Помпаж двигателя самолета: что это

Array
( [TAGS] => Авиастроение, Самолеты [~TAGS] => Авиастроение, Самолеты [ID] => 97695 [~ID] => 97695 [NAME] => Явление помпажа двигателя самолета [~NAME] => Явление помпажа двигателя самолета [IBLOCK_ID] => 1 [~IBLOCK_ID] => 1 [IBLOCK_SECTION_ID] => 104 [~IBLOCK_SECTION_ID] => 104 [DETAIL_TEXT] => Помпаж двигателя самолета: что это

Помпаж — явление крайне неприятное, могущее привести к полному разрушению двигателя и к гибели людей. Он вошел в нашу жизнь вместе с эрой реактивных самолетов, которая началась в 50-60-х годах прошлого века.

Сейчас это явление уже не представляет абсолютно фатальной опасности.

Благодаря накопленному опыту и техническим решениям помпаж двигателя самолета во многих случаях удается предотвратить, но это нарушение продолжает возникать и сегодня.

Помпаж двигателя самолета: что это

Двигатели пассажирских лайнеров

Вопреки широко распространенному убеждению, современные пассажирские лайнеры являются реактивными самолетами лишь на 20-30 процентов. Именно столько тяги дает реактивная составляющая современного турбовинтового мотора.

Остальные 70-80 процентов получаются за счет тяги старого доброго винта, вращаемого турбиной. Правда, этот винт совершенно не похож на классические авиационные винты самолетов предыдущих поколений.

Чтобы понять явление помпажа двигателя самолета, необходимо получить хотя бы минимальное представление об устройстве современного авиационного двигателя. Схема двигателя приведена на картинке.

Помпаж двигателя самолета: что это

Принцип работы авиационного двигателя

Современный двигатель, висящий, как правило, под крылом в красивом обтекателе-мотогондоле, конструктивно представляет собой двухконтурную систему.

Внешний контур — это вентилятор, который действует фактически по принципу классического авиационного винта и представляет собой совокупность множества лопаток, что прекрасно видны в анфас каждого современного самолета.

Второй задачей этого вентилятора является забор воздуха для внутреннего контура двигателя.

Последний устроен значительно сложнее и представляет собой следующую цепочку взаимодействующих между собой агрегатов: уже упомянутый вентилятор нагнетает воздух в компрессор, который сжимает его до необходимых значений, затем нагретый и сжатый воздух поступает в камеру сгорания, где смешивается с авиационным керосином и воспламеняется.

Исходящие газы (продукты горения) крутят лопатки турбины, которая вращает вентилятор (они находятся на одном валу), после чего остаток выхлопных газов выбрасывается через сопло и добавляет тягу, действуя уже на реактивном принципе. Если убрать внешний контур – получится чисто реактивный двигатель, а так он — турбовинтовой. Ну, или турбовентиляторный – как кому больше нравится.

Разумеется, это описание работы двигателя крайне упрощено. Авиадвигатель – сложнейшая техническая система. Если в мире существует много стран, способных проектировать и производить самолеты, то стран, обладающих технологиями разработки и производства турбовинтовых двигателей, значительно меньше.

Помпаж двигателя самолета: что это

Явление помпажа

Само слово pompage родом из французского языка и означает «перекачка», «нагнетание». Суть его – в нарушении нормального протекания воздуха в двигателе.

Происходят его продольные колебания вдоль всего воздушного тракта, вызывающие дисбаланс в соотношении воздуха и топлива в камере сгорания.

Если дисбаланс в пользу топлива — переобогащенная смесь взрывается, если дисбаланс в пользу воздуха – горение прекращается.

Внешне помпаж двигателя самолета выглядит как цепочка взрывов, сопровождаемых сильной вибрацией и выбросом пламени из сопла.

Последовательность событий в этом процессе можно представить себе следующим образом: недостаток воздуха, переизбыток топлива в камере сгорания, взрыв в камере сгорания, резкое ускорение турбины, резкий скачок оборотов вентилятора, переизбыток воздуха, прекращение горения, снижение оборотов, опять недостаток воздуха. Цикл замкнулся.

Если все эти события повторяются неоднократно, вибрация и локальные взрывные явления способны привести к весьма печальным последствиям, включая авиационную катастрофу реактивного самолета.

Причины

Причины помпажа двигателя самолета могут быть различными. Наиболее распространенные – это повреждение лопаток турбины из-за износа или попадания постороннего предмета в воздухозаборник.

Например, птицы или камня со взлетно-посадочной полосы.

Также причиной могут являться ошибки экипажа, подача избыточного количества топлива при запуске, работа двигателя на предельных режимах, а также атмосферные явления типа появления вихрей или чрезмерно низкое давление при жаркой погоде.

Помпаж двигателя самолета: что это

Как предотвратить и устранить помпаж

На современных двигателях предусмотрены датчики, установленные на всем протяжении воздушных путей.

На основании показаний датчиков встроенная автоматика незамедлительно вносит изменения в режим подачи топлива и параметры компрессора.

В самом двигателе вместо одного применяются два или даже три вала, позволяющие обеспечить его устойчивую работу при возникновении помпажных явлений, разъединяя прямую связь вентилятора с турбиной.

Устранение помпажа турбины, если он возник в горизонтальном полете, производится простым временным отключением двигателя либо снижением его оборотов, после чего возможно провести так называемую «холодную продувку», то есть выдуть излишки топлива из камеры сгорания набегающим потоком воздуха.

Самое опасное – помпаж на взлете, когда пройдена точка принятия решения. Однако современные лайнеры способны продолжить взлет даже при одном отказавшем двигателе.

