噴射機引擎的科學

　　鳥兒用輕盈的羽翼遨遊於天空，又大又重的噴射引擎用機件與物理原理載著我們翻山越嶺、遠渡重洋，在過去，這是魔法；在今天，我們稱之為科學。從萊特兄弟充斥著答答聲的往復式引擎到今日的噴射渦輪，引擎隨著時間不停的進化，今日的天空由噴射引擎稱霸一方。噴射引擎有什麼特殊之處可以有今日的地位？

　　噴射引擎是如何讓飛機起飛的？它的工作有哪些？引擎靠的是怎樣的動力學？噴射引擎的系統由什麼組成？如何運作？

　　本書從不同角度帶您解析噴射引擎，讓您徹頭徹尾地了解噴射引擎的原理！從噴射引擎的職掌、螺旋槳到噴射引擎的演化、噴射引擎的構造與機件、運動原理到認識噴射引擎的儀表，就讓噴射引擎帶你一起飛上天吧！

本書特色

　　1.噴射引擎職掌完全解說
　　2.精美圖片解析，讓你一目了然
　　3.本書帶您從不同的角度了解噴射引擎，讓您在紙上跟著噴射引擎翱翔天際。


 

作者簡介

中村寬治

　　航空解說員。出生於神奈川縣橫濱市，畢業於早稻田大學。在投身全日空航空公司30多年間，擔任波音727、747客機的飛航機械員，負責日本國內主要都市，以及超過世界10個國家、20個都市以上的航線任務。運用他在航線上獲得的飛行經驗，從事解說有關飛機內部構造、性能和飛機航行等的解說員工作，以及寫作的工作。主要作品有《飛機的構造與飛行原理》、《跟著飛行員一起開飛機》（晨星出版）等書。

譯者簡介

溫欣潔

　　1978年生，台灣桃園人。東海大學日文系畢業，日本關西外國語大學留學一年。

　　曾任光電企業的日文口譯人員，譯有山葉鋼琴的數位鋼琴操作手冊、《超厲害的驅除害蟲科學法》、《認識摩托車的基本構造》、《跟著飛行員一起開飛機》、《如何影響他人的心理學》（晨星出版）等書。

第1章 噴射引擎的工作職掌
1-01 什麼是引擎
1-02 噴射引擎在地面時的工作
1-03 噴射引擎在起飛時的工作
1-04 飛機的重量
1-05 什麼是升力
1-06 上下之間的力關係
1-07 前後之間的力關係
1-08 上升是靠引擎的力量
專欄1 暖機與冷機

第2章 從螺旋槳到噴射引擎
2-01 螺旋槳
2-02 螺旋槳的工作
2-03 往復式引擎
2-04 往復式引擎與螺旋槳
2-05 往復式引擎的極限
2-06 螺旋槳也有極限嗎？
2-07 渦輪螺旋槳的出現
2-08 渦輪噴射引擎
2-09 渦輪扇引擎
2-10 中短距離的噴射旅客機
2-11 巨無霸噴射旅客機
2-12 廣體飛機
2-13 雙發機
2-14 世界最大的雙發機
2-15 世界最大的旅客機
2-16 超音速旅客機（SST）
專欄2 地球真的是圓的

第3章 噴射引擎
3-01 氣球飛竄的力道
3-02 噴射引擎的力道
3-03 飛行時的推力
3-04 噴射引擎的形狀
3-05 遠心式壓縮機
3-06 軸流式壓縮機
3-07 壓縮機的空氣力學
3-08 燃燒室
3-09 渦輪
3-10 排氣段
3-11 渦輪扇
3-12 風扇的大小
專欄3 動力操縱桿

第4章 啟動噴射引擎的系統
4-01 引擎外罩
4-02 進氣口
4-03 引擎防冰凍裝置
4-04 抽氣（Bleed Air）
4-05 附件齒輪箱（accessory gearbox）
4-06 發電機
4-07 滑油幫浦
4-08 燃料幫浦
4-09 燃料槽
4-10 噴射引擎的加速器
4-11 額定推力
4-12 動力操縱桿的移動範圍
4-13 推力反向操縱桿
4-14 移動動力操縱桿後……
4-15 引擎控制裝置
4-16 啟動器
4-17 引擎啟動裝置
4-18 防火對策
專欄4 防冰凍裝置與外氣溫度

