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第7章 动力装置

B737-800动力装置系统详细说明，涵盖CFM56-7B涡扇发动机、辅助动力装置(APU)及其相关子系统的构造、工作原理、操作程序和限制数据。

参考章节 FCOM Vol.1 Sec.7
适用机型 B737-800 / CFM56-7B26
修订日期 2026-05
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7.1 CFM56-7B发动机概述

Sec.7.1

波音737-800安装两台CFM国际公司生产的CFM56-7B系列高涵道比涡轮风扇发动机。CFM56-7B是CFM56系列中最新、最先进的型号，专为新一代737（NG）系列设计，具有更高的推力、更好的燃油经济性和更低的排放水平。

CFM56-7B发动机采用双转子（双轴）结构，由低压转子和高压转子组成。低压转子驱动风扇和3级低压压气机，高压转子驱动9级高压压气机和单级高压涡轮。发动机涵道比约为5.1，总压比约为32.5:1。

CFM56-7B系列推力等级

发动机型号 起飞推力 (lb) 起飞推力 (kN) 涵道比 总压比 风扇直径
CFM56-7B22 22,000 97.9 5.1 32.5:1 60.0 in (1.524 m)
CFM56-7B24 24,200 107.7 5.1 32.5:1 60.0 in (1.524 m)
CFM56-7B26 26,300 117.0 5.1 32.5:1 60.0 in (1.524 m)
CFM56-7B27 27,300 121.4 5.1 32.5:1 60.0 in (1.524 m)
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九元航空机队配置：九元航空B737-800WSFP1机型配备CFM56-7B26发动机，额定起飞推力26,300磅（117.0 kN），配备全权限数字发动机控制（FADEC）系统。

发动机基本参数

结构参数

  • 类型：高涵道比双转子涡轮风扇发动机
  • 风扇级数：1级（宽弦钛合金风扇叶片）
  • 低压压气机：3级轴流式
  • 高压压气机：9级轴流式
  • 燃烧室：环形燃烧室
  • 高压涡轮：1级
  • 低压涡轮：4级
  • 发动机长度：约2,605 mm（102.6 in）
  • 风扇直径：1,524 mm（60.0 in）
  • 干重：约2,395 kg（5,280 lb）

性能参数

  • 涵道比：5.1
  • 总压比：32.5:1
  • 最大N1转速：约5,380 RPM
  • 最大N2转速：约14,520 RPM
  • 巡航燃油消耗率：约0.598 lb/hr/lbf
  • 排气温度（EGT）限制：950°C（典型值）
  • 噪声认证：符合ICAO Annex 16 Chapter 3/4
  • 在翼时间目标：20,000+ 飞行小时
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7.2 发动机主要部件

Sec.7.2

风扇与低压压气机

CFM56-7B发动机采用单级宽弦钛合金实心风扇，风扇叶片数量为22片（部分型号24片）。风扇直径60英寸（1.524米），是发动机最大截面的部件。风扇产生大约80%的总推力，是发动机推力的主要来源。

风扇后接3级低压压气机（ booster），与风扇同轴，由4级低压涡轮驱动。低压压气机将进入风扇核心部分的空气进一步压缩，送入高压压气机。

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风扇包容机匣：CFM56-7B采用Kevlar编织材料制成的风扇包容机匣（Fan Containment Case），能够在风扇叶片断裂时包容碎片，防止穿透机匣造成二次损伤。这是发动机安全设计的关键特征。

高压压气机

高压压气机为9级轴流式压气机，由单级高压涡轮驱动。高压压气机将进入核心机的空气压缩至32.5:1的总压比。压气机机匣为整体结构，静子叶片采用可变静子叶片（VSV）设计，前5级静子叶片角度可根据发动机工作状态自动调节。

可变静子叶片（VSV）系统由发动机电子控制器（EEC）控制，用于在不同工况下保持压气机稳定工作，防止喘振和失速。同时配备可变放气活门（VBV），在低功率状态下放出多余空气，进一步保证压气机稳定性。

