ 配置 / 有CFT重量(磅)

33500/操作重量(自重加机组)/37500

54500/起飞总重(操作重量+满内油+中线副油箱,弹药,LANTIRN吊舱,翼下挂架和4具LAU-114挂架)/68000

63500/上述起飞总重+两具翼下副油箱/76500

81000/最大总重/81000{36.74吨}

发动机[1-2]

飞机由两具带加力的普拉尼与惠特尼F-100-PW-200或-229涡扇发动机提供动力。-220发动机安装在机号86-0183到90-0232的F-15E上,-229则安装在机号90-0233及以后的F-15E上。后文中将会使用“-220发动机”与“-229发动机”的称呼。-220引擎由全权数字电子发动机控制(DEEC)控制。-229引擎由改进全权数字电子发动机控制(IDEEC)控制。DEEC与IDEEC会随着引擎损耗自动调整以维持推力。在后文中DEEC与IDEEC合称DEEC,除非特指到-220发动机或-229发动机。

发动机起动系统[1-2]

飞机有一台用来驱动发动机起动的内置JFS。JFS是一台与AMAD一起安装在中央齿轮箱上的小型喷气发动机,它为发动机起动提供初始的转动以及电力。JFS本身由起动机蓄压器的液压压力起动。发动机起动无需连接地面电源。JFS是发动机起转起动的唯一方式。

发动机进气系统[1-2]

两套独立的进气系统各自包含三个可变坡道,一个可变扩张坡道,还有一个可变分流活门。参见图1-1。

图 1-1[1-3]

可变坡道

可变坡道在一大段空速区间内为发动机压气机提供最优的亚音速气流。坡道位置由进气控制器控制。

分流活门

分流活门在进气道内压力过大时自动释压,进气控制器控制分流活门。

进气控制器

两侧进气道各有一个进气控制器(AIC),其使用攻角,马赫数与其他大气数据系统的输出来在整个飞行包线内自动调节坡道和分流活门。第一坡道直到发动机启动前都锁定在最上位置。

进气坡道开关

两个进气道在前座的杂项控制面板上各有一个进气坡道开关。此开关有AUTO与EMERG两个档位。

AUTO档       AIC自动控制进气系统,此为默认档位。

EMERG档    断开坡道与分流活门作动器的电力,使它们被液压驱动到紧急位置(坡道锁定在最上位置,分流活门关闭)如果液压失效,气流会把坡道和活门吹到紧急位置。

提示 

内部进气坡道在开关拨到EMERG后可花至多45秒复位

发动机润滑油系统[1-3]

每台发动机都装备有完全独立的润滑油系统。润滑油顺重力供给给主泵。在负G或0G飞行期间从发动机流回润滑油箱的流量严重受限。参见本章后面的维修图表以了解润滑油规格。


图 1-60[1-211]


发动机燃油系统[1-3]

参照折页部分飞机与发动机燃油系统图解。


图 FO-5[FO-11]


点火系统[1-3]

点火系统包含一台独立的安装在发动机上的发电机和四个点火塞(发动机两个,加力燃烧室两个)。在发动机起动期间,将油门从OFF移动到MIL会导致发动机点火塞放电。在发动机工作期间点火会保持连续。把油门推进加力时,加力燃烧室的点火会持续1.5秒(-220)或3.5秒(-229)。点火程序在点火失败时会自动循环最多三次,无需手动把油门推回MIL再推回去。

发动机控制系统[1-3]

发动机控制系统主要包含液压主燃油控制(MFC),加力燃油控制(AFC)和全权DEEC。

发动机控制使用数字主控制(PRI)和备用的液压次要控制(SEC)。次要控制可以在主控制故障时自动接管或由飞行员把ENG CONTR开关拨到OFF来激活。在SEC模式下,加力禁用,发动机推力限制到主模式军推下的70%-80%。飞行员可以通过来回拨一次ENG CONTR开关来尝试恢复主模式;如果导致次要模式接管的故障已经清除,发动机也会返回主模式。

