Самолёт создан для полёта, поэтому он по максимуму облегчён. Но кое-что приходится делать на земле — запускаться, рулить, разбегаться для взлёта, пробегать после посадки и снова рулить. Для движения по земле есть шасси — довольно тяжёлая часть самолёта, а для запуска двигателей — система запуска. Когда-то её не было, первые самолёты запускались «от руки» — прокручиванием винта руками.
Со временем моторы выросли так, что запустить их проворотом винта стало проблемным, плюс это опасно — надо успеть отойти от винта. Иногда запускали с валенком — на лопасть надевался валенок с привязанной верёвкой, за верёвку винт резко проворачивался, после запуска его скидывало с лопасти центробежной силой.
Но холодный двигатель даже провернуть сложно, не говоря о том, чтобы добиться от него вспышек и запуска. А газотурбинный так вообще не запустишь — ему нужны обороты, без них компрессор не «качает». Поэтому на «поршнях» появились воздушные и электрические системы запуска, на ГТД — пороховые и электрические, а позже — тоже воздушные.
Вот воздушная система запуска «поршневика» М-14 (АИ-14), что стоит на Як-12, Як-18, Ан-14, Ка-26 и PZL-104 Wilga, вот статья о ней у Капитана А320:
Золотниковый воздухораспределитель подаёт воздух поочерёдно в цилиндры через обратные клапаны. Но кончился воздух в бортовых баллонах — всё, подкатывай аэродромный баллон, если он есть. При запущенном двигателе уже качает компрессор.
На втрое более мощном АШ-62 (Ан-2, Ли-2) уже стоит РИМ — редукторно-инерционный механизм, от аккумулятора разгоняется маховик, от маховика прокручивается коленвал. Чтобы напрямую крутить 1000-сильный двигатель — у аккумулятора и 1,4-киловаттного стартёра не хватит сил.
С газотурбинными всё ещё сложнее. Тяжёлый ротор нужно раскрутить до 1 — 2 тысяч об/мин, прежде чем двигатель вообще захочет с нами разговаривать, и потом ещё до определённых оборотов сопровождать стартёром, пока турбина не выйдет на достаточную мощность, чтобы вращать компрессор. Вот сравнительно скромный Д-20П самолёта Ту-124:
На нём стоит мощный стартёр-генератор СТГ-18 с планетарным редуктором — при запуске он вращает двигатель через редуктор с передаточным числом 3,17, чтобы развить больший момент, а после запуска вращается от двигателя уже без редуктора, с передаточным числом 1 — чтобы не превысить оборотов, работает как генератор.
И если как генератор он отдаёт до 18 кВт энергии (потому и -18), то в стартёрном режиме он берёт средний ток 850 А при напряжении до 60 В, то есть развивает мощность около 50 кВт (850 × 60). И запуск длится долго, с полминуты. Адская нагрузка на бортовые аккумуляторные батареи. Такой же СТГ стоит на моторе АИ-24 (Ан-24, Ан-26), но там запуск ещё дольше — потому что вместе с двигателем приходится раскручивать тяжёлые редуктор и винт:
А на более мощном АИ-20, что поднимает в небо Ан-8, Ан-10, Ан-12, Ил-18, стоят уже два СТГ-12 — они послабее, но их два, работают параллельно. Вот они, ребята-поросята — левый с АИ-20, правый с НК-4, с разными фланцами:
Моя задача — переставить фланец с правого на левый, чтобы прокрутить НК-4.
Для запуска на первых Ил-18 стояло 20 (двадцать) свинцово-кислотных аккумуляторов. Понятно, что дальности полёта эти центнеры свинца не добавляли. На Ан-12 стоит 7 аккумуляторов.
Вдобавок на тех же Ан-12, Ан-26 при погрузке надо иногда работать электрической кран-балкой:
Да и для предполётной подготовки нужно электропитание, бортовых аккумуляторов для этого мало, а наземный источник подгонять не всегда удобно. Поэтому с 60-х годов на самолётах стали появляться вспомогательные силовые установки — ВСУ, поначалу называвшиеся по-разному. Ан-24РВ и Ан-26 получили РУ-19А-300, Ан-12 и Ил-18 — турбогенератор ТГ-16.
Это небольшие газотурбинные двигатели, на обоих стоит мощный стартёр-генератор ГС-24 выходной мощностью 24 кВт. Конечно, при запуске турбогенератора он тоже берёт немало, но всё же намного меньше, чем СТГ основных двигателей. А уж после запуска турбогенератора ГС-24 питает стартёры двигателей либо бортовое оборудование — смотря что нужно.