  •  
  • СОВЕТСКАЯ «МРИЯ». КАК СОЗДАВАЛИ САМЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ САМОЛЕТ В МИРЕ
  • К-3 / РОКК-1. ПЕРВЫЙ САНИТАРНЫЙ САМОЛЁТ СССР
  • ПЯТЁРКА САМЫХ ОПАСНЫХ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ ВТОРОЙ МИРОВОЙ
  • СИЛЬНЫЕ И СЛАБЫЕ СТОРОНЫ АВИАЦИОННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ЯДЕРНЫХ СИЛ РОССИИ
  • БРОНЯ ДЛЯ «ЛЕТАЮЩЕГО ТАНКА»
  • Источник:  fb.ru

[~DETAIL_TEXT] => Помпаж двигателя самолета: что это

Помпаж — явление крайне неприятное, могущее привести к полному разрушению двигателя и к гибели людей. Он вошел в нашу жизнь вместе с эрой реактивных самолетов, которая началась в 50-60-х годах прошлого века.

Сейчас это явление уже не представляет абсолютно фатальной опасности.

Благодаря накопленному опыту и техническим решениям помпаж двигателя самолета во многих случаях удается предотвратить, но это нарушение продолжает возникать и сегодня.

Помпаж двигателя самолета: что это

Двигатели пассажирских лайнеров

Вопреки широко распространенному убеждению, современные пассажирские лайнеры являются реактивными самолетами лишь на 20-30 процентов. Именно столько тяги дает реактивная составляющая современного турбовинтового мотора.

Остальные 70-80 процентов получаются за счет тяги старого доброго винта, вращаемого турбиной. Правда, этот винт совершенно не похож на классические авиационные винты самолетов предыдущих поколений.

Чтобы понять явление помпажа двигателя самолета, необходимо получить хотя бы минимальное представление об устройстве современного авиационного двигателя. Схема двигателя приведена на картинке.

Помпаж двигателя самолета: что это

Принцип работы авиационного двигателя

Современный двигатель, висящий, как правило, под крылом в красивом обтекателе-мотогондоле, конструктивно представляет собой двухконтурную систему.

Внешний контур — это вентилятор, который действует фактически по принципу классического авиационного винта и представляет собой совокупность множества лопаток, что прекрасно видны в анфас каждого современного самолета.

Второй задачей этого вентилятора является забор воздуха для внутреннего контура двигателя.

Последний устроен значительно сложнее и представляет собой следующую цепочку взаимодействующих между собой агрегатов: уже упомянутый вентилятор нагнетает воздух в компрессор, который сжимает его до необходимых значений, затем нагретый и сжатый воздух поступает в камеру сгорания, где смешивается с авиационным керосином и воспламеняется.

Исходящие газы (продукты горения) крутят лопатки турбины, которая вращает вентилятор (они находятся на одном валу), после чего остаток выхлопных газов выбрасывается через сопло и добавляет тягу, действуя уже на реактивном принципе. Если убрать внешний контур – получится чисто реактивный двигатель, а так он — турбовинтовой. Ну, или турбовентиляторный – как кому больше нравится.

Разумеется, это описание работы двигателя крайне упрощено. Авиадвигатель – сложнейшая техническая система. Если в мире существует много стран, способных проектировать и производить самолеты, то стран, обладающих технологиями разработки и производства турбовинтовых двигателей, значительно меньше.

Помпаж двигателя самолета: что это

Явление помпажа

Само слово pompage родом из французского языка и означает «перекачка», «нагнетание». Суть его – в нарушении нормального протекания воздуха в двигателе.

Происходят его продольные колебания вдоль всего воздушного тракта, вызывающие дисбаланс в соотношении воздуха и топлива в камере сгорания.

Если дисбаланс в пользу топлива — переобогащенная смесь взрывается, если дисбаланс в пользу воздуха – горение прекращается.

Внешне помпаж двигателя самолета выглядит как цепочка взрывов, сопровождаемых сильной вибрацией и выбросом пламени из сопла.

Последовательность событий в этом процессе можно представить себе следующим образом: недостаток воздуха, переизбыток топлива в камере сгорания, взрыв в камере сгорания, резкое ускорение турбины, резкий скачок оборотов вентилятора, переизбыток воздуха, прекращение горения, снижение оборотов, опять недостаток воздуха. Цикл замкнулся.

Если все эти события повторяются неоднократно, вибрация и локальные взрывные явления способны привести к весьма печальным последствиям, включая авиационную катастрофу реактивного самолета.

Причины

Причины помпажа двигателя самолета могут быть различными. Наиболее распространенные – это повреждение лопаток турбины из-за износа или попадания постороннего предмета в воздухозаборник.

Например, птицы или камня со взлетно-посадочной полосы.

Также причиной могут являться ошибки экипажа, подача избыточного количества топлива при запуске, работа двигателя на предельных режимах, а также атмосферные явления типа появления вихрей или чрезмерно низкое давление при жаркой погоде.

Помпаж двигателя самолета: что это

Как предотвратить и устранить помпаж

На современных двигателях предусмотрены датчики, установленные на всем протяжении воздушных путей.

На основании показаний датчиков встроенная автоматика незамедлительно вносит изменения в режим подачи топлива и параметры компрессора.

В самом двигателе вместо одного применяются два или даже три вала, позволяющие обеспечить его устойчивую работу при возникновении помпажных явлений, разъединяя прямую связь вентилятора с турбиной.

Устранение помпажа турбины, если он возник в горизонтальном полете, производится простым временным отключением двигателя либо снижением его оборотов, после чего возможно провести так называемую «холодную продувку», то есть выдуть излишки топлива из камеры сгорания набегающим потоком воздуха.

Самое опасное – помпаж на взлете, когда пройдена точка принятия решения. Однако современные лайнеры способны продолжить взлет даже при одном отказавшем двигателе.

