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

Клей из каменного века? Неандертальцы варили клей 65 000 лет назад в Гибралтарской пещере

Гибралтар — место, где скалы хранят молчаливые свидетельства прошлого. В одной из таких скал, нависающей над Альборанским морем, расположена пещера Вангард, ставшая настоящим порталом в...

Можно ли зарядить аккумулятор автомобиля на холостом ходу и как это правильно сделать?

Многих водителей интересует, возможно ли зарядить аккумулятор автомобиля, оставив двигатель работать на холостых оборотах. Особенно этот вопрос становится актуальным зимой, когда батарея может...

Как телефоны считают наши шаги и можно ли доверять этим данным?

Вы когда-нибудь задумывались, как смартфон, лежащий в вашем кармане, знает, сколько шагов вы прошли? Это не магия и не какие-то древние заклинания — всё намного проще и интереснее....

Взрыв сверхновой может раскрыть тайну темной материи за 10 секунд

Загадка темной материи, незримой субстанции, составляющей 85% массы Вселенной, уже почти столетие будоражит умы ученых. Несмотря на многочисленные попытки, ее природа остается неуловимой, скрытой...

Как Босния и Герцеговина окончательно потеряла выход к морю

Босния и Герцеговина — далеко не самая известная в мире страна. Однако если вы про неё что-то и слышали, то, скорее всего, из-за одного из 3 фактов: там живут славяне-мусульмане; там...

Обзор смарт-телевизора Digma DM-LED65UBB33 с системой YaOS (65 дюймов, 4К, Kinopoisk, Wi-Fi)

Нашел телевизор с большой диагональю и со встроенным помощником «Алиса», к которому уже все привыкли. Все то же самое, что и с умными колонками — можно управлять голосом. Встроенный...