第5章 噴射引擎的儀表
5-01 引擎儀表的功用
5-02 噴射引擎的儀表
5-03 面板
5-04 N1計
5-05 N2、N3計
5-06 EGT計（引擎排氣溫度計）
5-07 能夠知道力量大小的儀表
5-08 EPR計
5-09 燃料流量計
5-10 滑油相關儀表
5-11 TAT計
5-12 ADIRS
5-13 FE（飛航工程師）Panel
5-14 ECAM
5-15 EICAS
專欄5 飛行員之間的相互確認

第6章 噴射引擎從起飛到降落
6-01 飛行從啟動APU開始
6-02 啟動APU（空中巴士A330）
6-03 啟動APU（波音777）
6-04 確認燃料量
6-05 引擎啟動的準備
6-06 引擎啟動
6-07 引擎啟動中止
6-08 啟動引擎防冰凍裝置
6-09 起飛推力與外氣溫度
6-10 起飛推力與氣壓
6-11 起飛推力的設定
6-12 設定起飛推力（空中巴士A330）
6-13 設定起飛推力（波音777）
6-14 起飛推力與飛行速度
6-15 開始起飛
6-16 起飛滑行時的引擎故障
6-17 起飛速度V1
6-18 起飛推力的時間限制
6-19 設定爬升推力（空中巴士A330）
6-20 設定爬升推力（波音777）
6-21 爬升推力有多大
6-22 剩餘推力與剩餘馬力
6-23 運用高度限度
6-24 設定巡航推力
6-25 巡航推力有多大
6-26 Drift down
6-27 ETOPS
6-28 全引擎停止
6-29 如何下降高度
6-30 怠速推力有多大
6-31 降落也需要力量
6-32 重飛
 

前言

　　早期的噴射旅客機總是伴隨著「叭叭叭、咚咚咚」這些從機身發出的巨響和烏漆抹黑的排煙飛離陸地。當時，這些「效果」，更令人感受到飛機不凡的動力。然而，對於不論是噪音或排氣規定都日益嚴格的現今，那樣的飛機已不會被准許飛行。

　　現在的噴射旅客機只要聽到「蹦」一聲，這個如同螺旋槳機的聲音後，在幾乎沒有排放黑煙的狀態之下就可以起飛，向天際飛去。這些改變，都要歸功於大型風扇（送來大量空氣的葉片）和引擎控制技術提升的功勞。例如，控制送往引擎的燃料量，是燃料控制系統的職責。

　　早期噴射引擎的燃料控制系統，都是透過彈簧及齒輪進行油壓式機械控制，也就是類比式的控制方式；而現在則都是透過電子式引擎控制裝置進行數位控制，燃燒效率也因此改善許多。

　　所謂噴射引擎，是利用氣體向後方噴射的反作用力讓飛機飛向天空的引擎。就算控制引擎的方式全部電子化，發揮噴射力量的原理也無太大的改變。因此，本書是以我自己實際操作噴射引擎的經驗為基礎，將重點放在：

　　■ 如何使力 ■ 基本構造
　　■ 驅動系統包括哪些項目 ■ 從飛機起飛到降落的操作

　　並隨時提醒自己：

　　■ 儘量不用專業用語 ■ 多放進一些能夠理解的圖片
　　■ 用與實際情況接近的數值進行計算 ■ 多舉周遭的實例

　　第1章，主要目的是為了讓讀者們能較容易理解第6章「從起飛到著陸」的內容，先為大家說明關於噴射引擎的職掌範圍，同時為了第2章之後會出現的話題，也針對升力做了一些簡單的說明。

　　第2章是從航空界歷史的角度，來說明為何噴射引擎會成為飛機的主角。活塞引擎的極限、螺旋槳旅客機和噴射旅客機的差異等話題，都會在這一個章節出現。

　　第3章則會說明噴射引擎使力的方式、內部構造，及現在的噴射旅客機採用渦輪扇引擎的原因。

　　第4章將解釋引擎是透過什麼樣的系統來發揮力量。除此之外，防冰凍裝置和防火裝置的構造也會是這一章節的重點。

　　第5章的主題是噴射引擎的儀表。從單一儀表到綜合儀表的顯示方式及其緣由，都將在此章節稍加著墨。

　　第6章是本書的重點，也就是噴射引擎的運用及操作。例如，當全引擎停止時的處置方式等，包括從飛機起飛到降落，所有與引擎相關的事項。

　　我由衷的希望這本書可以為對噴射引擎的構造或噴射旅客機的航運有興趣的讀者，帶來一點的幫助。最後，非常謝謝科學書籍編輯部的石井顯一先生，這段期間受到他許多照顧，也藉這個機會向他致上衷心的謝意。

2012年12月 中村寬治