  1.  
  2. СОВЕТСКАЯ «МРИЯ». КАК СОЗДАВАЛИ САМЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ САМОЛЕТ В МИРЕ
  3. К-3 / РОКК-1. ПЕРВЫЙ САНИТАРНЫЙ САМОЛЁТ СССР
  4. ПЯТЁРКА САМЫХ ОПАСНЫХ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ ВТОРОЙ МИРОВОЙ
  5. СИЛЬНЫЕ И СЛАБЫЕ СТОРОНЫ АВИАЦИОННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ЯДЕРНЫХ СИЛ РОССИИ
  6. БРОНЯ ДЛЯ «ЛЕТАЮЩЕГО ТАНКА»
  7. Источник:  fb.ru

Источник: http://www.alfa-industry.ru/news/104/97695/

Помпаж. Неустойчивость работы

Помпаж двигателя самолета: что это

Содержание

Помпаж это неустойчивый режим работы насоса, компрессора или турбины, при котором резко изменяются подача и напор.

В системах, состоящих из центробежных и осевых машин и трубопроводов, возникновение неустойчивой работы обусловлено рядом причин    срывами потока с лопастей – при дроссельном регулировании до малых расходов.    резким изменением частоты вращения вала насоса – при изменении частоты и электрической сети    быстрым изменением расходов со стороны потребителей и т.д.

Читайте также:  Нормы провоза багажа 1pc аэрофлот: что это значит

Помпаж это

Такие возмущения выводят систему из равновесия и в некоторых случаях могут привести к неустойчивой работе системы, выраженной в самопроизвольных колебаниях подачи, давления и мощности.

В тех случаях, когда такие колебания со временем затухают, система считается устойчивой. Однако при определенных условиях случайные возмущения вызывают колебания с возрастающей амплитудой, устойчивость не восстанавливается и в системе возникают автоколебания – помпаж.

Явление помпажа сходно с явлением резонанса при колебаниях механических систем.

Неустойчивость и помпаж насоса нежелательны вследствие нарушения постоянства рабочего режима установки. Помпаж опасен ввиду резкого, толчкообразного повышения давления в потоке и соответственно увеличения напряжения в рабочих частях системы.

Исследование устойчивости легко провести общеизвестным способом: если изменив одну их величин, определяющих явление, обнаруживают, что прочие величины стремятся привести процесс в исходное состояние, то процесс устойчив.

Процесс и причины помпажа

Для иллюстрации помпажа рассмотрим вариант работы насоса на сеть с малой емкостью.

Помпаж двигателя самолета: что это

Характеристика сети в случае наличия дроссельного регулирования может занимать положение a, b, c, d и e так, что характеристика b касается характеристики насоса в точке В1, а с в точке С2. Предположим, что при работе насоса в точке D в сети произошло резкое увеличение расхода, при этом напор понизился, а сопротивление сети возросло.

Разность этих напоров уменьшит подачу до величины, соответствующей точке D. Таким образом, изменение расхода вызывает здесь такое измененеи напора, которое приводит процесс в исходное состояние.

Если предположить уменьшение расхода при работе в точке D, то возникает разность напоров, действующая со стороны машины, что приводит к возрастанию расхода до исходного (точка D).

Это указывает на устойчивость работы машины в точке D данной характеристики.

Теперь рассмотрим произвольную точку А2 на ветке В1С2 характеристики. Увеличение подачи выше QА2 , вызванное внезапным возмущением, обуславливает рост напора насоса и дальнейшее самопроизвольное увеличение подачи до величины, соответствующей точке А3.

При уменьшении подачи сопротивление сети оказывается больше напора, создаваемого насосом, и это вызывает дальнейшее уменьшение подачи(до точки А1). Поэтому ветка В1С2 – это ветка неустойчивой части характеристики.

Если каким-то способом насос поставлен на работу в точке А2 характеристики, то малейшее изменение в сети повлечет за собой сползание режима в точку А1 или А2 . Это и есть неустойчивость.

Обобщив эти соображения, можно отметить, что неустойчивой веткой характеристики является та часть, где восходящий участок характеристики насоса проходит круче характеристики трубопровода.

Работа агрегата при помпаже

Помпаж двигателя самолета: что это

  • Участок неустойчивой работы не может иметь места в тех случаях, когда характеристики насоса и сети пересекаются только в одной точке.
  • В случае работы насоса на сеть большой ёмкости также возможен помпаж.
  • Предположим, что центробежный насос работает в системе, обладающей очень малыми гидравлическими сопротивлениями.

При работе установки расход Qп поступает к потребителям из емкости А. Пусть Qп < Qгр (где Qгр – подача, соответствующая точке максимума характеристики машины).

  1. Если в начале работы давление в емкости А было Pнач , то начальная подача составляла Qнач
  2. Если Qнач > Qп , то давление в емкости А будет постепенно повышаться и характеристика сети (при отсутствии сопротивления это прямая линия) будет перемещаться вверх параллельно оси абсцисс.
  3. Рабочая точка системы будет перемещаться по характеристике насоса вверх, а подача будет постепенно уменьшаться.

В тот момент, когда точка a займет положение агр , ещё имеется неравенство Qгр > Qп , а насос уже создает максимальное давление Ргр. Благодаря инерции среды, движущейся в каналах машины и всасывающей и напорной трубах, произойдет повышение давления в емкости до Ра > Ргр.

Наличие емкости А давления РА большего, чем давление Ргр , создаваемое машиной, вызовет торможение потока и обратное течение среды из емкости А через машину наружу.

