Что такое вспомогательная силовая установка (APU) на самолёте

Вспомогательная силовая установка (APU, Auxiliary Power Unit) — это компактный газотурбинный двигатель, расположенный в хвостовой части фюзеляжа большинства современных авиалайнеров. В отличие от основных двигателей, APU не участвует в полёте и не создаёт тягу. Её главная задача заключается в обеспечении самолёта электроэнергией, сжатым воздухом и запуске основных двигателей, когда они выключены. В нормальных условиях установка работает исключительно на земле — в полёте она используется лишь как резерв при отказе основных систем.

Расположение и конструкция

Вспомогательная силовая установка (APU) расположена в хвостовой части фюзеляжа, обычно в отдельном отсеке за гермостенкой. Снаружи она почти незаметна, за исключением выхлопного отверстия, через которое выбрасываются отработанные газы. Внутри APU представляет собой компактный газотурбинный двигатель, чаще всего с горизонтальным расположением, который интегрирован с генератором переменного тока и системой отбора воздуха. В некоторых моделях самолётов, таких как Embraer и CRJ, установка может находиться не строго по центру, но всегда располагается в хвостовой части, что обусловлено требованиями безопасности и компоновки.

APU не предназначена для создания тяги и не участвует в полёте напрямую. Её конструкция проще, чем у обычных двигателей: обычно она включает одну ступень компрессора и одну турбину. При этом APU спроектирована с акцентом на высокую надёжность и способна работать в условиях жаркого климата, на больших высотах и с минимальным обслуживанием.

Принцип работы и запуск

Запуск APU осуществляется независимо от основных двигателей — либо вручную экипажем, либо автоматически, если это предусмотрено системой. Запуск возможен как от аккумуляторов, так и от внешнего источника, если батареи не обеспечивают необходимый пусковой ток.

После запуска APU начинает вращать электрогенератор и/или воздушный компрессор. Электрическая часть подаёт питание на основные системы, включая освещение, авионику, вентиляцию, кондиционирование и кабельные системы. Пневматическая часть (если предусмотрена в конкретной конфигурации) надувает пневмосистему для запуска основных двигателей и/или поддерживает давление для кондиционирования.

Работа APU сопровождается характерным гулом и выбросом горячего воздуха из выхлопной трубы. Управление установкой осуществляется через панель в кабине и интегрировано в общую систему управления энергией (Electrical Power System и Pneumatic System).

Основные функции

• Электроснабжение: APU обеспечивает автономное питание на земле, начиная от простых бытовых систем, таких как освещение и индикация, и заканчивая сложными приборами навигации и связи. Это критически важно для стоянок в аэропортах, где отсутствует наземное оборудование (GPU) или когда оно недоступно.

• Подача сжатого воздуха: через систему отбора воздуха (Bleed Air) APU подаёт сжатый воздух в пневмосистему. Это используется для запуска двигателей и подачи воздуха в кондиционеры. В противном случае запуск потребовал бы ожидания внешних воздуходувок, что является длительным и неудобным процессом.

• Резерв в полёте: хотя в обычных условиях установка не функционирует в полёте, её можно активировать в случае отказа генераторов или для подачи воздуха при отказе системы Bleed Air от двигателей. Это резервная, но сертифицированная функция, особенно актуальная для ETOPS-полётов.

Надёжность, ограничения и эксплуатационные нюансы

Несмотря на то что APU проще, чем маршевые двигатели, она всё равно требует регулярного обслуживания, включая замену фильтров, проверку масляной системы и контроль запуска и стабильности работы. Производители устанавливают интервалы обслуживания, как правило, основываясь на циклах (один запуск = один цикл), а не наработке в часах.

Работа установки в некоторых аэропортах может быть ограничена по шумовым и экологическим нормам. В таких случаях экипаж обязан использовать GPU и наземное кондиционирование (например, в аэропортах AMS, FRA, SIN). Некоторые авиакомпании могут принудительно отключать APU на борту через систему управления энергией с целью экономии топлива и ресурсов.

Тем не менее, на практике большинство бортов используют APU максимально эффективно, что обеспечивает полную автономность, ускоряет процесс turnaround (разворот рейса) и снижает зависимость от наземных служб, особенно в условиях плотного графика или при задержках.

Заключение

APU можно рассматривать как «третий двигатель», однако его функция заключается не в полёте, а в обеспечении жизнедеятельности самолёта на земле. Он питает системы, заменяет двигатели в процессе подготовки к рейсу и позволяет экипажу готовить самолёт к вылету в любом аэропорту мира, будь то в пустыне или на снежном поле. Без APU воздушное судно было бы просто холодной металлической конструкцией с тёмным кокпитом.

Хотя пассажиры зачастую не замечают его работу, именно APU делает возможной быструю, надёжную и автономную эксплуатацию современных воздушных судов.