燃烧室

CFM56-7B采用环形燃烧室设计，具有20个燃油喷嘴（双油路设计），均匀分布在整个环形截面上。燃烧室采用单环形设计（SAC - Single Annular Combustor），部分型号可选装双环形燃烧室（DAC - Dual Annular Combustor）以降低氮氧化物排放。

燃烧室工作温度约为1,400-1,600°C，远超材料熔点，因此燃烧室壁面采用气膜冷却技术，通过冷却空气在壁面形成保护层，确保结构完整性。

高压涡轮与低压涡轮

高压涡轮为单级轴流式涡轮，工作温度极高，叶片采用单晶镍基高温合金材料制造，并采用内部空气冷却技术。高压涡轮驱动9级高压压气机，转速约为14,520 RPM。

低压涡轮为4级轴流式涡轮，通过中心轴驱动风扇和3级低压压气机。低压涡轮叶片同样采用先进的冷却技术和高温合金材料。

风扇

1级宽弦钛合金
22-24片叶片
直径 60 in
产生约80%推力

压气机

低压：3级
高压：9级
总压比：32.5:1
VSV + VBV系统

涡轮

高压涡轮：1级
低压涡轮：4级
单晶合金叶片
空气冷却技术

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7.3 发动机工作原理

Sec.7.3

布雷顿循环（Brayton Cycle）

涡扇发动机的工作基于热力学布雷顿循环，包含四个基本过程：

  • 等熵压缩（1-2）：空气进入风扇后被分成两路。外涵道空气（约80%的空气流量）直接由风扇加速后排出，产生大部分推力。内涵道空气（约20%）经过低压压气机和高压压气机逐级压缩，温度和压力大幅升高。
  • 等压燃烧（2-3）：压缩后的高压空气进入环形燃烧室，与喷入的航空煤油混合燃烧。燃烧过程在近似等压条件下进行，气体温度急剧升高至约1,400-1,600°C。
  • 等熵膨胀（3-4）：高温高压燃气首先通过高压涡轮膨胀做功，驱动高压压气机；然后通过低压涡轮膨胀做功，驱动风扇和低压压气机。燃气在膨胀过程中温度和压力降低。
  • 等压排气（4-1）：膨胀后的燃气通过排气喷管高速排出，产生高速射流。外涵道冷空气与内涵道热排气混合后排出，共同产生推力。

    • 推力产生原理

    根据牛顿第三定律（作用力与反作用力），发动机通过加速流经的空气产生推力。涡扇发动机的推力由两部分组成：

    F = mhot × Vhot + mcold × Vcold - mtotal × Vflight

    其中，mhot和Vhot分别为内涵道热燃气的质量流量和排气速度，mcold和Vcold分别为外涵道冷气流的质量流量和排气速度，Vflight为飞行速度。

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    高涵道比优势：CFM56-7B的涵道比为5.1，意味着大部分推力由外涵道冷气流产生。高涵道比设计带来更高的推进效率、更低的燃油消耗率和更低的噪声水平。

    推力等级与额定推力

    推力等级 额定推力 使用场景
    最大起飞推力 (TO) 26,300 lb (117.0 kN) 正常起飞，时间限制5分钟
    最大连续推力 (MCT) 约25,000 lb (111.2 kN) 一台发动机失效时连续使用
    最大爬升推力 约24,500 lb (109.0 kN) 正常爬升阶段
    最大巡航推力 约5,000-6,000 lb 巡航阶段，根据高度和温度
    慢车推力 约3,200 lb (14.2 kN) 地面慢车 / 进近慢车
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    7.4 发动机指示系统

    Sec.7.4

    发动机参数在上显示器（DU）的发动机显示页面上显示，也可通过下显示器的发动机辅助显示页面查看。主要发动机参数包括N1、N2、EGT、燃油流量和滑油参数。

    N1 - 风扇转速

    • 定义：低压转子（风扇+低压压气机）转速
    • 指示范围：0% - 104%+
    • 正常范围：慢车约20-25%，巡航约80-90%
    • 红色刻度线：104%（超转保护）
    • 用途：飞行员设定推力的主要参考参数
    • FMC计算：FMC根据飞行阶段自动计算目标N1值