Однако, вследствие указанного и наличия Qп через некоторое время давление в емкости А падает до давления холостого хода и центробежная машина вновь начинает подавать среду с расходом Q’

Но Q’ > Qп , поэтому давление в емкости А снова начнет возрастать и описанный выше процесс повторится. Установка будет работать в режиме помпажа, т.е. с периодическими колебаниями давления и подачи.

Применяя изложенный выше метод, можно доказать, что помпаж может возникать только в трубопроводных сетях большой емкости.

Предупреждение помпажа

Причины помпажа во многих случаях обусловлены срывом потока с лопастей. Поэтому при проектировании центробежных машин применяют следующие меры    скругление входной кромки лопастей    увеличение количества лопастей    применение рабочих колес с лопастями, сильно отогнутыми назад.

В условиях эксплуатации помпаж может быть предупрежден при помощи автоматического антипомпажного клапана. При этом попадание рабочей точки, определяющей режим установки, на неустойчивую ветвь характеристики становится невозможным, поскольку при повышении давлении перед дросселем клапан автоматически откроется и перепустит часть воздуха во всасывающую трубу или выпустит его в атмосферу.

Источник: https://www.nektonnasos.ru/articles/pompazh/pompazh.php

Помпаж двигателя самолета – что это? Причины, последствия, способы устранения

Помпаж двигателя самолета – что это? Под определением следует понимать срыв работы турбореактивного агрегата авиационного судна, нарушение устойчивости его функционирования. Характерными признаками такой неполадки является возникновение хлопков, дымление, снижение тяги, мощные вибрации.

Помпаж двигателя самолета – что это такое? По сути, в корне проблемы лежит потеря устойчивого течения воздушного потока через турбину. Без принятия экстренных мер это может привести к возгоранию и разрушению двигателя.

Помпаж двигателя самолета: причины

Помпаж двигателя самолета: что это

  • вывод воздушного судна на запредельную траекторию, при которой на двигатель оказываются максимальные нагрузки;
  • повреждение лопастей рабочего колеса по причине окончания их срока службы или неисправности;
  • попадание в движок посторонних предметов;
  • сильные порывы бокового ветра;
  • критически низкое давление окружающего воздуха.

К каким решениям прибегают в авиации для предупреждения помпажа?

Использование в конструкции нескольких отдельных валов является главным решением, которое позволяет предотвратить помпаж двигателя самолета. Что это? Валы в движке перемещаются на разных скоростях, независимо друг от друга.

Каждый из них несет на себе часть турбины и компрессора двигателя. На современные самолеты обычно устанавливают агрегаты, которые содержат 2-3 независимых вала.

При выходе из строя одного из них, остальные способны поддерживать тягу, которая требуется для перемещения судна в воздушном пространстве.

Как устраняют помпаж во время полета?Помпаж двигателя самолета: что это

Повышение температуры двигателя при помпаже может составлять несколько сотен градусов в секунду. Поэтому на современных самолетах устанавливается противопожарная автоматика. Она позволяет устранить возгорание, что дает экипажу больше времени на принятие верных решений. При срабатывании автоматики одновременно происходит прерывание либо снижение подачи топлива.

Воздушное судно могут на некоторое время отправлять в свободное пике, если возникает помпаж двигателя самолета. Что это? На борту отключают все двигатели. Самолет начинает плавно терять высоту до той поры, пока не устранится возгорание. Далее в двигателях восстанавливается подача топлива и происходит возвращение к нормальному режиму полета.

В заключение

Помпаж двигателя самолета: что это

Источник: https://autogear.ru/article/278/789/pompaj-dvigatelya-samoleta-chto-eto-prichinyi-posledstviya-sposobyi-ustraneniya/

Сэу iii курс 2 семестр: 78. лекция. помпаж турбонагнетателей. причины. контрмеры

Помпаж турбонагнетателей. Помпаж компрессора

Помпаж — это неустойчивая работа компрессора, возникающая при больших положительных углах атаки, обусловленная срывом потока за входными кромками лопаток и, соответственно, резким увеличением потерь в рабочих каналах.

Помпаж двигателя самолета: что это Характер обтекания лопаток рабочего колеса центробежного компрессора на расчетном режиме, а также при уменьшенной и увеличенной подачах при неизменной частоте вращения вала (и u1 = const) показан на рис. 1.

На расчетном режиме (рис. 1, а) угол входа β1 относительной скорости w1 совпадает с углом β1л, и угол i атаки равен нулю. Поэтому потери кинетической энергии в рабочем канале оказываются минимальными.

Снижение подачи (и проекции скорости с1а) приводит к уменьшению угла β1 (рис. 1, б), в результате чего угол атаки становится положительным. На спинке лопатки возникает срыв потока.

При больших углах атаки образовавшийся вихрь заполняет рабочий канал, и нарушается работа компрессора.

Увеличение подачи компрессора (и с1а) влечет рост угла β1 входа относительной скорости (рис. 1, в); угол атаки становится отрицательным.

При таком режиме работы срыв потока, наблюдаемый на вогнутой поверхности лопатки, увеличивает потери и снижает КПД компрессора, но не приводит к помпажу, т.к.

вихревая зона поджимается к вогнутой поверхности лопатки, носит местный характер и не захватывает всю площадь сечения канала.

Подобные срывные явления возникают также при обтекании лопаток диффузора с углами атаки, отличными от нуля (рис. 2). Помпаж двигателя самолета: что это

При уменьшенной подаче и неизменной частоте вращения вала компрессора абсолютная скорость с3 входа (и ее проекция на радиальное направление с3r)становится меньше, чем на расчетном режиме, а угол атаки i будет положительным. На вогнутой поверхности лопатки может происходить срыв потока и вихреобразование (рис. 2, б).При отрицательном угле атаки срывные явления наблюдаются на спинке лопатки (рис. 2 ,в).

