Fenomen prenapetosti letalskih motorjev

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Prenapetost je izjemno neprijeten pojav, ki lahko povzroči popolno uničenje motorja in smrt ljudi. V naše življenje je vstopil skupaj z dobo reaktivnih letal, ki se je začela v 50-60-ih letih prejšnjega stoletja. Zdaj ta pojav ne predstavlja več absolutno usodne nevarnosti. Zahvaljujoč nakopičenim izkušnjam in tehničnim rešitvam je moč letalskih motorjev v mnogih primerih preprečiti, vendar se ta kršitev pojavlja še danes.

Motorji potniških linij

V nasprotju s splošnim prepričanjem so sodobne potniške ladje le 20-30 odstotkov reaktivnih letal. Toliko potiska daje reaktivna komponenta sodobnega turboprop motorja. Preostalih 70-80 odstotkov dobimo iz potiska starega dobrega propelerja, ki ga vrti turbina. Res je, ta propeler je popolnoma drugačen od klasičnih letalskih propelerjev prejšnjih generacij letal. Za razumevanje pojava prenapetosti letalskih motorjev je potrebno vsaj minimalno razumeti zgradbo sodobnega letalskega motorja. Shema motorja je prikazana na sliki.

Načelo delovanja letalskega motorja

Sodoben motor, ki običajno visi pod krilom v čudovitem ohišju gondole motorja, je strukturno dvokrožni sistem. Zunanji krog je ventilator, ki dejansko deluje na principu klasičnega letalskega propelerja in je kombinacija številnih lopatic, ki so odlično vidne s sprednje strani vsakega sodobnega letala. Druga naloga tega ventilatorja je vzeti zrak za notranji krog motorja. Slednje je veliko bolj zapleteno in predstavlja naslednjo verigo enot, ki medsebojno delujejo: že omenjeni ventilator črpa zrak v kompresor, ki ga stisne na zahtevane vrednosti, nato segreti in stisnjen zrak vstopa v zgorevalno komoro, kjer se meša. z letalskim kerozinom in se vžge.

Izhodni plini (produkti zgorevanja) obračajo lopatice turbine, ki vrti ventilator (so na isti gredi), nakar se preostali izpušni plini izvržejo skozi šobo in dodajo potisk, ki deluje na princip curka. Če odstranite zunanji obris, dobite čisto reaktivni motor in je torej turboprop. No, ali turboventilator - kot želite.

Seveda je ta opis delovanja motorja izjemno poenostavljen. Letalski motor je najbolj zapleten tehnični sistem. Medtem ko je na svetu veliko držav, ki lahko načrtujejo in izdelujejo letala, je veliko manj držav, ki imajo tehnologijo za načrtovanje in proizvodnjo turbopropelerjev.

Fenomen val

Beseda pompage sama izvira iz francoščine in pomeni "črpanje", "črpanje". Njegovo bistvo je v kršitvi normalnega pretoka zraka v motorju. Njena vzdolžna nihanja se pojavljajo vzdolž celotne zračne poti, kar povzroča neravnovesje v razmerju zraka in goriva v zgorevalni komori. Če je neravnovesje v korist goriva, preveč obogatena mešanica eksplodira; če je neravnovesje v korist zraka, se izgorevanje ustavi.

Navzven je val letalskega motorja videti kot veriga eksplozij, ki jo spremljajo močne vibracije in izmet plamena iz šobe. Zaporedje dogodkov v tem procesu si lahko predstavljamo takole: pomanjkanje zraka, presežek goriva v zgorevalni komori, eksplozija v zgorevalni komori, močan pospešek turbine, močan skok hitrosti ventilatorja, presežek zraka, prenehanje zgorevanja, zmanjšanje hitrosti, spet pomanjkanje zraka. Cikel je končan.

Če se vsi ti dogodki večkrat ponavljajo, lahko vibracije in lokalni eksplozivni pojavi povzročijo zelo žalostne posledice, vključno z nesrečo reaktivnega letala.

Razlogi

Vzroki za prenapetost letalskega motorja so lahko različni. Najpogostejša je poškodba lopatic turbine zaradi obrabe ali vdora tujka v dovod zraka. Na primer ptica ali kamen z vzletno-pristajalne steze. Povzročajo ga lahko tudi napake posadke, prekomerno dolivanje goriva ob zagonu, delovanje motorja pri ekstremnih mejah in atmosferski pojavi, kot so vihri ali prekomernonizek tlak v vročem vremenu.

Kako preprečiti in odpraviti val

Sodobni motorji imajo senzorje nameščene po vseh dihalnih poteh. Na podlagi odčitkov senzorjev vgrajena avtomatika takoj spremeni način oskrbe z gorivom in parametre kompresorja. V samem motorju se namesto ene, dveh ali celo treh gredi uporablja za zagotovitev njegovega stabilnega delovanja v primeru prenapetostnih pojavov, ki odklopijo neposredno povezavo med ventilatorjem in turbino.

Prenapetost turbine, če se pojavi med ravnim letom, odpravimo tako, da preprosto začasno ugasnemo motor ali zmanjšamo hitrost, po katerem je mogoče izvesti tako imenovano "hladno čiščenje", tj. izpihajte odvečno gorivo iz zgorevalne komore s prihajajočim zračnim tokom.

Najnevarnejša stvar je val ob vzletu, ko je točka odločitve prečkana. Vendar pa so sodobna letala sposobna vzleteti tudi z enim okvarjenim motorjem.