Fenomén přepětí leteckých motorů

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Přepětí je extrémně nepříjemný jev, který může vést k úplnému zničení motoru a smrti lidí. Do našich životů vstoupil spolu s érou proudových letadel, která začala v 50-60 letech minulého století. Nyní tento jev již nepředstavuje absolutně fatální nebezpečí. Díky nashromážděným zkušenostem a technickým řešením lze v mnoha případech zabránit přepětí leteckého motoru, ale k tomuto narušení dochází i dnes.

Motory osobních parníků

Na rozdíl od všeobecného přesvědčení tvoří moderní osobní parníky pouze 20–30 procent proudových letadel. Tolik tahu dává reaktivní složka moderního turbovrtulového motoru. Zbývajících 70-80 procent získáváme z tahu staré dobré vrtule roztáčené turbínou. Pravda, tato vrtule je zcela odlišná od klasických leteckých vrtulí předchozích generací letadel. Pro pochopení fenoménu přepětí leteckých motorů je nutné alespoň minimálně porozumět struktuře moderního leteckého motoru. Schéma motoru je znázorněno na obrázku.

Princip činnosti leteckého motoru

Moderní motor, obvykle zavěšený pod křídlem v krásné kapotáži motorové gondoly, je konstrukčně dvouokruhový. Vnější okruh je ventilátor, který vlastně funguje na principu klasické letecké vrtule a je kombinací mnoha lopatek, které jsou dokonale viditelné z přední části každého moderního letadla. Druhým úkolem tohoto ventilátoru je nasávání vzduchu pro vnitřní okruh motoru. Ten druhý je mnohem složitější a představuje následující řetězec vzájemně se ovlivňujících jednotek: již zmíněný ventilátor napumpuje vzduch do kompresoru, který jej stlačí na požadované hodnoty, poté se ohřátý a stlačený vzduch dostane do spalovací komory, kde se promíchá s leteckým petrolejem a zapálí se.

Odcházející plyny (zplodiny hoření) roztáčí lopatky turbíny, která roztáčí ventilátor (jsou na stejné hřídeli), načež je zbytek výfukových plynů vypuzován tryskou a přidává tah, působící na tryskový princip. Pokud odstraníte vnější obrys, získáte čistě proudový motor, jedná se tedy o turbovrtulový. No, nebo turboventilátor - jak chcete.

Tento popis činnosti motoru je samozřejmě extrémně zjednodušený. Letecký motor je nejsložitější technický systém. Zatímco na světě je mnoho zemí, které dokážou navrhnout a vyrobit letadla, je mnohem méně zemí, které mají technologii pro návrh a výrobu turbovrtulových motorů.

Jev přepětí

Slovo pompage samo o sobě pochází z francouzštiny a znamená „pumpování“, „pumpování“. Jeho podstata je v rozporu s normálním prouděním vzduchu v motoru. K jeho podélným oscilacím dochází po celé dráze vzduchu, což způsobuje nerovnováhu poměru vzduchu a paliva ve spalovacím prostoru. Pokud je nerovnováha ve prospěch paliva, příliš obohacená směs exploduje, pokud je nerovnováha ve prospěch vzduchu, spalování se zastaví.

Navenek vzplanutí leteckého motoru vypadá jako řetězec explozí doprovázených silnými vibracemi a vystřelením plamene z trysky. Sled dějů v tomto procesu si lze představit takto: nedostatek vzduchu, přebytek paliva ve spalovací komoře, výbuch ve spalovací komoře, prudké zrychlení turbíny, prudký skok otáček ventilátoru, přebytek vzduchu, zastavení spalování, pokles otáček, opět nedostatek vzduchu. Cyklus je dokončen.

Pokud se všechny tyto události opakují opakovaně, mohou vibrace a místní výbušné jevy vést k velmi smutným následkům, včetně havárie tryskového letadla.

Důvody

Příčiny nárůstu leteckého motoru mohou být různé. Nejčastější je poškození lopatek turbíny opotřebením nebo cizím předmětem vnikajícím do sání vzduchu. Například ptáček nebo kámen z dráhy. Může to být také způsobeno chybami posádky, přečerpáváním paliva při startování, chodem motoru na extrémní limity a atmosférickými jevy, jako jsou vichřice nebo nadměrnénízký tlak v horkém počasí.

Jak předcházet a eliminovat přepětí

Moderní motory mají senzory instalované v dýchacích cestách. Na základě odečtů čidel provede vestavěná automatika okamžitě změny režimu dodávky paliva a parametrů kompresoru. V samotném motoru jsou místo jedné, dvou nebo dokonce tří hřídelí použity k zajištění jeho stabilního chodu v případě rázových jevů, odpojujících přímé spojení mezi ventilátorem a turbínou.

Přepětí turbíny, pokud k němu dojde ve vodorovném letu, je eliminováno prostým dočasným vypnutím motoru nebo snížením jeho otáček, po kterém je možné provést tzv. „studené pročištění“, tj. vyfoukněte přebytečné palivo ze spalovací komory proudem vzduchu.

Nejnebezpečnější věc je nárůst při vzletu, když je překročen bod rozhodnutí. Moderní dopravní letadla jsou však schopna pokračovat ve vzletu i s jedním vadným motorem.