Из рассматриваемого рисунка видно, что условия для образования срывов более благоприятны на вогнутой поверхности лопатки, чем на спинке, чему способствует криволинейность канала и инерционность потока. Поэтому, как и для случая с рабочим колесом, помпаж возникает при больших положительных углах атаки.

Явление помпажа в компрессоре сопровождается резким увеличением шума, пульсацией давления нагнетаемого воздуха и его подачи, появлением вибрации. В период срыва потока воздух из нагнетательной полости устремляется во всасывающую и прорывается через фильтр в атмосферу, а затем, в последующий период нормальной работы воздух движется в естественном направлении.

Работа компрессора в зоне помпажа недопустима

  • Причины
  • Система топливоподачи:
  • —   низкое давление за циркуляционным (топливоподкачивающим) насосом;
  • —      воздух или вода в топливе;
  • —      низкая температура подогрева топлива;
  • —      неисправны всасывающий и отсечной клапаны ТНВД;
  • —      заедания плунжера и иглы;
  • —      повреждение сопла форсунки.
  • Система выпуска:
  • —      нарушения в открытии выпускного клапана;
  • —      засорение решетки перед ГТК;
  • —      увеличение противодавления за ГТК.
  • ГТК:
  • —      загрязнение или повреждение турбины, компрессора;
  • —      загрязнение воздушных фильтров;
  • —      повреждение глушителя;
  • —      выход из строя подшипников.
  • Система наддувочного воздуха:
  • —      загрязнение воздухоохладителя;
  • —      прекращение циркуляции воды в воздухоохладителе;
  • —      очень высокая температура в воздухоохладителе.
  • Разное:
  • —      нарушения в работе регулятора числа оборотов (колебания);
  • —      резкие изменения нагрузки двигателя;
  • —      очень резкие изменения частоты вращения:
  • •   при работе на высокой нагрузке (маневрировании);
  • •   при срабатывании защиты остановкой / снижением частоты вращения;
  • •    при работе двигателя назад;
  • •    при оголении винта в штормовых условиях.
Читайте также:  Самолет ан-34: фото

Последние причины могут носить случайный кратковременный характер и не являются опасными. Если же помпаж продолжается длительное время, то в качестве первого шага рекомендуется принять следующую рекомендацию.

Контрмеры

Помпаж может быть нейтрализован путем стравливания воздуха из ресивера через установленный на нем противопомпажный или предохранительный клапан. Но надо учитывать, что при этом произойдет повышение температуры выпускных газов. Важно, чтобы она не превышала допустимой величины.

Второй способ состоит в соединении выхода воздуха из компрессора с трубопроводом подачи газов в ГТК с установкой в этой ветви клапана. При появлении помпажа клапан открывается, давление за компрессором падает, а увеличение количества поступающей на газовую турбину смеси газов и воздуха, увеличивается.

Падение давления за компрессором и рост оборотов ГТК приводят к прекращению помпажа.

Литература.

1.Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 382 с. Стр.130-133

2. Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 2. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2008.- 470 с. Стр. 176-179

Источник: https://farvater.gumrf.ru/mod/page/view.php?id=7082

Помпаж двигателя самолета. Рассказывает авиационный инженер

Что это такое и как с ним бороться? Теория этого процесса довольна сложна для понимания обычного человека и даже человека с техническим образованием, но она очень интересна, поэтому очень хочется рассказать максимально просто и доступно.

Помпа́ж— срывной режим работы авиационного ТРДД, нарушение газодинамической устойчивости его работы, сопровождающийся хлопками в воздухозаборнике из-за противотока газов, дымлением выхлопа двигателя, резким падением тяги и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель.

Во время полета самолет может испытывать такое явление как помпаж, он может произойти как на пассажирских самолетах, так и на военных, но на военных, безусловно, он происходит гораздо чаще в силу особой маневренности самолета. На пассажирских самолетах он чаще происходит из-за погодных условий или попадания постороннего предмета в двигатель.

Рассмотрим небольшой пример.

В силу погодных условий или ошибки пилота расход воздуха через двигатель резко падает, скорость потока резко уменьшается и происходит его срыв с поверхности лопатки и турбализация , в итоге происходит некое запирание потока и дроссилизация ступени. Т.е.

поток воздуха практически останавливается в компрессоре, но процессы во всем остальном двигателе продолжаются, поэтому резко возрастает температура газа за турбиной, возникает сильнейший тепловой удар, из-за которого могут рассыпаться лопатки турбины.

Поток горячего газа может пойти не в сторону турбины, а в сторону компрессора и тогда происходит сильнейшее возгорание, лопатки компрессора не рассчитаны на столь высокие температуры и все, двигатель останавливается, но… все это бы произошло, если бы не существовала специальных противопомпажных систем, на них бы и хотелось остановиться.

Применение многоступенчатого компрессора и нескольких валов. Так если в первой ступени произошел помпаж, то вторая ступень, вращаемая другим валом, будет продолжать работать и выведет двигатель из помпажа.

Лента перепуска или клапаны. Очень простой, но очень эффективный способ. При возникновении помпажа, открывается специальные клапаны или ленты и воздух из проточной части выпускается в атмосферу.

Щелевой перепуск, тоже довольно эффективен. За счет выхода воздуха из средней части лопатки и подачи его на вход, возникает некоторая циркуляция.

Поворотные лопатки направляющего аппарата. Тут все итак понятно, за счет поворота лопаток изменяется угол атаки и устраняет срыв потока. Процесс полностью автоматизирован, но в реализации не так прост.

Ну еще один довольно эффективный, но рисковый способ — это уход в пике, за счет увеличения расхода воздуха, двигатель быстро выходит из помпажа, остается только вывести самолет в горизонтальное положение.

