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
| Мнение | 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
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
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.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Проект DESI представил крупнейшую 2D-карту Вселенной: 4 миллиарда объектов на 5,6 трлн пикселей

Международная группа ученых, работающая со спектрографическим прибором темной энергии DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), представила одиннадцатый массив астрономических...

Защищает ли опущенная крышка унитаза от микробов? Ученые проверили: скорее нет, и вот почему

Каждый раз, когда человек нажимает кнопку смыва в туалете, в санузле запускается быстрый механический процесс. Вода под давлением или под действием силы тяжести устремляется в чашу унитаза. Поток с...

Оптоволокно готово к квантовой эпохе: создан первый источник одиночных фотонов на частоте в 1 ГГц

Современные квантовые технологии основаны на физических свойствах отдельных микрочастиц. В оптических квантовых вычислениях, квантовой криптографии и системах защищенной связи главной рабочей...

Почему взрослого шимпанзе почти невозможно победить голыми руками: насколько он сильнее человека

Шимпанзе легко недооценить. Особенно если смотреть только на вес. Взрослый самец часто весит где-то 40-55 кг. Иногда больше, но всё равно это не горилла и не лев. Масштаб вроде понятный. Ну да,...

Зачем, на самом деле, муха потирает лапками

Наблюдение за обычной комнатной мухой часто приводит к одному и тому же зрелищу. Насекомое приземляется на стол, оконное стекло или стену и практически сразу начинает быстро тереть передние...

Как выбрать качественную тушенку на прилавке магазина: чек-лист, о котором молчат производители

Вы подходите к полке с консервами, смотрите на бесконечные ряды жестяных банок с красивыми наклейками и думаете: «Ну, тушенка и в Африке тушенка». Берете ту, что симпатичнее, приходите домой,...