2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31
L'impennata è un fenomeno estremamente spiacevole che può portare alla completa distruzione del motore e alla morte di persone. È entrato nelle nostre vite insieme all'era degli aerei a reazione, iniziata negli anni '50-'60 del secolo scorso. Ora questo fenomeno non rappresenta più un pericolo assolutamente fatale. Grazie all'esperienza accumulata e alle soluzioni tecniche, in molti casi è possibile prevenire il sovraccarico dei motori aeronautici, ma questa violazione continua a verificarsi ancora oggi.
Motori delle navi passeggeri
Contrariamente alla credenza popolare, le moderne navi passeggeri sono solo il 20-30% di aerei a reazione. Ecco quanta spinta dà la componente reattiva di un moderno motore turboelica. Il restante 70-80 per cento è ottenuto dalla spinta della buona vecchia elica fatta ruotare dalla turbina. È vero, questa elica è completamente diversa dalle classiche eliche per aeromobili delle precedenti generazioni di aeromobili. Per comprendere il fenomeno dell'impennata dei motori aeronautici, è necessario ottenere almeno una minima comprensione della struttura di un moderno motore aeronautico. Il diagramma del motore è mostrato nell'immagine.
Il principio di funzionamento di un motore aeronautico
Un motore moderno, solitamente appeso sotto l'ala in una bella carenatura della gondola del motore, è strutturalmente un sistema a due circuiti. Il circuito esterno è una ventola, che in re altà funziona secondo il principio di una classica elica di aeroplano ed è una combinazione di molte pale, che sono perfettamente visibili dalla parte anteriore di ogni aeromobile moderno. Il secondo compito di questa ventola è quello di aspirare l'aria per il circuito interno del motore. Quest'ultimo è molto più complicato e rappresenta la seguente catena di unità che interagiscono tra loro: il già citato ventilatore pompa aria nel compressore, che la comprime ai valori richiesti, quindi l'aria riscaldata e compressa entra nella camera di combustione, dove si miscela con cherosene per aviazione e si accende.
I gas in uscita (prodotti della combustione) fanno girare le pale della turbina, che fa ruotare la ventola (sono sullo stesso albero), dopodiché i restanti gas di scarico vengono espulsi attraverso l'ugello e aggiungono spinta, agendo su il principio del getto. Se rimuovi il contorno esterno, ottieni un motore puramente a reazione, quindi è un turboelica. Bene, o turbofan - come preferisci.
Naturalmente, questa descrizione del funzionamento del motore è estremamente semplificata. Un motore aeronautico è il sistema tecnico più complesso. Mentre ci sono molti paesi al mondo in grado di progettare e produrre aeromobili, ci sono molti meno paesi che dispongono della tecnologia per progettare e produrre turboelica.
Fenomeno di picco
La stessa parola pompage deriva dal francese e significa "pompaggio", "pompaggio". La sua essenza è in violazione del normale flusso d'aria nel motore. Le sue oscillazioni longitudinali si verificano lungo l'intero percorso dell'aria, causando uno squilibrio nel rapporto tra aria e carburante nella camera di combustione. Se lo squilibrio è a favore del carburante, la miscela troppo arricchita esplode, se lo squilibrio è a favore dell'aria, la combustione si interrompe.
Esteriormente, l'impeto del motore dell'aeromobile sembra una catena di esplosioni, accompagnata da forti vibrazioni e dall'espulsione della fiamma dall'ugello. La sequenza degli eventi in questo processo può essere immaginata come segue: mancanza d'aria, eccesso di carburante nella camera di combustione, esplosione nella camera di combustione, forte accelerazione della turbina, brusco s alto di velocità del ventilatore, eccesso di aria, cessazione della combustione, diminuzione della velocità, ancora mancanza d'aria. Il ciclo è completo.
Se tutti questi eventi si ripetono ripetutamente, vibrazioni e fenomeni esplosivi locali possono portare a conseguenze molto tristi, tra cui un incidente aereo a reazione.
Motivi
Le ragioni dell'impennata del motore aeronautico possono essere diverse. Il più comune è il danneggiamento delle pale della turbina dovuto all'usura o all'ingresso di un corpo estraneo nella presa d'aria. Ad esempio, un uccello o un sasso della pista. Può anche essere causato da errori dell'equipaggio, eccesso di carburante all'avviamento, funzionamento del motore a limiti estremi e fenomeni atmosferici come trombe d'aria o eccessivibassa pressione nella stagione calda.
Come prevenire ed eliminare le sovratensioni
I motori moderni hanno sensori installati nelle vie aeree. Sulla base delle letture dei sensori, l'automazione integrata apporta immediatamente modifiche alla modalità di alimentazione del carburante e ai parametri del compressore. Nel motore stesso, al posto di uno, due o anche tre alberi vengono utilizzati per garantirne il funzionamento stabile in caso di fenomeni di sovratensione, scollegando il collegamento diretto tra la ventola e la turbina.
Il picco di turbina, se si verifica in volo livellato, viene eliminato semplicemente spegnendo temporaneamente il motore o riducendone la velocità, dopodiché è possibile effettuare il cosiddetto "spurgo del freddo", ovvero per soffiare fuori il carburante in eccesso dalla camera di combustione con un flusso d'aria in arrivo.
La cosa più pericolosa è l'impennata al decollo, quando il punto di decisione è passato. Tuttavia, gli aerei di linea moderni sono in grado di continuare a decollare anche con un motore guasto.
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