На данный момент всеми этими противопомпажными механизмами управляет автоматика, в каждом двигателе существует сразу несколько таких систем, чтобы обеспечить стабильную работу двигателя.

**Спасибо за лайк и подписку**

Форсажная камера истребителя. Рассказывает авиационный инженерРеактивный двигатель истребителя: ТРД и ТРДД

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5b28c40e99d6b600a8869a6d/5b4876b3a701a500aa2a54b8

Помпаж или как решить эту проблему с дилером в Тюмени. — Haval H6, 2.0 л., 2015 года на DRIVE2

Месяц назад я озвучил свою проблему которая заключалась в потере мощности двигателя.Появился звук похожий на сброс воздуха.Сейчас к этому добавились хлопки.Хлопки появляются только на разгоне машины.Сначала после 2000 оборотов сейчас раньше.Гонял к дилерам на диагностику.По электронике ничего не показало.Но они услышали звук похожий на утечку воздуха.

Проверили все патрубки и развели руками.Приехал домой и стал разбираться сам.Первое это послушал турбину фонендоскопом, звук шел из крыльчатки турбины.Стал лазить по форумам дизелистов и советоваться со спецами.Пришел к выводу что это ПОМПАЖ турбины.

Так называемый помпаж – пульсация давления на выходе турбокомпрессора, проявляющаяся громкими, отчетливыми хлопками;Признаки помпажа турбиныДанную проблему легко распознать без помощи специалистов. Уменьшается мощность надува, а во время работы двигателя раздаются характерные громкие хлопки.

Они появляются из-за сопротивления сжатого воздуха, уменьшающего подачу воздуха в корпус компрессора. Когда его уровень достигает критического значения с лопаток срывается воздух и нарушается работа лопаточного диффузора.

Использовать турбину, на которой обнаружился помпаж не стоит. Если ничего не предпринять, со временем это может привести к частичной деформации и как следствие разрушению деталей всасывающего тракта и воздушной крыльчатки. Кроме этого появляется вибрация деструктивно влияющая на весь двигатель и турбину, в частности.

Причины возникновения помпажа турбины:Повреждение сопла (вакуум) турбины.Образование кокса на крыльчатки турбины.Не полное открытие заслонок трубопровода.

Повреждение колеса компрессора или неисправность интеркулера из-за которого уменьшается подача воздуха и в результате растет температура нагнетаемого воздуха.Сопротивление сжатого воздуха превышающее силу его сжатия.

Данная причина появления помпажа турбины присуща всем турбинам без исключения и момент ее появления зависит лишь от мощности агрегата.Не совпадения в ритме работы двух и более турбин.

  • Данное свойство помпажа приводит к перегреву и появлению сильной вибрации из-за чего увеличивается износ и риск более серьезной поломки, в том числе критического повреждения турбины или двигателя.
  • Как избежать помпажа турбокомпрессора

Помпаж может появиться на любом турбокомпрессоре не в зависимости от марки и модели турбокомпрессора. На его появление влияет большое количество внешних факторов описанных выше и для чтобы избежать егонужно или хотя снизить риск возникновения нужно уделять внимание состоянию клапанов, воздухозаборника (вакуум), фильтров, интеркулера и трубопровода.

Буду озадачивать дилеров.Они мне намекнули, что менять буду за свой счет.Хотя машина на гарантии.Делать независимую экспертизу.Мотив отказа простой:-А что мы скажем заводу.Турбина ведь работает.Работать она пока работает но в любой момент просто разлетится.Тут одной турбиной тогда можно точно не отделаться.

Пробег: 23000 км

Источник: https://www.drive2.ru/l/9700170/

Помпаж двигателя самолета – что это? Причины, последствия, способы устранения

(французское роmраge) — различные нестационарные явления, возникающие в результате потери устойчивости течения воздуха в компрессоре при работе его в системе газотурбинного двигателя. По физической природе и внешним проявлениям различают три основных вида неустойчивого течения. 1).

Вращающийся срыв — результат потери устойчивости осесимметричного течения. Он может локализоваться в одной или несколько ступенях компрессора или охватывать всю его проточную часть; в последнем случае формирование вращающегося срыва приводит к глобальной потере устойчивости течения в двигателе.

Вращающийся срыв возникает при обтекании лопаток компрессора с большими положительными углами атаки. В ограниченном пространстве кольцевой проточной части компрессора появление отрывного течения на отдельных лопатках приводит к образованию дискретных срывных зон, которые вращаются в том же направлении, что и ротор, но с меньшей угловой скоростью.

явление вращающегося срыва приводит к падению напора ступеней в области малых расходов воздуха, а также возникновению вибраций лопаток.

2). Скачкообразное уменьшение расхода воздуха и напора компрессора вследствие потери статической устойчивости течения в компрессоре, которое иногда происходит на пусковых режимах работы двигателя.

Потеря статической устойчивости чаще всего оказывается необратимой, приводит к «зависанию» двигателя: при увеличении расхода топлива растёт температура газов, уменьшается расход воздуха, а частота вращения не увеличивается.

3). Собственно П. д. — продольные автоколебания потока во всём воздушно-газовом тракте двигателя и воздухозаборника, возникающие в результате потери динамической устойчивости течения в силовой установке, являющейся газовой автоколебательной системой с активными элементами, в которых при колебаниях может подводиться к газу или отводиться от него энергия (компрессор, камера сгорания, турбина, зазоры в проточной части); все её элементы обладают и реактивными свойствами: в них при колебаниях на газ действуют инерционные и упругие силы. П. д. — разветвлённой динамической системы с большим числом степеней свободы — может происходить с различными частотами, соответствующими разным формам колебаний. Возникновение П. д. сопровождается большими динамическими нагрузками на все элементы конструкции силовой установки, выбросом горячих газов на вход двигателя, ростом температуры газов перед турбиной, что при длительном воздействии приводит к разрушению силовой установки. самолётах с несколько двигателями помпаж одного из них может приводить к потере управляемости самолётом. При работе двигателя в различных условиях эксплуатации запас устойчивости может уменьшаться по следующим причинам:

1) смещение ЛРР компрессора к границе устойчивости в результате повышения температуры газов перед турбиной на неустановившихся режимах (за счёт увеличения расхода топлива для раскрутки двигателя).

