Нуждаются ли реактивные двигатели в замене масла?

Владельцы автомобилей привыкли к регулярному ритуалу: каждые несколько тысяч километров — поездка в сервис, ожидание в очереди и замена того самого золотистого масла, без которого машина не проживет и дня. Реактивные же двигатели, напротив, работают по совершенно иным принципам. Несмотря на куда большую конструктивную сложность, большинство двигателей коммерческих авиалайнеров отрабатывают весь свой ресурс без единой плановой замены масла. Это, разумеется, не означает, что масло им не требуется — оно необходимо во всех сущствующих моторах, — однако принципы его использования здесь кардинально иные. В реактивных двигателях топливо сгорает в особой камере; в ней отсутствуют движущиеся части, и она полностью изолирована от системы смазки. Охлаждение же обеспечивается не маслом, а продуманной системой воздушных потоков. Благодаря этому масло в реактивном двигателе не подвергается воздействию таких типичных факторов загрязнения, как остатки несгоревшего топлива, сажа или вода, — всего того, что вызывает его ускоренную деградацию в автомобильных моторах.

Вместо полной замены масла его периодически доливают, чтобы компенсировать его естественный расход. За состоянием масла непрерывно следят датчики в кабине пилотов, в реальном времени отслеживающие его объем, давление и температуру. Кроме того, технические службы авиакомпаний контролируют состояние масляных фильтров и герметичность уплотнений. Такой подход можно сравнить с тем, как если бы мы ежедневно добавляли немного свежего масла в двигатель автомобиля, но никогда не производили его полную замену.

Что же касается функций авиационного масла, то его главная задача — смазка высокоскоростных подшипников и эффективный отвод избыточного тепла от наиболее термически нагруженных секций турбины и компрессора. Столь специфические условия эксплуатации требуют и особого состава масла, принципиально иного, нежели в автомобильных двигателях. В реактивных силовых установках применяются синтетические смазочные материалы, специально разработанные для работы в экстремальном диапазоне условий: от леденящего холода на больших высотах до температур раскаленного металла внутри турбинных узлов. Этим маслам присущи высокая прочность образуемой ими пленки, низкая испаряемость и исключительная стабильность характеристик в широком интервале температур и давлений.

Постоянный расход масла — лишь часть общей картины

Расход масла в реактивных двигателях действительно велик. Взять, к примеру, лайнер Airbus A320. По словам Дуга Морриса, капитана авиакомпании Air Canada, каждый из двух его двигателей CFM56 потребляет около полулитра масла за час полета. Поскольку большинство коммерческих рейсов длятся несколько часов, суммарный расход оказывается весьма существенным. Поэтому ежедневный долив масла — рутинная процедура. Пилоты следят за тем, чтобы уровень масла не только не опускался ниже минимально допустимого, но и обеспечивал покрытие ожидаемого расхода в предстоящем полете.

Особый интерес представляет судьба той части масла, которая не сгорает в процессе работы двигателя. Как поясняют специалисты ExxonMobil, со временем масло в системе реактивного двигателя представляет собой смесь фракций различного «возраста» и степени выработки. Часть его только что долита, тогда как другая часть могла циркулировать в системе уже довольно продолжительное время. В двигателях с относительно низким расходом масла, эксплуатируемых на маршрутах с частыми взлетно-посадочными циклами, отдельные порции масла могут оставаться в работе дольше обычного. Именно здесь и возникают потенциальные проблемы. Чрезмерно длительное нахождение масла в системе чревато его деградацией: оно может терять необходимую вязкость, а в системе могут образовываться вредные отложения в виде лака, шлама и даже углеродистого нагара. Эти побочные продукты снижают смазывающую способность масла и со временем способны подорвать надежность силовой установки. Во избежание подобных последствий инженеры уделяют первостепенное внимание правильному выбору смазочных материалов.

Таким образом, становится очевидно, что принцип работы реактивных двигателей основан на регулярном доливе масла. Совершенно иначе обстоит дело с самолетами, оснащенными поршневыми двигателями. Этим винтовым машинам, используемым в летных школах или для местных авиаперевозок (так называемые самолеты малой авиации), регулярная замена масла жизненно необходима, как правило, каждые 25-50 летных часов. Это объясняется тем, что их двигатели конструктивно весьма близки к автомобильным и содержат такие компоненты, как поршни и коленчатые валы.