Das Phänomen der Motorüberlastung von Flugzeugen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Pumpen ist ein äußerst unangenehmes Phänomen, das zur vollständigen Zerstörung des Motors und zum Tod von Menschen führen kann. Er trat zusammen mit der Ära der Düsenflugzeuge, die in den 50-60er Jahren des letzten Jahrhunderts begann, in unser Leben ein. Jetzt geht von diesem Phänomen keine absolut fatale Gefahr mehr aus. Dank der gesammelten Erfahrungen und technischen Lösungen kann das Pumpen von Flugzeugtriebwerken in vielen Fällen verhindert werden, aber diese Verletzung tritt auch heute noch auf.

Motoren von Passagierschiffen

Entgegen der landläufigen Meinung bestehen moderne Passagierschiffe nur zu 20-30 Prozent aus Düsenflugzeugen. So viel Schub liefert die reaktive Komponente eines modernen Turboprop-Triebwerks. Die restlichen 70-80 Prozent werden aus dem Schub des guten alten Propellers gewonnen, der von der Turbine gedreht wird. Dieser Propeller unterscheidet sich zwar grundlegend von den klassischen Flugzeugpropellern früherer Flugzeuggenerationen. Um das Phänomen des Flugzeugtriebwerksstoßes zu verstehen, ist es notwendig, zumindest ein minimales Verständnis der Struktur eines modernen Flugzeugtriebwerks zu erlangen. Das Motordiagramm ist im Bild dargestellt.

Das Funktionsprinzip eines Flugzeugtriebwerks

Ein modernes Triebwerk, das normalerweise in einer schönen Triebwerksgondelverkleidung unter der Tragfläche hängt, ist strukturell ein Zweikreissystem. Der äußere Kreislauf ist ein Lüfter, der eigentlich nach dem Prinzip eines klassischen Flugzeugpropellers funktioniert und eine Kombination aus vielen Flügeln ist, die von der Front jedes modernen Flugzeugs perfekt sichtbar sind. Die zweite Aufgabe dieses Lüfters besteht darin, Luft für den internen Kreislauf des Motors anzusaugen. Letzteres ist wesentlich komplizierter und stellt folgende Kette miteinander interagierender Aggregate dar: Das bereits erwähnte Gebläse pumpt Luft in den Kompressor, der sie auf die erforderlichen Werte verdichtet, dann gelangt die erwärmte und komprimierte Luft in die Brennkammer, wo sie sich vermischt mit Flugkerosin und zündet.

Austretende Gase (Verbrennungsprodukte) drehen die Schaufeln der Turbine, die den Lüfter drehen (sie befinden sich auf derselben Welle), woraufhin der Rest der Abgase durch die Düse ausgestoßen wird und Schub hinzufügt das Jet-Prinzip. Entfernt man die Außenkontur, erhält man ein reines Strahltriebwerk, also eine Turboprop. Nun, oder Turbofan - wie Sie mehr möchten.

Diese Beschreibung der Funktionsweise des Motors ist natürlich stark vereinfacht. Ein Flugzeugtriebwerk ist das komplexeste technische System. Während es viele Länder auf der Welt gibt, die Flugzeuge entwickeln und herstellen können, gibt es weit weniger Länder, die über die Technologie verfügen, um Turboprops zu entwickeln und herzustellen.

Überspannungsphänomen

Das Wort pompage selbst kommt aus dem Französischen und bedeutet "pumpen", "pumpen". Seine Essenz verstößt gegen den normalen Luftstrom im Motor. Seine Längsschwingungen treten entlang des gesamten Luftweges auf und verursachen ein Ungleichgewicht im Verhältnis von Luft und Kraftstoff in der Brennkammer. Bei einem Ungleichgewicht zugunsten von Kraftstoff explodiert das überfettete Gemisch, bei einem Ungleichgewicht zugunsten von Luft stoppt die Verbrennung.

Äußerlich sieht das Surren des Flugzeugtriebwerks aus wie eine Kette von Explosionen, begleitet von starken Vibrationen und dem Ausstoß von Flammen aus der Düse. Die Abfolge der Ereignisse in diesem Prozess kann man sich wie folgt vorstellen: Luftmangel, Kraftstoffüberschuss in der Brennkammer, Explosion in der Brennkammer, starke Beschleunigung der Turbine, starker Anstieg der Lüfterdrehzahl, Überschuss Luft, Verbrennungsstillstand, Geschwindigkeitsabfall, erneuter Luftmangel. Der Zyklus ist abgeschlossen.

Wenn sich all diese Ereignisse wiederholt wiederholen, können Vibrationen und lokale Explosionsphänomene zu sehr traurigen Folgen führen, einschließlich eines Düsenflugzeugabsturzes.

Gründe

Die Gründe für das Pumpen des Flugzeugtriebwerks können unterschiedlich sein. Am häufigsten sind Schäden an den Turbinenschaufeln aufgrund von Verschleiß oder das Eindringen eines Fremdkörpers in den Lufteinlass. Zum Beispiel ein Vogel oder ein Stein von der Landebahn. Es kann auch durch Besatzungsfehler, Überbetankung beim Start, Motorlauf an extremen Grenzen und atmosphärische Phänomene wie Wirbelstürme oder übermäßige verursacht werdenUnterdruck bei heißem Wetter.

Vorbeugung und Beseitigung von Überspannungen

Moderne Motoren haben Sensoren, die in den Atemwegen installiert sind. Basierend auf den Messwerten der Sensoren nimmt die eingebaute Automatisierung sofort Änderungen am Kraftstoffversorgungsmodus und den Kompressorparametern vor. Im Triebwerk selbst werden statt einer, zwei oder sogar drei Wellen verwendet, um bei Pumperscheinungen einen stabilen Betrieb zu gewährleisten, indem die direkte Verbindung zwischen Fan und Turbine getrennt wird.

Turbinenstoß, wenn er im Horizontalflug auftritt, wird durch einfaches vorübergehendes Abstellen des Motors oder Verringern seiner Drehzahl beseitigt, wonach es möglich ist, die sogenannte "k alte Spülung" durchzuführen, dh zu Überschüssigen Kraftstoff aus der Brennkammer mit einem entgegenkommenden Luftstrom ausblasen.

Das Gefährlichste ist die Brandung beim Start, wenn der Entscheidungspunkt passiert ist. Moderne Flugzeuge können jedoch auch mit einem ausgefallenen Triebwerk weiter starten.