    N2 - 高压转子转速

    • 定义：高压转子（高压压气机+高压涡轮）转速
    • 指示范围：0% - 约105%
    • 正常范围：慢车约55-60%，巡航约95-100%
    • 红色刻度线：约104%（超转保护）
    • 用途：发动机起动监控的关键参数
    • 起动判断：N2达到约20%时点火，约46%时起动机脱开

    EGT - 排气温度

    • 定义：高压涡轮出口燃气温度
    • 指示范围：0 - 999°C
    • 正常范围：巡航约400-600°C，起飞约700-850°C
    • 红色刻度线：950°C（CFM56-7B26典型值）
    • 用途：监控发动机热端部件健康状态
    • 裕度监控：EGT裕度反映发动机性能衰退程度

    燃油流量 (FF)

    • 定义：单位时间内供给发动机的燃油量
    • 指示单位：kg/h 或 lb/hr
    • 正常范围：慢车约400-600 kg/h，巡航约1,200-1,800 kg/h
    • 起飞流量：约4,500-5,500 kg/h（双发）
    • 用途：监控发动机燃油经济性和性能
    • 异常指示：流量异常偏高可能指示发动机故障

    滑油参数指示

    参数 正常范围 警告值 说明
    滑油压力 30 - 85 PSI 低于 25 PSI 或高于 95 PSI 主轴承润滑保障
    滑油温度 40 - 155°C 高于 163°C 滑油冷却器出口温度
    滑油量 满量程指示 低于最低刻度线 油箱容量约19.5 US qt
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    7.5 发动机燃油控制系统

    Sec.7.5

    系统概述

    CFM56-7B发动机采用全权限数字发动机控制（FADEC）系统。FADEC系统由发动机电子控制器（EEC）和相关传感器、执行机构组成，是发动机燃油控制的核心。EEC根据飞行员的推力指令（通过推力手柄角度 - TLA）和飞行条件（高度、温度、马赫数等）自动计算并调节燃油流量，精确控制发动机推力输出。

    主要控制组件

    发动机电子控制器 (EEC)

    • 类型：双通道全权限数字控制器
    • 安装位置：发动机风扇机匣左侧
    • 功能：控制N1/N2转速、EGT、燃油计量
    • 通道：A通道和B通道，自动或手动切换
    • 电源：由发动机驱动的专用发电机供电
    • 控制模式：正常模式 / 备用模式

    液压机械组件 (HMU)

    • 功能：燃油计量和执行机构驱动
    • 组成：燃油计量活门、伺服活门、齿轮泵
    • 作用：将EEC电信号转换为液压机械动作
    • 控制对象：燃油计量活门（FMV）、VSV、VBV
    • 燃油来源：来自飞机燃油系统

    EEC控制模式

    控制模式 触发条件 特点
    正常模式 EEC电门在ON位，双通道正常 EEC根据FMC计算的目标N1自动调节推力；推力手柄位置设定推力上限
    备用模式 EEC电门在ALT位，或双通道故障 推力手柄直接控制推力；无FMC N1目标值；部分保护功能降级
    注意：在备用模式下，发动机推力与推力手柄角度直接对应，无自动推力补偿。飞行员需更加密切监控发动机参数，尤其在温度和高度变化时。

    EEC控制的发动机参数

    • 燃油计量活门（FMV）：精确控制进入燃烧室的燃油流量
    • 可变静子叶片（VSV）：调节高压压气机进口导叶和前5级静子叶片角度
    • 可变放气活门（VBV）：控制低压压气机放气量
    • 涡轮间隙控制（TCC）：控制高压涡轮叶片叶尖间隙
    • 引气活门：控制高压压气机引气
    • 点火系统：控制点火激励器和点火电嘴
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    7.6 反推装置