-220发动机的数字电子发动机控制

DEEC内置了发动机运行数据以提供从慢车到全加力的自动化控制,它由发动机交流发电机供电。DEEC控制发动机和加力燃烧室燃油流量,压气机可变进气叶片(CIVV),压气机后段可变叶片(RCVV),起动引气位置,除冰还有尾喷管位置。DEEC通过调整发动机燃油流量来控制气流,调整尾喷管位置来控制发动机压缩比(EPR),合在一起控制发动机性能。EPR是发动机进气压力与排气压力的比值。通过控制气流和EPR,发动机性能从出厂到磨损都能维持一定水平,直到达到FTIT限制。如果DEEC探测到了影响其安全控制发动机的故障,将会自动切换到次要控制,把ENG CONTR开关拨到OFF有一样的效果。在此模式下加力禁止使用,推力被限制,CIVV移动到全关闭的位置,尾喷管收缩到最小(小于5%),L或R ENG CONTR注意灯亮起。RCVV,起动引气和发动机燃油流量由MFC控制。发动机会维持此模式直到故障清除或L或R ENG CONTR开关回到ON。发动机在L或R ENG CONTR开关位于ON或OFF时都能起动。起动时油门移动到IDLE位后的90秒内ENG CONTR开关位置不应移动。如果在OFF档下起动或者降级到次要控制,起动时间将会变长。

-229发动机的改进数字电子发动机控制

IDEEC内置了发动机运行数据以提供跟-220发动机一样的从慢车到全加力的自动化控制。-229的IDEEC包含地面推力设定(GIT)以提供跟-220发动机相当的地面滑行性能。GIT在飞机接地并且油门在IDLE位附近时自动开启。从地面IDLE加速到MIL位置会比从进近或飞行IDLE位慢大概一秒。

-229的IDEEC还拥有过渡慢车控制逻辑,在急速收油门后,发动机转速在根据油门位置变化时会先下降到大约79%。如果接下来20秒内油门位置都没往前,发动机转速会在没有推力减小的情况下进一步下降到稳定的慢车转速。

这项功能延长了发动机寿命,并且改善了油门往复满增满减(MAX-IDLE-MAX与MIL-IDLE-MIL)的响应时间。

发动机控制开关

L和R ENG CONTR(engine control)开关位于前座的发动机控制面板,此开关有ON和OFF两个档位

ON档    DEED提供正常发动机控制

OFF档    发动机控制移交给次要模式(液压MFC)。加力禁用,发动机推力减至原来MIL位的70%-80%,尾喷管在起落架手柄放下的时候也会维持收缩位置。

主燃油控制

主燃油控制(MFC)容纳了在ENG CONTR ON档位下的DEEC控制的液压部件。如果DEEC切换到次要控制或者ENG CONTR在OFF档,MFC会根据油门位置,进气静压和进气温度,用液压控制发动机燃油流量,起动引气位置和RCVV位置。

发动机监控系统[1-4]

发动机内置一套发动机监控系统,其包含DEEC与发动机诊断单元(EDU)。DEEC与EDU持续监控电子控制部件和发动机运行情况来探测发动机故障。发动机运行不正常时EDU会记录发动机与飞机数据来帮助维护排障。EDU还会保存发动机寿命周期的信息。机身上安装的位于前起落架舱内的LEFT活RIGHT ENGINE和L或R ENG MON SYS失效指示器会在探测到故障时提醒需要维护。

加力燃烧室系统[1-5]

-220发动机

加力燃烧室有5级,油门从MIL前进到MAX时依次被选择。在发动机包线的左上角{高空低速}时2-5级加力可能被禁用。

-229发动机

加力燃烧室有11段,油门从MIL前进到MAX时依次被选择。在飞机朝加力运行包线的左上角移动时可用的段数会自动减少。在急剧加速时,根据飞行条件的不同,第一段加力有可能在转速刚过慢车位时就点燃,后续加力段会在转速接近军推转速时点燃。当油门推满时,FTIT至多可在军推FTIT的基础上增加50℃。

