Помпаж двигателя самолета: что это, почему происходит и чем грозит?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Такой термин, как "помпаж двигателя", слышали многие, но мало кто до конца понимает суть этого явления. Между тем этот термин начали применять по отношению к реактивным двигателям самолетов ещё в середине 1940-х годов, и он не утратил актуальность до сих пор. В этой статье предлагаю разобраться с "природой" помпажа, его причинами и последствиями.

Что такое помпаж двигателя?

Помпаж (фр. pompage — колебания, пульсация) происходит за доли секунды. Начинается он со срыва потока воздуха в компрессоре, из-за которого между его лопастями возникают завихрения, приводящие к полному прекращению прохождения воздуха через компрессор. То есть воздух в компрессоре вместо движения вперед по прямой в направлении камеры сгорания начинает двигаться по окружности между лопастями.

Так как воздух не может пройти и "застревает", то давление возрастает и в какой-то момент компрессор уже не может продолжать работу. В момент остановки компрессора происходит резкое вытеснение ранее сжатого воздуха. Часть воздуха выходит через впуск, а другая часть врывается в камеру сгорания.

Так как ранее из-за нарушения работы компрессора воздух в камеру сгорания не поступал в нужном объеме, то соотношение керосина и кислорода в рабочей смеси было нарушено, и горение прекратилось. Однако керосин продолжал поступать и накопился в камере сгорания. Когда воздух резко попадает в неё, там образуется так называемая "богатая смесь". В силу избыточно высокого содержания керосина часть смеси догорает уже на выходе из двигателя, отсюда и эти яркие вспышки, вырывающиеся из сопла.

Почему это происходит?

Су-57 на МАКС-2011

Нарушение потока воздуха в компрессоре чаще всего спровоцировано:

  • попаданием в воздухозаборник посторонних предметов, таких как птица, град или какой-либо мусор с поверхности взлетно-посадочной полосы;
  • эксплуатацией самолета вне пределов его проектных возможностей. Например, полет на чрезмерной высоте или полет в условиях, когда на воздухозаборнике или в компрессоре может образоваться лед;
  • сбоем в работе автоматики силовой установки. Подобное происходило с Су-57 на выставке МАКС-2011, после чего этот истребитель прозвали "Горынычем";
  • сильным боковым ветром при запуске двигателя на аэродроме (этим славились ранние модели двигателей JT9D, которые устанавливали на Boeing 747-100);
  • низким атмосферным давлением при высокой температуре воздуха, такое встречается в горах в летнее время. Этому эффекту подвержен, например, турбовинтовой двигатель АИ-24, который устанавливается на самолеты Ан-24, Ан-26 и Ан-30.

Чем это грозит?

Последствия помпажа зависят от того, чем он вызван. Помпаж может быть "разовой акцией", а может и зациклиться. К примеру, попадание птицы может сильно повредить лопатки компрессора, и такое изменение аэродинамического профиля будет приводить к постоянному помпажу. Он будет сопровождаться громкими хлопками, повышением температуры внутри двигателя и сильной вибрацией.

Закрытые и открытые лопатки РНА двигателя ТВ2-117

Такое воздействие способно быстро разрушить двигатель, так что времени на реагирование у пилотов обычно немного. Кроме того, самолет будет рыскать в сторону "проблемного" двигателя. Сначала пилоты плавно понижают тягу двигателя до минимума. Если этого не помогло и помпаж не прекратился, то двигатель отключают.

В простых случаях не требуется даже вмешательство пилотов — выручает современная противопомпажная автоматика, которая может на доли секунды снижать или прекращать подачу топлива, поворачивать лопатки регулируемого направляющего аппарата (РНА) для изменения угла натекания воздуха и т.д.

Потеря одного из двигателей в результате помпажа в наше время редко представляет большую угрозу для самолета. Помпаж сразу всех двигателей — явление крайне редкое. Один из таких случаев произошел в декабре 1991 года и известен как "Чудо в Готтрере". Тогда в оба двигателя самолета Douglas MD-81 попали куски льда, которые и вызвали помпаж. Лед изначально был на крыльях, которые по какой-то причине не почистили в аэропорту. Самолет приземлился на опушку скандинавского леса, фюзелаж разломился на 3 части, но по счастью выжили все, кто находился на борту.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Подложка под ламинат: как правильно выбрать типы и варианты для разных нужд

Ламинат давно занял своё место в рядах популярных напольных покрытий благодаря своей привлекательности, долговечности и простоте укладки. Однако мало кто знает, что истинный потенциал ламината...

«Неубиваемый» SLIM: японский модуль бросает вызов лунной ночи (и побеждает!)

В бескрайнем океане космоса, где царит вечная тишина и холод, маленькое устройство, созданное человеческими руками, одержало победу над суровыми условиями. Японский лунный модуль SLIM, словно герой...

Можно ли использовать воду вместо воздуха в автомобильных шинах?

Не секрет, что абсолютное большинство шин для автомобилей наполняются воздухом. Однако у вас может возникнуть вопрос: существуют ли альтернативы этому газу? Могут ли шины быть наполнены...

Как выбрать карту памяти для вашего смартфона или другой техники

Если вы уже принялись выбирать карту памяти для вашего смартфона или другой техники, то, наверное, обратили внимание, что выбор довольно широкий, и речь не только об объёме памяти. Ещё следует...

Безопасная езда: новые дорожные знаки, которые скоро появятся на дорогах

С каждым годом дорожных знаков становится все больше — все для того, чтобы улучшить безопасность на дорогах. Сегодня я хочу поделиться с автолюбителями и всеми водителями и пешеходами...

Хлеб из мух: новый суперфуд или маркетинговый ход?

Пищевая промышленность постоянно находится в поиске новых источников белка, и в последнее время внимание приковано к нетрадиционным вариантам. Одним из таких вариантов являются насекомые, а именно,...