中国为什么不先做好APU?

上月与几位朋友聊到飞机的APU（Auxiliary Power Unit），学到了很多知识。其中yiran巨师建议可以写一写APU，那么我们今天就来说一说。要引入这个话题，可以先来个提问：飞机上的电力是哪儿来的？

飞机上有灯有空调电视，驾驶舱有雷达，有的客舱还有220V插座。如果说这些电是由“发动机”提供的话，发动机明明是在推出停机位之后才启动的（启动时有一点煤油的味道）；如果说这些电是由地面供给的话，那无法解释推出过程中为什么一直有电……

图：飞机上肯定有发电机　摄影：拉上窗帘

单靠电池难以支撑，所以飞机上肯定有发电机！

是的，飞机上确实有一部发电机，它叫做“APU”，是飞机上除发动机、起落架和航电仪表之外，最值钱的东西！

APU一般位于飞机尾部，它从主油箱抽油，启动后向飞机提供电力。它也能为客舱提供空调动力，但因为功率小，通常效果不足。如果空姐安慰你说“起飞后就凉快了”，那基本就是在说APU劲太小。

图：发动机需要“电”和“气”才能启动　摄影：拉上窗帘

APU也向飞机提供“气源”和“液压”。特别是“气源”，如果没有它转动硕大的桨叶，发动机就没办法启动。因此APU是启动发动机的前奏。要启动飞机，须得先用电池启动APU，再用APU启动发动机。

大型飞机的APU差不多可以充满尾椎。它有硕大的排气口，在候机的时候，你经常能看到热气从里面喷涌而出。它总是比发动机启动的早，所以它的“寿命”通常也单独计算——有一个专用的“计时器”。

图：喷着热气的APU　摄影：拉上窗帘

但APU寿命比飞机发动机要长远，有的高达50000循环。这是因为一旦发动机启动，APU也就完成了使命。在空中飞行的时候，飞机上的电力、气源、液压和空调动力都交由发动机，APU也就关掉了——除非发动机在空中停车，需要由APU再次“启动”。

飞机发动机有在高空熄火的可能，所以APU也必须能在高空工作。仪表和操纵都需要电力，这些电力在紧急情况时都仰赖APU提供。例如著名的哈德逊河事件，双发失效后就是依靠APU供电操纵迫降的——因此APU对质量也有要求，它必须能够迅速而可靠地启动。

图：APU质量必须可靠　摄影：拉上窗帘

全球最著名的APU生产商是美国的霍尼韦尔——对，就是卖口罩的那个。

霍尼韦尔是低调的美国工业巨头，它旗下的“盖瑞特（Garrett）”自上世纪70年代开始就为波音727提供辅助动力（727的APU在主轮舱），波音737也大多使用它的APU. 霍尼韦尔于1999年被“联盟信号公司（Allied Singnal）收购，但名称得以保留。现在霍尼韦尔依然在为737 NG和737 MAX提供APU. 我国的新舟60和C919飞机，使用的也都是霍尼韦尔APU.

图：新舟60的APU噪音严重　摄影：拉上窗帘

不过也有人说美国联合技术公司才是APU的老大，这家从波音分拆出来的大佬现在拥有雷神、普惠、西科斯基、奥的斯等众多牛叉公司，而普惠正是全球为数不多的涡扇发动机巨师之一。APU实际是小型涡轮发电机，很多技术与涡扇发动机相同，因此美联技旗下“汉胜公司（Sundstrand）”的APU是霍尼韦尔的强劲对手，波音737 Classic就曾大量使用汉胜的APS 2000——我国的ARJ21-700采用了汉胜公司的APS 2600作为APU，据说比霍尼韦尔的GTCP 85系列更好用！

但不是所有的飞机都有APU，早期的波音707就没有APU. 一些使用活塞发动机的小型飞机依靠地面电源启动，它们也不需要APU. APU也有重量，为了一次启动而背着上天不划算。但一些战斗机为了“迅速出击”反而装备了APU，例如美国的F-22和F-35——反正动力强大，多一些重量不要紧。

图：波音727的APU在主轮舱里　摄影：拉上窗帘

在保障完善的大型机场，飞机停靠后立即接通地面电源和气源，启动时甚至可以不开启APU——例如很多老旧飞机，它们的APU坏了，会申请在推出之前“开启一发”，也就是使用地面电源给第一个发动机打火，这样就可以获得电力和气源。而先进的波音787甚至可以略过APU，直接“电打火”。但只要还有远机位，远机位只要没普及地面电源，APU就依然必不可少。

APU的价格不便宜，一个小小的涡轮发电机，要价高达几十万美元，许多公司“坏了也不修”的原因便与此有关。更何况无论是霍尼韦尔，还是汉胜，质量都很可靠，二手备件通常不好找。

图：地面电源和气源　摄影：拉上窗帘

APU技术不复杂，使用几率不高，坏了也不耽误飞行。相比发动机和起落架系统，它甚至不算“重要”。我国的ARJ21-700是支线飞机，基本不会在41000的高度飞行，使用的又是成熟的CF-34发动机。因此如果涡扇发动机一时造不出来的话，可不可以先在APU上，寻求一下突破呢？

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