Читайте также:  Авиакомпания волга-днепр официальный сайт

Уменьшение запаса устойчивости по этой причине тем больше, чем выше темп разгона (меньше время «приёмистости») и на отдельных участках может достигать 12—15% от (∆)Ку.

В турбореактивных двухконтурных двигателях с форсажем может уменьшаться запас устойчивости вентилятора при включении форсажа, если рост температуры в форсажной камере не компенсируется соответствующим увеличением площади критического сечения реактивного сопла. Аналогичные процессы происходят и при нестационарном повышении температуры воздуха перед двигателем;

2) смещение границы устойчивых режимов в сторону ЛРР вследствие неравномерности поля давлений и температуры перед двигателем, возникающей в результате отрывного несимметричного течения в воздухозаборнике или появления перед ним теплового возмущения с неравномерным распределением температуры по сечению входного канала; 3) мгновенное (нестационарное) взаимное сближение ЛРР компрессора и границы устойчивых режимов под воздействием нестационарных внешних возмущений, например, пульсаций давления в воздухозаборнике. В этих условиях возможно жёсткое самовозбуждение П. , который в некоторых случаях после прекращения возмущении может самоликвидироваться;

4) взаимное сближение границы устойчивых режимов и ЛРР в процессе эксплуатации в результате падения кпд компрессора и турбины и уменьшения максимального напора из-за эрозии лопаток и износа истираемых покрытий проточной части.

Для обеспечения устойчивой работы компрессора при нормальной эксплуатации двигателя используются автоматически управляемые поворот лопаток направляющих аппаратов компрессора и перепуск воздуха; этой же цели способствует выполнение двигателя по двух-, трёхзальной схеме.

Во многих конструкциях для расширения области безотрывного обтекания лопаток над рабочими колёсами устанавливаются специальные участки корпуса с перфорированной обечайкой и полостью над ней. Для предотвращения последствий П. д.

в эксплуатации используется автоматизированная противопомпажная защита двигателя.

Первая (от воздухозаборника) часть компрессора (компрессор низкого давления, КНД) соединяется с последней частью турбины (турбина низкого давления). Сбрасывали топливо над морем, левый двигатель работал либо на малую мощность либо вообще не работал. Все это длилось секунд 30 сразу после того, как самолет оторвался от взлетной полосы. Все пассажиры понимали, что взлет идет нештатно, а те, кто сидел в задней половине самолета по левому борту — те просто видели этот огромный страшный факел пламени из двигателя.

Каждый из валов несёт часть компрессора и часть турбины. Одновальные двигатели оснащаются более мощной механизацией компрессора, многовальные имеют простую механизацию. Устанавливается сигнализация на приборных досках экипажа и производится запись в бортовых регистраторах параметров полета.

2). Скачкообразное уменьшение расхода воздуха и напора компрессора вследствие потери статической устойчивости течения в компрессоре, которое иногда происходит на пусковых режимах работы двигателя. Сопровождается громкими хлопками, дымом и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель.

В последующее мгновение происходит смывание вихревой пелены, при этом возможен выброс воздуха на вход в компрессор. КВС попросил одного из членов экипажа срочно войти в кабину командира.

Помимо ужина, кстати, был еще и завтрак. При этом в салоне не было никакой паники , стояла полная тишина, и только громкие хлопки, сопровождаемые толчками. Номер первый срочно в кабину пилотов!». В течение 50-60ти минут мы будем маневрировать для выработки топлива.

Авиация: Энциклопедия. Характеристика компрессора. Вредное явление, которое наблюдается при работе лопастных компрессоров, вентиляторов и насосов и заключается в возникновении пульсации подачи и давления в трубопроводной системе. Легко представить ощущения пилота, когда где-то в турбине вдруг резко меняется давление, возникают завихрения и турбулентности.

Воробьев. – Смотрите сами: самолеты все прошли проверку, необходимым оборудованием укомплектованы. Штат летного состава уже который год почти не меняется: летчики все опытные, у многих и семьи в этом городе. Ведь в большинстве авиапроисшествий последних лет виновата совсем не техника. С ним согласен Александр Воробьев, который проанализировал причины самых нашумевших авиакатастроф.

В итоге столкновение. Так в чем тут повышение безопасности?» – рассуждает Александр Воробьев. После трагедии с Як-42 нас накрыла целая волна предложений о покупке «бэушных» зарубежных самолетов. В основном предлагают бразильские Embraer’ы с салоном в 30 кресел.

У нас же есть отечественные машины, которые построены в 2000 году. Зачем нам иностранный хлам?» – задается вопросом Смирнов.

Так, с момента заказа и оплаты отечественного самолета (в данном случае «регионалов» интересуют Ан-140 и Ил-114) до его поставки авиакомпании проходит от 15 до 18 месяцев.

Все дело в некоторых членах «экипажа», которые дают ему неверные советы. Ситуацию в отрасли ему подсказывают чиновники, которые считают себя высшей инстанцией во всех вопросах. Они даже не советуются с экспертами, думая, что это лишнее. Ведь если в полете счет идет на секунды, то в отрасли – на месяцы, и скоропалительно принятые решения могут только навредить.

