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GE90发动机是世界上推力最大的商用航空发动机,广泛应用于波音777客机。它的启动过程是一个复杂而精密的系统工程,需要外部动力源的协助才能完成。启动过程主要依靠辅助动力装置APU提供的引气,或者地面气源车来驱动启动机,从而带动发动机核心机开始旋转。
启动过程的第一阶段是启动机驱动核心机旋转。当启动指令发出后,启动机开始接合。来自APU的高压气源驱动启动机旋转,启动机通过附件齿轮箱将动力传递给发动机的N2转子,也就是高压压气机和高压涡轮组成的核心机。在这个阶段,N2转子的转速会逐步增加到百分之十五到二十,为后续的燃油喷射和点火做好准备。
当N2转速达到百分之十五到二十时,启动过程进入第二阶段:燃油喷射与点火。此时燃油系统开始向燃烧室精确喷射燃油,同时点火系统中的点火器产生高能电火花。燃油与来自压气机的压缩空气充分混合后被点燃,在燃烧室内形成高温高压的燃气。这个过程由FADEC系统全程监控,确保燃烧参数在安全范围内。
启动过程的第三阶段是形成自持循环。燃烧产生的高温高压燃气流过高压涡轮,驱动涡轮高速旋转。涡轮通过主轴带动压气机继续工作,压气机将更多空气压缩送入燃烧室,形成一个自持的燃烧循环。当发动机转速达到百分之四十到五十的自持转速时,涡轮产生的功率已经足够维持发动机自身运转,启动机自动脱开,发动机开始独立运行并继续加速。
总结一下GE90发动机的启动原理:首先,外部气源驱动启动机,通过附件齿轮箱带动N2转子旋转。当转速达到百分之十五到二十时,燃油系统开始喷射燃油,点火系统同时工作点燃混合气体。燃烧产生的高温燃气驱动涡轮旋转,形成自持的燃烧循环。当发动机达到百分之四十到五十的自持转速后,启动机脱开,发动机开始独立运行。整个过程由FADEC系统全程监控,确保启动过程的安全性和可靠性。