拆解一个不完整的客机发动机转速表（积家Jaeger N1转速表）

avatar

不得不感慨时间过得真快，转眼间到2020年，掐指一算快两年没在站上发帖了。为了证明自己还活着，趁新年炒炒冷饭，发一个两年前拆解的客机引擎转速表~
首先解释下此次涉及到的涡扇发动机原理。[以下图片来自网络]


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，对于如亚音速客机这样的应用场景显然不是很划算。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(图中黑色部分)。低压涡轮由高压涡轮(图中红色部分)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。


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。
本次拆解的是一个积家制造的N1转速表(对，就是做手表那个积家)，多年前便宜淘来，估计作为拆机备件，内部缺失不少部件，但看上去还算完整。

说起积家，多数人大概只会想到他们的奢侈品手表。但早在一次世界大战期间，积家就开始了飞机仪表的设计与生产。由于质量优秀，据称一些德国飞机甚至会装备从法国/美国等飞机上拆解的仪表。战后，积家继续仪表这条产品线，为飞行器和汽车生产诸如转速表等设备。这样看来，他们为客机制造转速表也不足为奇了。不过后续这条产品线发展如何网上的资料似乎很少，我也就不再展开了。下面开始拆解。


外观


仪表面板，看似很袖珍，宽度不超过60mm


然而长度。。。


仪表后部航空插座，铭牌已经丢掉了


小心翼翼抽出机芯


明显看出，表头部分少了两个电机，可惜


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




多个角度


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


电子部分


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。


取出所有电路板，没想到这么多，难怪仪表这么长


模块上的镀金连接器，用来连接底板上的排针



某一小模块，上面有一个金属壳继电器

为节省体积，两个电路板叠起来，中间还有集成电路


模块反面有序列号和版本信息。积家的Logo与现今几乎一致




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


三极管型号


反面




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


反面



电源板，上面有一个巨大的变压器


三颗巨大的钽电容，或许发烧玄学家会喜欢




第五块板，HAI-4741是一个四运放，其他是一些数字电路


第六块板，也包含模拟和数字电路


一堆模拟电路，挺好看的


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



反面


最后一块板，全部是数字电路，用来驱动表头上的数字滚轮


晶振


又有一个分频器


三个铁罐似乎是驱动



反面


所有电路板全家福


空底板，后面有个电源滤波器



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


底板连接表头的连接器


表头






几个方向看，没有电机太可惜了，无法演示




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



开关组件



表头屁股里的一堆东西


FPC和金属齿轮


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




这个小部件在上点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



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


模块化设计


表头也产自积家


连接器


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?



最后一张壁纸图，希望大家喜欢。但愿文章能给大家带来一些知识，如果有错误也请多多指教。顺祝各位新年快乐~

--Finish--

zhuqing-1920

做工真不错，元器件排列整齐。

orsonzou

那个年代靠烧人脑出产品哈

xiaoqi233

这是个高手！

膜拜过以前楼主的拆机文章大作

2020元旦快乐！

smiless795

这东西真的很少见啊。元旦快乐！

jyxz4

艺术品，看着舒服

asus21

新年第一天能看到这样的大作，有福了。谢谢楼主

hechuanhuawe

这镀金层  这高银锡

wdmcxkjy

拍的真好…这玩意儿得多费脑啊

粤西听涛

新年第一天能看到这样的大作，有福了。谢谢楼主！

lipeng828

简直就是艺术品，不错

蓝天白云51

精美的制作工艺，优良的元器件，高明的设计师，那个年代的人类杰作。看起来赏心锐目。
楼主新年快乐！

qdboydong

见识了，感谢楼主发照，元旦快乐！

黯然销魂

镀金很厚实，适合做展示

蓝胖纸er

看着好硬盒啊

旧信纸

楼主威武。。。

深入研究

拿去练金蛮好

mfkiqpl

新年第一天能看到这样的艺术品。感谢楼主！元旦快乐！

bass

钟表级工艺，赏心悦目

不懂先生

积家居然还做这个表