Помпаж (авиация) — У этого термина существуют и другие значения, см. Помпаж. Помпаж явление крайне неприятное. На современных двигателях предусмотрена противопомпажная автоматика.

Помпаж – срывной режим работы авиадвигателей, после которого они перестают «вытягивать» самолет. Пилоты отключили левый двигатель, взлетали на одном правом.

Двигатель начинает дымить, сильно вибрировать и грозит развалиться прямо в воздухе.

Источник: https://novoevmire.biz/obshhestvo/nauka/pompazh-dvigatelya-samoleta-chto-eto-prichiny-posledstviya-sposoby-ustraneniya.html

Физическая сущность помпажа и причины его возникновения

Помпажем называют неустойчивый режим работы компрессора, связанный с периодическим возникновением и развитием срывов потока воздуха с лопаток рабочих колес и спрямляющих аппаратов, что вызывает местные (по тракту двигателя) колебания воздушных масс.

Межлопаточные каналы всех ступеней компрессора профилируются исходя из расчётного режима работы (номинального режима).

При работе компрессора на не расчётном режиме параметры потока воздуха (давление, температура, скорость и плотность) в течения проточной части изменяются.

Проходные сечения, подобранные для расчётного режима, в этом случае не будут соответствовать новым значениям параметров воздушного потока, и при изменении углов набегания потока на лопатки возможен его срыв и образование завихрений.

Как правило, эти срывы и завихрения потока при неблагоприятных условиях происходят на части ступеней, вызывая неустойчивую работу, или помпаж всего компрессора.

Наибольшее влияние на возникновение помпажа оказывает частота вращения ротора. При уменьшении её по сравнению с расчётными значениями уменьшаются расход воздуха, степень повышения давления и мощность, потребляемая компрессором.

Уменьшение Gв приводит к уменьшению осевой скорости и разрыву потока, что и вызывает появление срывов на первых ступенях компрессора. При этом последние ступени могут работать в турбинном режиме или в режиме запирания.

Срыв потока происходит и при постоянной частоте вращения при изменении расхода воздуха Gв, связанном с изменением атмосферных условий или с особенностями работы и управления двигателем.

Итак, периодические срывы потока, возникшие в компрессоре при появлении помпажа, являются мощными источниками, возбуждающими колебания воздушных масс с большой амплитудой, что приводит к выбросу воздуха из компрессора во входное устройство, к вибрациям и даже поломкам лопаток компрессора, нарушению нормального, устойчивого сгорания топливо-воздушной смеси в камере сгорания, повышению температуры газа перед турбиной, к значительному снижению мощности турбины и т. д. Вот почему неустойчивая работа компрессора недопустима.

В процессе технической эксплуатации газотурбинных двигателей неустойчивая работа компрессора может возникнуть при запуске, на переходных режимах и на максимальных оборотах.

При запуске двигателя, особенно в условиях низких температур, помпаж может произойти:

  • 1. по причине малых секундных расходов воздуха и малых значений рк на малых оборотах;
  • 2. при слишком раннем отключении стартера или недостаточном напряжении источников питания;
  • 3. при резком увеличении подачи топлива.

При работе двигателя на максимальных оборотах также возможно появление помпажа из-за рассогласовании в работе первых и последних ступеней компрессора. Отклонение оборотов ротора компрессора от расчетных в сторону увеличении приводит к появлению звуковых и даже сверхзвуковых скоростей на лопатках первых ступеней, что приводит к работе этих ступеней на режиме запирания.

Изменение рк вызывает изменение соотношения плотностей воздуха перед последней (z-й) и первой ступенями, что видно из выражения;

где п— показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре рк — степень повышения давления воздуха в ступенях, расположенных перед последней ступенью. На любом установившемся режиме работы компрессора имеет место равенство расходов воздуха через все его ступени, в том числе и через первую и последнюю, то есть где: Gв1 = C1 ·P1 ·F1 ·GBZ = CZ ·PZ ·FZ.

GB1 =GBZ.

Из выражений видно, что плотность воздуха перед первой ступенью р 1 может изменяться за счет изменения расхода воздуха, а перед последней ступенью — кроме того, еще и вследствие изменения рк.

Таким образом, при изменении режима работы двигателя плотность воздуха перед последней ступенью изменяется в большей степени, чем перед первой.

Посмотрим, как это отразится на характере обтекания лопаток первой и последней ступеней компрессора, например, при уменьшении частоты вращения ротора компрессора ниже расчетного значения.

При уменьшении частоты вращения ротора (nv) происходит уменьшение степени повышения давления (рк v|) и расхода воздуха (Gвv).

Если бы не было влияния рк на соотношение плотностей то вследствие уменьшения расхода воздуха произошло бы уменьшение скоростей приблизительно пропорционально уменьшению окружной скорости и треугольники скоростей на новом режиме остались бы подобными треугольникам скоростей на расчетном режиме. При этом остались бы неизменными и равными расчетным углы атаки потока на лопатки первой и последней ступеней. С учетом влияния рк на изменения картина «деформации» треугольников скоростей будет выглядеть несколько иначе.

При уменьшении частоты вращения ротора одновременно происходит снижение расхода воздуха (Gвv) и снижение степени повышения давления компрессора (рк v|). Снижение Gв приводит к уменьшению скорости его движения через все ступени компрессора.

Снижение рк , наоборот, приводит к увеличению объема воздуха, что при неизменной площади проточной части способствует увеличению скорости его движения. В результате совместного влияния этих двух причин перед последней ступенью произойдет лишь небольшое уменьшение CZ.

Это приведёт к уменьшению углов атаки на лопатках РК z-й ступени.

Источник: https://studwood.ru/1603089/tovarovedenie/fizicheskaya_suschnost_pompazha_prichiny_vozniknoveniya

Ссылка на основную публикацию