涡扇发动机由涡喷发动机演变而来,传统涡喷发动机只包含一组涡轮,通过燃料在燃烧室中燃烧做功带动涡轮旋转。由于涡喷发动机的排气气流速度很高,因此在飞行器低速飞行时,效率较低,因此工程师研发了涡扇发动机,在涡喷发动机的基础上增加了一组低压涡轮。低压涡轮由高压涡轮产生的高速气流驱动,同时带动发动机最前方的风扇旋转。这样,一方面减小了发动机排气速度,另一方面,风扇的一部分气流不经过发动机燃烧室,而直接通过燃烧室外侧的通道(称为外涵道)向后送出,进一步增大了推力,提高了发动机整体效率。

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通常情况下,涡扇发动机的低压涡轮和高压涡轮同轴,但转速不同。因此客机发动机的转速也被分为N1(低压转速)和N2(高压转速)。部分发动机甚至包含第三级涡轮,因此也会有N3转速。下面为N1转速表,

仪表面板,看似很袖珍,宽度不超过60mm

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长度

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仪表后部航空插座

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抽出机芯

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表头部分少了两个电机

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完全抽出的机芯,可以看到电子部分由多层电路板构成,前面是航空铝合金材质的表头

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仪表底部支撑结构,为增加强度同时减重,加工了若干凹槽,同时做了阳极氧化

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电子部分感觉是真金白银

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取下一个模块。可以看到模块上基本都是陶瓷封装的小规模集成电路,生产于1980年左右。此时的航电设备正处在机械式到电子的过渡时期。由于显示技术和通讯总线技术还不成熟,此时的仪表往往采用模拟信号,由电路处理后再通过一些特殊的机电显示器件,以比较接近传统机械式仪表的指针/转轮等方式呈现。

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取出所有电路板,这么多,难怪仪表这么长

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模块上的镀金连接器,用来连接底板上的排针

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某一小模块,上面有一个金属壳继电器

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为节省体积,两个电路板叠起来,中间还有集成电路

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模块反面有序列号和版本信息

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另一模块,上面固定有散热片。取下后可见到两个功率三极管。仪表里有两个这样的模块,估计是电机驱动电路

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三极管型号

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反面

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第三块电路板,白色很显眼的芯片其实是一个模拟开关。金属罐子是运放

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反面

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电源板,上面有一个巨大的变压器

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三颗巨大的钽电容,或许发烧玄学家会喜欢

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第五块板,HAI-4741是一个四运放,其他是一些数字电路

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第六块板,也包含模拟和数字电路

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一堆模拟电路,挺好看的

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板子上最大的IC是一个任意数分频器,估计是用来计转动圈数并控制其他电路进行某些转换

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反面

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最后一块板,全部是数字电路,用来驱动表头上的数字滚轮

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晶振

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又有一个分频器

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三个铁罐似乎是驱动

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反面

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空底板,后面有个电源滤波器

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所有电路板全家福

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下面拆下表头和支撑结构。支撑结构做工很好,表面相交处全加工成了圆角,令人舒适

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底板连接表头的连接器

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表头

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几个方向看,没有电机太可惜了,无法演示

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表盘玻璃,看似很普通,其实是两片一边薄一边厚的玻璃叠成。没猜错的话应该是用于折射照明灯的光线,使得表盘亮度均匀

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开关组件

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表头屁股里的一堆东西

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FPC和金属齿轮

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一颗线性度很高的电位器,用于检测指针位置,通过反馈电路控制驱动指针旋转的电机

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这个小部件在上电后会抬起数字指示前方的黄色标记,断电后自动落下,用于指示仪表运行状态,防止飞行员在仪表故障或断电情况下读出错误数值

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下面到了最有意思的环节。这个表的数字表头用的竟然不是老式电表上的机械式滚轮,而是一种叫magnetic wheel display的电磁式指示器

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模块化设计

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连接器

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显示器件的连接器,共6根针。其实这玩意大致就是一个步进电机,一共有5个绕组,对应五个角度。给某一个绕组通电,滚轮就会转到相应的数字。如果反向通电,则会转到与之相差180度方向上的数字。从而实现0-9共10个数字的显示。

由于这种显示方式与传统的机械滚轮外观类似,且在日光直射时相比于当时其他显示技术,可读性好很多,因此在那个时代的航电设备中常有应用。如今,这种显示器件,乃至整个驾驶舱的显示设备,都已经逐渐被液晶屏替代。虽说看上去更具科技感,功能也更为强大,但与传统的机械显示比起来,似乎也少了不少味道。少的这点味道,或许就是机械时代遗留下来的情怀吧?

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总结

那个年代靠烧人脑出产品,人类智慧的结晶。看过的最复杂最精密的设备基本都是飞机上的,航空和航海用的零件,都是追求高可靠性。因为一出故障,可能就是灾难。我们国产不是不能做出太多的高精尖产品,而是对产业科技的一种态度,我们缺少的是态度,严谨精干。

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