MBS深读 | 如果两个发动机都失灵了，飞机怎么办？
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“哈德逊河奇迹”
双发动机失效，APU为迫降提供动力
2009年1月15日下午，全美航空1549号航班的空客A320客机从纽约起飞，仅1分钟后，机长向机场塔台发出报告，飞机的两个发动机由于飞鸟撞击受损失去动力，必须紧急迫降。5分钟后，飞机有惊无险地成功降落在哈德逊河，机上共155名乘客及机组人员全部安全获救。此次事件便是好莱坞电影《萨利机长》的原型事件，也被称为“哈德逊河奇迹”。
电影《萨利机长》精彩片段；视频来源：腾讯视频
电影《萨利机长》剧照
2016年电影《萨利机长》上映后，更多的人认识了英雄萨利机长与他的机组团队，但却少有人知，此次事故奇迹的创造者还有一个“幕后英雄”，在双发动机均失效后，正是依靠它提供的电力，飞机才能成功滑行并实现安全降落。它就是现代飞机，尤其是大中型飞机不可或缺的系统——辅助动力装置(Auxiliary Power Unit)，也常被简称为APU。
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至关重要的“小发动机”
不可或缺的机尾“小发动机”
作为乘客一定有这样的体验，飞机起飞前将会滑行到起飞跑道停稳，然后伴随着巨大的发动机轰鸣声，飞机加速机头上扬，而后飞机离开地面进入上升阶段。而飞机的发动机正是从发出声响的加速阶段才正式启动，那么之前为飞机地面滑行时提供动力、照明电力和空调引气的便是APU。
APU结构示意图；图片版权：Beaudaniels.com
安装于飞机尾部的APU；图片版权：波音公司
安装于飞机尾部的APU；图片版权：Paixin.com
飞机的APU通常是一个小型发动机，位于机身的尾部，除了负责为飞机起飞前提供机舱内的电力，飞机落地后主发动机也会提前关闭，由APU提供飞机停稳前的滑行过程中所需要的所有动力与电力，从而减少飞机油耗及噪声。更为重要的是，主发动机的启动，也需要依靠APU的引气带动叶片转动，可以说APU是每一次安全飞行的幕后功臣。
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APU的核心部分是一个小型的涡轮发动机，大部分是专门设计的，也有一部分由涡桨发动机改装而成，一般装在机身最后段的尾锥之内，在机身上方垂尾附近开有进气口，排气直接由尾锥后端的排气口排出。发动机前端除正常压气级外装有一个工作压气级，它向机身前部的空调组件输送高的压缩空气，以保证机舱的空调系统工作，同时还带动一个发电机，可以向飞机电网送出115V的三相电流。APU有自己单独启动电动机，由单独的电池供电，有独立的附加齿轮箱、润滑系统、冷却系统和防火装置。它的燃油来自飞机上总的燃油系统。
APU是动力装置中一个完整的独立系统，但是在控制上它和整架飞机是一体的。它的控制板装在驾驶员上方仪表板上，它的启动程序、操纵、监控及空气输出都由电子控制组件协调，并显示到驾驶舱相关位置，如EICAS的屏幕上。
一般情况下，APU在飞机起飞以后便停止工作，但当飞机在飞行过程中发生发动机故障时，可重新启动APU向飞机提供引气或电力，为发动机重新启动提供动力。
霍尼韦尔公司131-9 APU；图片版权：霍尼韦尔
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“最卖座”的APU
霍尼韦尔公司在APU领域占据绝对领先地位
世界上最早的APU原型，起源于1947年Garrett AiResearch公司的工程师Homer J. Wood绘制的第一张APU草图。1948年，第一台小型燃气涡轮发动机问世，并通过了200小时的耐久性试验。直至1954年，霍尼韦尔85系列APU的问世颠覆了商业航空的格局，取得了巨大的商业成功——它让飞机终于能飞往更多偏远的地区，同时不再依赖地面供电或气源车就能启动飞机主发动机。
而后，霍尼韦尔公司成为了APU市场的领导者，是当今飞机辅助动力装置 （APU）的最大制造商，至今已生产制造了超过95,000台APU，目前有超过36,000台霍尼韦尔APU搭载于全球现役的超过150种机型，包括商用飞机、支线飞机、公务机及其他机型飞机。上文提到的“萨利机长事件”中的失事飞机空客A320搭载的便是霍尼韦尔公司131-9A型号的APU。
搭载着霍尼韦尔131-9A APU的空客A320；图片版权：空中客车
而让APU市场产生翻天覆地变化的霍尼韦尔85系列，以及拥有核心技术拯救了155位乘客及机组人员的霍尼韦尔131-9，正是目前霍尼韦尔APU家族中已安全运营1亿小时的两个成员。这无疑代表了全球APU市场中最领先的技术与“最卖座”的产品。
据QY Research报告，2017年全球APU市场规模达7.5亿美元，其中霍尼韦尔市场占比高达42%。除了霍尼韦尔，APU市场的主要竞争对手是联合技术公司旗下企业普惠 (Pratt & Whitney)，目前有超过6,000架现役飞机搭载着普惠APU。其他企业如赛峰 (Safran)，俄罗斯Aerosila公司，捷克PBS公司等目前市场份额较小。
波音和赛峰联手挑战APU市场
然而霍尼韦尔公司在APU市场的地位也将受到来自航空巨头的挑战。近年来波音持续布局的垂直整合战略终于对APU“下手”了，今年11月波音与赛峰宣布，二者组建的辅助动力装置APU合资企业 (各占50%股份) 已准备就绪，在获得监管机构批准后即开始运营，正式挑战APU市场。霍尼韦尔与联合技术公司支持波音的商业航线已达50多年，霍尼韦尔目前为波音737提供APU，联合技术为波音747-8和787提供APU，波音与赛峰合资公司的建立将大大冲击这两家制造商在APU领域的优势地位。
赛峰APU产品；图片版权：赛峰集团
赛峰工厂正在生产APU；图片版权：赛峰集团
随着节能减排在民航发展历程中越来越受重视，APU相较于GPU (Ground Power Unit 地面电源装置) 需要更多油耗，增加大气排放的缺点也显露出来。近年已有部分机场及航空公司开始实施CPU替代APU提供飞机地面供电项目 (如杭州市萧山国际机场、海南航空北京营运基地等)。可见未来APU市场也将受到更多新技术的挑战。
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参考资料
www.wisegeek.com
www.qyresearch.com
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