Феноменът на скока на двигателите на самолета

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Пренапрежението е изключително неприятно явление, което може да доведе до пълно разрушаване на двигателя и смърт на хора. Той влезе в живота ни заедно с ерата на реактивните самолети, започнала през 50-60-те години на миналия век. Сега това явление вече не представлява абсолютно фатална опасност. Благодарение на натрупания опит и технически решения, пренапрежението на самолетните двигатели може да бъде предотвратено в много случаи, но това нарушение продължава да се случва и днес.

Двигатели на пътнически лайнери

Противно на общоприетото схващане, съвременните пътнически лайнери са само 20-30 процента реактивни самолети. Толкова тяга дава реактивният компонент на съвременния турбовитлов двигател. Останалите 70-80 процента се получават от тягата на доброто старо витло, въртящо се от турбината. Вярно е, че това витло е напълно различно от класическите самолетни витла на предишните поколения самолети. За да се разбере феноменът на скока на двигателите на самолета, е необходимо да се получи поне минимално разбиране за структурата на съвременния самолетен двигател. Диаграмата на двигателя е показана на снимката.

Принципът на действие на самолетния двигател

Модерен двигател, обикновено висящ под крилото в красив обтекател на гондолата на двигателя, е структурно двуконтурна система. Външната верига е вентилатор, който всъщност работи на принципа на класическо самолетно витло и представлява комбинация от множество лопатки, които се виждат отлично от предната част на всеки съвременен самолет. Втората задача на този вентилатор е да поема въздух за вътрешната верига на двигателя. Последното е много по-сложно и представлява следната верига от агрегати, взаимодействащи помежду си: вече споменатият вентилатор изпомпва въздух в компресора, който го компресира до необходимите стойности, след което нагретият и сгъстен въздух влиза в горивната камера, където се смесва с авиационен керосин и се запалва.

Изходящите газове (продукти от горенето) завъртат лопатките на турбината, която върти вентилатора (те са на един и същ вал), след което останалите отработени газове се изхвърлят през дюзата и добавят тяга, въздействайки на принципът на струята. Ако премахнете външния контур, получавате чисто реактивен двигател и така е турбовитлов. Е, или турбовентилатор - както искате повече.

Разбира се, това описание на работата на двигателя е изключително опростено. Авиационният двигател е най-сложната техническа система. Въпреки че в света има много страни, които могат да проектират и произвеждат самолети, има много по-малко държави, които имат технологията за проектиране и производство на турбовитлови двигатели.

Феномен на вълна

Самата дума pompage идва от френски и означава "изпомпване", "изпомпване". Същността му е в нарушение на нормалния въздушен поток в двигателя. Неговите надлъжни трептения се появяват по целия въздушен път, причинявайки дисбаланс в съотношението въздух и гориво в горивната камера. Ако дисбалансът е в полза на горивото, свръхобогатената смес експлодира; ако дисбалансът е в полза на въздуха, горенето спира.

Външно вълната на самолетния двигател изглежда като верига от експлозии, придружена от силна вибрация и изхвърляне на пламък от дюзата. Последователността на събитията в този процес може да се представи по следния начин: липса на въздух, излишък на гориво в горивната камера, експлозия в горивната камера, рязко ускорение на турбината, рязък скок в скоростта на вентилатора, излишък от въздух, спиране на горенето, намаляване на скоростта, отново липса на въздух. Цикълът е завършен.

Ако всички тези събития се повтарят многократно, вибрациите и местните експлозивни явления могат да доведат до много тъжни последици, включително катастрофа на реактивен самолет.

Причини

Причините за скока на двигателя на самолета могат да бъдат различни. Най-честата е повреда на лопатките на турбината поради износване или навлизане на чужд предмет във въздухозаборника. Например птица или камък от пистата. Може също да бъде причинено от грешки на екипажа, претоварване с гориво при стартиране, работа на двигателя в екстремни граници и атмосферни явления като вихри или прекомернониско налягане при горещо време.

Как да предотвратим и премахнем пренапрежението

Модерните двигатели имат сензори, инсталирани в дихателните пътища. Въз основа на показанията на сензорите, вградената автоматизация незабавно прави промени в режима на подаване на гориво и параметрите на компресора. В самия двигател вместо един, два или дори три вала се използват за осигуряване на стабилната му работа в случай на пренапрежение, прекъсвайки директната връзка между вентилатора и турбината.

Ударът на турбината, ако възникне по време на полет, се елиминира чрез просто временно изключване на двигателя или намаляване на скоростта му, след което е възможно да се извърши така нареченото "студено продухване", т.е. издухайте излишното гориво от горивната камера с насрещния въздушен поток.

Най-опасното нещо е скока при излитане, когато точката на решение е премината. Съвременните самолети обаче са в състояние да продължат да излитат дори и с един повреден двигател.