    Sec.7.6

    目标型反推（Target Thrust Reverser）

    B737-800采用目标型（斗式）反推装置。反推装置由两块铰接的反推门组成，安装在发动机短舱的后部。当反推展开时，反推门向下翻转，阻挡风扇排气向后流动，并将排气气流导向前上方，产生反方向推力，辅助飞机减速。

    与花瓣式反推（ blocker door type）不同，目标型反推仅改变外涵道气流方向，内涵道气流仍然向后排出。因此，反推效率约为最大反推力的50-60%。

    反推操作程序

    空中准备

    反推手柄在下卡位（DOWN detent），反推锁定。空中反推锁定由空/地逻辑控制，防止空中误展开。

    接地后展开

    接地后（空/地传感器感受地面状态），将反推手柄从下卡位拉起至反推位置（IDLE位）。此时反推门开始展开，自动油门断开。

    反推推力控制

    反推门完全展开后，继续上拉反推手柄可增大反推推力。反推推力最大可达慢车反推推力（约3,200 lb）。

    收反推

    将反推手柄推回到下卡位（DOWN detent），反推门自动收回并锁定。反推完全收回前，不得低于慢车推力。

    反推系统保护

    自动收反推

    • 推力手柄从慢车位前推时，反推自动收回
    • 空/地传感器感受空中状态时，反推自动收回
    • 发动机火警时，相关发动机反推自动收回

    反推锁定

    • 空中机械锁定：防止空中误展开
    • 液压锁定：反推作动筒内置锁定机构
    • 未锁定指示：反推灯（REV）亮起时指示
    警告：反推仅在地面使用。在空中展开反推可能导致飞机失控。反推展开后，飞机方向控制可能受到影响，尤其在湿滑跑道上。飞行员应做好方向舵修正准备。
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    7.7 发动机起动系统

    Sec.7.7

    系统组成

    发动机起动系统由起动机、起动活门、点火系统和相关控制电路组成。起动机为空气涡轮起动机（ATS - Air Turbine Starter），利用引气（APU引气或地面气源）驱动高压转子旋转，完成发动机起动过程。

    正常起动程序（自动起动）

  • 确认起动条件：确认引气源可用（APU引气或地面气源），确认N2指示正常（EEC接通前仅显示N1、N2和滑油量）。
  • 设置发动机起动手柄至IDLE（慢车）位：此时起动活门打开，引气驱动起动机旋转高压转子。
  • 监控N2加速：N2开始上升，EEC自动控制点火和供油时序。
  • EGT上升（点火和供油）：EEC在N2达到约20%时自动接通点火并开始供油。观察EGT开始上升。
  • 确认稳定加速：EGT和燃油流量稳定上升，N1开始旋转。确认发动机平稳加速至慢车。
  • 起动机脱开：N2达到约46%时，离心开关断开，起动机自动脱开。起动活门关闭。
  • 确认慢车稳定：发动机参数稳定在慢车值。确认无异常指示。

    • 起动参数监控

    阶段 N2 EGT 燃油流量 说明
    起动机旋转 0% - 20% 环境温度 0 引气驱动高压转子旋转
    点火/供油 约20% 开始上升 开始指示 EEC自动控制
    起动机脱开 约46% 持续上升 增加 离心开关动作
    慢车稳定 约55-60% 约400-450°C 约400-600 kg/h 所有参数稳定

    手动起动模式

    当自动起动模式不可用（EEC故障或选择手动模式）时，可使用手动起动程序。手动起动需要飞行员手动控制点火选择电门和发动机起动手柄的时序：

    ⚠
    手动起动要点：在N2达到约20-25%时，将发动机起动手柄从CUTOFF移至IDLE位开始供油。点火选择电门应置于FLT或CONT位。飞行员需密切监控EGT，如发现热起动迹象（EGT上升过快或接近限制值），应立即中断起动。

    起动中断（热起动 / 悬挂起动）

    热起动（Hot Start）
    EGT上升过快，接近或超过起动EGT限制值。
    处理：立即将发动机起动手柄置于CUTOFF位，中断供油。等待发动机冷却后重新尝试。
    悬挂起动（Hung Start）
    N2停止上升，发动机无法加速至慢车。
    处理：将发动机起动手柄置于CUTOFF位，中断起动。检查引气压力和温度是否满足要求。