ТГ-16 даёт лишь электропитание, о нём подробно расскажу во второй части статьи, а вот РУ-19А-300 помимо электроэнергии даёт заметную дополнительную тягу — к общим 6 тонно-силам двух винтов добавляются 800 кгс РУ. Поэтому РУ-19 работает на взлёте и в наборе, управляется отдельным рычагом. А вот крейсерский полёт — обороты и температура газов РУ-19 на нуле, РУД (рычаг управления двигателем) убран на ноль:
РУ-19А-300 создавался как маршевый двигатель для учебно-тренировочного самолёта Як-30, но в итоге дружба народов вынудила покупать чехословацкий Л-29, который проигрывал Яку по всем параметрам...
Стоящий на РУ-19 стартёр-генератор ГС-24 включается в режим генератора со щитка бортрадиста. Так как СТГ-18 двигателей работают весь полёт, а РУ-19 — лишь вспомогательный агрегат, то на сигнализацию СТГ стоят красные табло (горит, когда СТГ не даёт энергии), а на ГС-24 стоит зелёное (горит, когда ГС даёт 27 вольт):
Сопло РУ-19А-300 на правой мотогондоле Ан-24РВ и Ан-26 видно сразу:
На более мощном АИ-20, как уже сказано, стоят два СТГ-12, в стартёрном режиме каждый потребляет средний ток 450 А, предельный же — до 1200 А. Это почти 2,5 кА при запуске одного двигателя. Конструкцию СТГ-12 я показал в этой статье:
Как говорят работающие с Ил-18 и Ан-12 — при запуске от аэродромного источника (АПА — аэродромный передвижной агрегат) он, этот источник, аж подпрыгивает — от магнитных полей. Вот АПА-5Д — его можно подогнать, чтобы не вырабатывать ресурс турбоагрегата, да и по топливу выходит экономичнее:
Плюс под токи в тысячи ампер приходится прокладывать тяжёлые кабели большого сечения, что утяжеляет самолёт. В общем, с ростом мощности ГТД пришлось менять систему запуска.
На некоторых двигателях стоит газотурбинный стартёр — например, на НК-12, стоящем на Ту-95, или АМ-3 — двигателе Ту-16, Ту-104 и М-4. Это совсем крохотный ГТД, стоящий на двигателе и приводящий его на запуске напрямую, через вал. Например, С-300В (турбостартёр АМ-3) можно легко взять в руки:
Но это тупиковый путь — если двигателей 3, 4, а то и больше, то возить на каждом целый персональный пусковой ГТД накладно. Поэтому при создании Ту-134, Як-40 и других более современных машин пошли другим путём — сделали общий для всех двигателей «пускач», который питает воздухом воздушные турбостартёры (ВТС) двигателей.
Вот ВТС Д-36 — двигателя Ан-72, Ан-74, Як-42, этого малыша и вовсе можно поднять одной рукой:
Это маленькая турбина, работающая на сжатом воздухе.
На Ту-134 стоит двигатель с говорящим названием ТА-8 (турбоагрегат), на Як-40 — АИ-9 (он назван в честь основателя КБ — Александра Ивченко). Причём если на Як-40 воздух от компрессора АИ-9 может отбираться лишь на запуск, то на Ту-134 турбоагрегат может работать и на кондиционирование:
Через регулятор воздуха в самолёт уходит часть воздуха, сжимаемого компрессором для камеры сгорания. ТА-8 — уже именно то, что называется ВСУ — вспомогательной силовой установкой: даёт и электропитание, и запуск, и кондиционирование. На щитке Ту-134УБ-Л видны выключатели и генератора, и отбора:
Так же работает ТА-6 на Ту-154, но она ещё мощнее. Про ТА-6 и ТА-12 (совсем уж мощная ВСУ, стоящая в числе прочих на «Руслане») подробно рассказано в статье 18 по Ту-154:
А работа системы запуска, которая объединена с системой кондиционирования — в статьях 22, 23:
Итого — ВСУ даёт автономное электропитание и кондиционирование без запуска основных двигателей, а также обеспечивает этот самый запуск. Всё, что проще, называется турбогенератором или как-то иначе. Во второй части статьи я покажу внешний вид РУ-19А-300, установку ТГ-16 на Ан-12 и АИ-9В на вертолёте Ми-24А.
И не забывайте, что ВСУ — установка, она женского рода. Если кто награждает её средним родом — бейте его аккуратно, но сильно.
—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—=≡=—