【一周问答】EPR vs N1 推力表征哪家强?

罗罗和普惠的发动机用EPR作为推力表征的主要参数,而GE用的是N1。选定了参数类型之后,就可以给出起飞和爬升阶段的推力目标值。(对推力值的监控主要在起飞和爬升阶段)巡航阶段的推力值和飞行速度关联较大(无法根据读出参数进行绝对判断),降落阶段推力通常给定在进近慢车值。

EPR的优点是它本身是一个压力比值,和发动机推力直接相关。通过简单的物理学知识就可以知道:力=压强x面积。根据波音的说法,相比压气机转速(N1或N2)来说,EPR和推力的关系更加直接,作为控制发动机工作的参数更加准确。

EPR的缺点是在多转子发动机上,存在推力调节的稳定性问题。理想情况是发动机推力的调整过程尽可能快,反馈过程尽可能迅速,但是压力传感器对信号的滤噪延缓了反馈时间,对稳定性造成了不利影响。另外,EPR参数的可靠性更多依赖于真实准确的当地大气参数(因为气压受温度和飞机高度影响)。

EPR必须依靠两个皮托管(总压管),一个在风扇前端,另一个在风扇后端。这两个皮托管探测到的压力相除后的比值就是EPR。这种方式跟所有其他依靠皮托管的探测方式一样都有一个麻烦:怕外来物。比如昆虫或结冰,堵住探测口,造成EPR读数失真,无法正确反映发动机推力。

N1,N2,N3(三转子发动机)的传感器相对EPR探头就要可靠得多。风扇转子的转速变化可以快速的反馈,测量精度比压差高很多,而且不依赖当地大气参数。

EPR需要压力探头正确的安装和维护,需要前后两组压力和温度数据(推力计算必须用温度数据修正进气量和排气量),而N1需要的就只有一个安装在发动机内部的磁电式传感器。也正是由于这种原因,当飞机进入气流紊乱区域时,即使EPR数值能正常显示,也会优先采用N1读数表征推力。

但 N1不能真实反映发动机性能的退化,对一台部件没有发生过损伤的发动机来说,长时间的运行之后推力的下降从N1读数上是看不出来的。

EPR值与发动机性能关联,而N1不是。换句话说,假设一台发动机产生50000磅推力时对应的EPR是1.27,那么只要大气环境相同,经年累月后发动机性能衰退了,能达到1.27的EPR值,就还能产生50000磅的推力。N1不一样,当前90%N1对应的推力要在几年后保持住,需要对应更高的N1值。所以机组从N1值上看不出发动机性能退化,但通过EPR可以判断出。

虽然两种主参数各有优缺点,但不同公司的设计人员看重的角度是不同的,甚至会成为所谓的“技术传统”而保持下来。

GE在它的所有商用发动机上都使用N1作为发动机推力主显示参数。

普惠一直在他们的所有商用大型发动机上使用EPR(“核心机EPR”,低压涡轮出口比风扇前端)作为发动机推力的主显示参数。比如B777上的PW4000-112。罗罗有一些改变,以前的遄达800上用的是和普惠一样的核心机EPR,但到了RB211-524和-535上改用了“整体EPR”(IEPR),也就是核心机EPR和风扇EPR两个数据综合。目前也只有RB211这一种机型使用IEPR。整体EPR(IEPR)提取两个压力比值再进行综合:核心机出口/风扇进口,风扇出口/风扇进口。

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