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

Что такое суперпозиция? От кошек до математики и света

Мир вокруг нас кажется четким и однозначным. Объект либо находится здесь, либо там. Лампочка либо горит, либо нет. Но на фундаментальном уровне реальности, в царстве атомов и элементарных частиц,...

Где может прятаться жизнь на Марсе? Новое исследование нашло самое вероятное «убежище»

Красная планета — вечная загадка для человечества. Мы всматриваемся в ее пыльные пейзажи, надеясь разгадать тайну: одинока ли наша цивилизация во Вселенной? И хотя марсианская...

Конец эпохи взрывоопасных батарей? Разработан новый сверхионный электролит

В мире, где мобильность и автономность электронных устройств играют ключевую роль, гонка за создание более емких, безопасных и долговечных аккумуляторов не утихает. И пока литий-ионные батареи,...

Почему женские карманы на джинсах такие маленькие: история, причины и интересные факты

Каждая женщина в надетых джинсах сталкивалась с этим неприятным открытием: карманы на штанах практически бесполезны. Они настолько малы, что едва ли могут положить ключ или монету, телефон или...

Обзор Infinix Hot 50 Pro: ультратонкий бюджетник на новом процессоре

Недавно Infinix представила новую серию смартфонов Hot 50, отличительной чертой которой стал прочный ультратонкий корпус, новейший процессор от Mediatek — Helio G100, преемник известного...

Как выкрутить саморез, если сорвана резьба или шляпка

В процессе ремонта или строительства можно отметить неприятную ситуацию — саморез отказывается выкручиваться. Вы прикладываете усилия, но отвертка или шуруповерт только соскальзывают,...