    交输引气起动

    当APU不可用且无地面气源时，可使用已运行的发动机通过交输引气为另一台发动机提供起动气源。交输引气起动需在推出完成后进行，且需确保发动机后方无人无物。

    ⓘ
    交输引气起动注意：使用交输引气起动时，需将工作发动机的推力手柄前推至引气管道压力达到30 PSI。起动过程中不得进行飞机推出。起动机脱开后，按需调整两台发动机的推力。
    ⚙

    7.8 发动机滑油系统

    Sec.7.8

    系统概述

    CFM56-7B发动机采用压力供油、回油循环润滑系统。滑油系统为发动机主轴承（包括风扇轴承、低压压气机轴承、高压压气机前后轴承、高压涡轮轴承和低压涡轮轴承）及附件齿轮箱提供润滑和冷却。

    滑油系统主要参数

    参数 数值/规格 说明
    滑油类型 MIL-PRF-23699 HTS 类 合成酯类航空润滑油
    典型牌号 Mobil Jet Oil II / AeroShell Turbine Oil 560 符合MIL-PRF-23699标准
    滑油容量 约 19.5 US qt (18.5 L) 油箱位于风扇机匣下方
    正常压力范围 30 - 85 PSI 主油路压力
    低压警告 低于 25 PSI 触发LOW OIL PRESS警告
    正常温度范围 40 - 155°C 滑油冷却器出口温度
    高温警告 高于 163°C 触发HIGH OIL TEMP警告
    最低滑油量 不低于 12 US qt 低于此值需添加滑油

    滑油系统工作流程

  • 滑油存储：滑油存储在位于风扇机匣下方的滑油箱中，容量约19.5 US qt。
  • 压力供油：滑油泵（由附件齿轮箱驱动）从油箱抽油，加压后送至各润滑点。
  • 润滑冷却：压力滑油喷射到轴承表面和齿轮啮合处，提供润滑和冷却。
  • 回油：润滑后的滑油通过回油泵抽回，经过滑油冷却器（燃油-滑油热交换器或空气-滑油冷却器）冷却后返回油箱。
  • 油滤：系统包含压力油滤和回油油滤，过滤金属碎屑等杂质。油滤旁通活门在油滤堵塞时自动旁通。
    • 注意：发动机运行中，滑油量指示会因温度变化而波动。应在发动机停车后等待一段时间再检查滑油量，以获得准确的读数。滑油消耗率是监控发动机健康状态的重要指标，异常增加的滑油消耗可能指示轴承封严磨损或其他故障。
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    7.9 APU概述

    Sec.7.9

    B737-800的辅助动力装置（APU - Auxiliary Power Unit）位于飞机尾部，安装在水平安定面下方的APU舱内。APU为一台小型燃气涡轮发动机，在地面和空中为飞机提供电力和引气。

    APU主要参数

    参数 数值/规格 说明
    APU型号 Honeywell GTCP131-9B 辅助动力装置
    类型 单转子涡轮轴发动机 自带压气机和涡轮
    发电功率 90 kVA 可驱动一台90 kVA发电机
    引气能力 满足空调和发动机起动需求 地面和空中均可提供引气
    最大工作高度 约 43,100 ft 仅发电模式
    引气最大高度 约 17,000 ft 引气+发电模式
    正常起动时间 约 30-60 秒 从开始到稳定运转
    燃油来源 1号油箱 通过APU燃油管路供油
    ⓘ
    APU主要功能：（1）地面提供电力，减少对地面电源车和GPU的依赖；（2）地面提供引气用于空调和发动机起动；（3）空中提供备用电力和引气；（4）在双发失效等紧急情况下提供应急电力。
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    7.10 APU系统