-220和-229发动机

发动机(-220和-229都是)会使用点燃探测器(LOD)来告知DEEC点燃是否成功。DEEC接下来会控制AFC燃油流量以供给余下的加力段。如果LOD没有探测到点燃或者加力被吹灭了,DEEC会自动把MFC移动到军推位置,中断加力燃烧室供油然后执行一次LOD检测,如果LOD检测状态良好,DEEC会自动重试最多三次点燃加力。如果加力还是没能点燃,把油门移到MIL或以下会重置DEEC状态,这样下次推入加力时系统就会正常工作。如果LOD检测未通过,DEEC会重试一次点燃加力,绕过LOD,使用尾喷管压力来检测加力是否点燃。LOD失效时加力点燃可能需要更长时间并且反应更迟钝。加力在ENG CONTR开关OFF档位时禁用。

可变截面积尾喷管[1-5]

发动机安装有喷口收敛-扩散喷口,在全收敛和全扩散位置之间连续可变。喷口由发动机引气提供调整动力。

喷口控制

-220发动机

喷口位置由油门位置和起落架手柄位置确定。起落架手柄放下,油门IDLE并且DEEC开启时喷口大概打开80%。油门前进时喷口会逐渐收敛。

起落架手柄向上时,喷口会一直在全收敛位置附近,直到油门前进到MIL位。在MIL位上喷口指示器会显示喷口略略打开(5-10%),油门移动到加力区域时喷口会进一步打开来补偿加力下增大的燃油流量。DEEC关闭或处于次要模式时喷口位置会一直处于全收敛位置附近,无论起落架手柄向上还是向下。这会导致更高的慢车推力和滑行速度。

-229发动机

喷口位置由油门位置和起落架手柄位置确定。起落架手柄放下,油门IDLE并且IDEEC开启时喷口大概打开80-100%。油门前进时喷口会逐渐收敛。起落架手柄向上,油门位于MIL以下时喷管会接近全收敛位置(10%)。在油门位于MIL且亚音速时,喷口最多会打开45%。油门移动到加力区域时喷口会进一步打开来补偿加力下增大的燃油流量。IDEEC关闭或时喷口位置会一直处于全收敛位置附近(≤5%),无论在空中或者在地面上,这会导致更高的慢车推力和滑行速度。

警告

在装备PW-229发动机的飞机上,发动机关闭十分钟后再进行进气道和尾喷管检查,因为关车后可能会自动点火。

发动机除冰[1-5]

发动机除冰系统包含进气道结冰探测器和发动机除冰阀。发动机除冰阀和进气道结冰探测器在功能上完全不相联。探测器只是探测进气道内的积冰并激活INLET ICE注意。在前座ECS面板上的发动机加热开关,控制发动机除冰气流流向发动机鼻锥和压气机导流叶片和进气压力传感器电加热,DEEC会在高度大于30000英尺或发动机进气温度大于15摄氏度(60华氏度)或油门前进到一半及以上时无视开关位置关闭发动机除冰。

ANTI-ICE ENG HEAT开关

ANTI-ICE ENG HEAT开关是一个三档位开关,功能如下。

ON 开启发动机除冰系统。

OFF 关闭发动机除冰系统。

TEST 检测探测器,点亮INLET ICE注意。

INLET ICE注意

INLET ICE指示位于左侧进气道内的发动机进气结冰传感器探测到积冰。只要结冰状况存在,INLET ICE注意就会保持点亮,不会仅因打开发动机除冰系统熄灭。

不对称推力偏航预防系统(ATDPS)[1-6]

随着PW-229发动机的推力升级,ATDPS被设计用于减少因高速下推力不对称而发生的偏航。当位于临界飞行条件(大于500节校正空速且马赫数大于1.1)内,ENG CONTR注意亮起时ATDPS会把两台发动机都调至SEC控制,在SEC模式下两台发动机的推力会调整至相等。当飞机离开临界条件后ATDPS会自动把两台发动机切回PRI控制。因故障导致的不对称推力不会触发ENG CONTR注意因此也不会触发ATDPS保护。

ATDPS提供了所有挂载配置下的保护,除了不带保形油箱挂了三个副油箱的情况。

警告

在飞机不带保形油箱挂了三个副油箱的配置下发生的不对称推力,在大于630节校正空速且马赫数大于1.3的情况下可能导致结构损伤甚至飞机损失。

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