    Sec.7.10

    APU起动

    APU起动由驾驶舱头顶板上的APU起动电门控制。APU使用飞机电瓶作为起动电源，起动过程由APU电子控制盒（ECU）自动控制。

  • 确认电瓶电压正常：电瓶电门置于ON位，确认电瓶电压满足要求。
  • APU起动电门置于START位：APU起动程序开始。电瓶驱动APU起动机旋转APU转子。
  • ECU自动控制：ECU在达到规定转速后自动接通点火和供油。
  • APU加速至稳定转速：APU自动加速至约100%转速，电压和频率稳定。
  • APU可用：APU GEN OFF BUS灯灭，APU可正常使用。
    • ⚠
    APU起动限制：连续起动尝试不超过3次，每次起动间隔至少60秒。如3次起动均失败，需等待30分钟冷却后才能再次尝试。

    APU发电

    APU驱动一台90 kVA交流发电机，可向飞机交流汇流条供电。APU发电机的接通/断开由APU发电机汇流条电门控制。

    • APU GEN OFF BUS灯：亮起表示APU发电机未向汇流条供电。灯灭表示APU发电机已接通汇流条。
    • 电压/频率：正常输出115V AC / 400Hz。ECU自动调节电压和频率。
    • 优先级：APU发电机与外部电源（EXT PWR）互锁，不能同时向同一汇流条供电。

    APU引气

    APU引气由APU引气电门控制，可为空调组件和发动机起动提供引气。

    • APU引气电门：ON位打开APU引气活门，OFF位关闭。
    • 引气温度保护：ECU监控APU排气温度（EGT），防止超温。
    • 负载能力：APU引气可同时满足空调和发动机起动需求。
    • 高度限制：APU引气在约17,000 ft以下可用。

    APU关车

    正常APU关车程序：首先关闭APU引气电门（如正在使用引气），等待约30秒让APU冷却，然后将APU起动电门置于OFF位。APU将自动执行冷却和停转程序。

    ⓘ
    APU关车注意：如APU正在向汇流条供电（APU发电机接通），应在APU发电机断开汇流条灯灭后约2分钟再将电瓶电门置于OFF位，以确保APU EGT充分冷却。

    APU保护系统

    保护功能 触发条件 指示/动作
    超速保护 APU转速超过限制值 APU自动关车，APU OVERSPEED灯亮
    超温保护 APU EGT超过限制值 APU自动关车，APU OVERTEMP灯亮
    滑油低压保护 APU滑油压力低于限制值 APU自动关车，APU LOW OIL PRESS灯亮
    APU故障 ECU检测到故障 APU FAULT灯亮，APU可能自动关车
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    7.11 发动机/APU限制数据汇总

    Sec.7.11

    发动机限制数据

    参数 限制值 说明
    N1 最大值 104% 红色刻度线，超转保护
    N2 最大值 约104% 红色刻度线，超转保护
    EGT 起动限制 取决于外界温度（约725°C典型值） 起动过程中EGT限制
    EGT 最大连续 950°C CFM56-7B26典型值
    最大起飞推力时间 5 分钟 超过5分钟需降至MCT
    滑油压力 - 最低 25 PSI 低于此值触发警告
    滑油压力 - 最高 95 PSI 高于此值触发警告
    滑油温度 - 最高 163°C 高于此值触发警告
    滑油量 - 最低 12 US qt 低于此值需添加滑油
    反推使用 仅地面 空中禁止使用反推

    APU限制数据

    参数 限制值 说明
    最大工作高度（仅发电） 43,100 ft 仅发电模式
    最大工作高度（引气+发电） 17,000 ft 引气和发电同时使用
    连续起动次数 最多 3 次 每次间隔至少60秒
    起动失败后等待 30 分钟 3次失败后需等待冷却
    APU关车前冷却 约 30 秒 关闭引气后等待冷却
    最大引气负载 满足空调+发动机起动 地面和低高度
    重要提示：以上限制数据为典型参考值，具体限制值请以飞机飞行手册（AFM）和FCOM限制章节为准。不同发动机序列号和改装状态可能导致限制值略有差异。