Википедия

Помпаж двигателя: различия между версиями

Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
→‎Преамбула: Исправил жаргонизм (см. Русский орфографический словарь под ред. В.В.Лопатина)
оформление
Строка 1:
{{другие значения|Помпаж}}
 
[[FileФайл:PAK FA T 50 compressor stall on MAKS 2011.jpg|thumb|Помпаж [[ПАК ФА]] при взлете на авиасалоне МАКС-2011.]]
 
'''Помпа́ж''' ({{lang-fr|pompage}}) — [[срывной режим]] работы авиационного [[турбореактивный двигатель|турбореактивного двигателя]], 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. Воздушный поток, обтекающий лопатки рабочего колеса, резко меняет направление, и внутри турбины возникают турбулентные завихрения, а давление на входе компрессора становится равным или бо́льшим, чем на его выходе.
 
'''В зависимости от типа компрессора''' помпаж может возникать вследствие мощных [[срыв потока|срывов потоков]] воздуха с передних кромок лопаток рабочего колеса и лопаточного диффузора или же срыва потока с лопаток рабочего колеса и [[спрямляющий аппарат|спрямляющего аппарата]].
 
Одним из первых термин «помпаж» по отношению к реактивному двигателю применил академик [[Стечкин, Борис Сергеевич|Б.  С.  Стечкин]] в 1946 году<ref>[http://www.aviation.ru/engine/AM/story0/p46-1-19-2002.html Отрывок из книги «Александр Микулин, человек-легенда»]</ref>.▼
'''Основным способом борьбы с помпажем''' является применение нескольких соосных валов в двигателе, вращающихся независимо друг от друга с различными скоростями вращения. Каждый из валов несет часть компрессора и часть турбины. Первая (от воздухозаборника) часть компрессора (компрессор низкого давления, КНД) соединяется с последней частью турбины (турбина низкого давления). Современные двигатели имеют обычно два или три вала. Валы более высокого давления вращаются с более высокими скоростями, сообщая воздуху высокого давления требуемую кинетическую энергию. Кроме того, предусматривают механизацию компрессора: ▼
* поворотные лопатки направляющего аппарата компрессора (регулируемый направляющий аппарат, РНА), ограничивающие на переходных режимах расход воздуха на входе в компрессор, а в некоторых двигателях ([[ТВ3-117]], [[НК-8]]) обеспечивающие оптимальный угол натекания воздуха на лопатки (улучшая обдувку спинок лопаток, на которых и образуется срыв);▼
* клапаны перепуска воздуха (КПВ), сбрасывающие избыточное давление на промежуточных ступенях компрессора двигателя, облегчая прохождение воздуха через компрессор на нерасчётных режимах (расчётным режимом считается работа на номинальной мощности).▼
Практически на всех двигателях антипомпажные меры приняты комбинированно: например, ТВ3-117 имеет лишь один вал (вал свободной турбины, приводящей трансмиссию вертолёта, в работе самого двигателя не участвует), но РНА имеют целых 4 первых ступени компрессора (из 12), а за 7-й ступенью установлен КПВ.▼
 
== Описание ==
'''Возникающие при срыве потока''' со спинок лопаток вихри неустойчивы и имеют тенденцию к самовозрастанию. Образующаяся вихревая пелена, распространяясь в межлопаточном канале, уменьшает эффективное сечение потока, в результате чего расход воздуха значительно уменьшается. Наступает момент, когда вихри полностью заполняют межлопаточные каналы, подача воздуха компрессором при этом прекращается. В последующее мгновение происходит смывание вихревой пелены, при этом возможен выброс воздуха на вход в компрессор. Повторное и многократное поджатие одной и той же порции воздуха в компрессоре при помпаже приводит к повышению температуры воздуха на входе в компрессор (в результате многократного подвода энергии к одной и той же массе воздуха)<ref>[http://airspot.ru/book/file/942/rabochije_lopatki_aviacionnyh_gtd.pdf Чичков Б. А., Рабочие лопатки авиационных ГТД]</ref>.
многократного подвода энергии к одной и той же массе воздуха).<ref>[http://airspot.ru/book/file/942/rabochije_lopatki_aviacionnyh_gtd.pdf Чичков Б.А., Рабочие лопатки авиационных ГТД]</ref>
 
'''Работа двигателя в режиме помпажа''' быстро приводит к его разрушению из-за недопустимого повышения температуры газов перед турбиной и потери прочности её лопаток, поэтому при его возникновении двигатель должен быть переведен в режим «малый газ» (на котором помпаж исчезнет сам собой) или отключен. Рост температуры газов может достигать нескольких сот градусов в секунду, и время принятия решения экипажем ограничено.
 
'''На современных двигателях''' предусмотрена противопомпажная автоматика, обеспечивающая автоматическое, без участия экипажа, устранение помпажа путём обнаружения помпажных явлений через измерение давления и пульсаций давления на разных участках газовоздушного тракта; кратковременного (на доли секунды) снижения или прерывания подачи топлива, открытия перепускных заслонок и клапанов, включения аппаратуры зажигания двигателя, восстановления подачи топлива и восстановления режима работы двигателя. Устанавливается сигнализация на приборных досках экипажа и производится запись в бортовых регистраторах параметров полета.▼
 
'''Например, на двигателях [[Д-36]]''' (двигатель самолётов Ан-72, Ан-74, Як-42), [[Д-136]] (двигатель тяжёлого вертолёта Ми-26), [[Д-436]] (Ан-148, Бе-200) устанавливается сигнализатор помпажа ПС-2-7, по конструкции схожий с [[вариометр]]ом: его контакты замыкаются при большой скорости изменения давления за компрессором и зажигают табло «Помпаж», кроме того, на Ан-72 и Ан-74 режим работы двигателя автоматически снижается до 0,7 номинального, на вертолёте Ми-26 открываются клапаны перепуска воздуха из-за КНД.▼
 
На самолёте [[Ту-22М3]] в системе электронного управления двигателями ЭСУД-25 имеется канал АПФ - автоматика помпажа и форсажа, которая в случае появления противотока газов в газовоздушном тракте двигателя (который определяется блоком термопар и штатными датчиками двигателя) автоматически, за время менее 1 сек. отключает подачу топлива и производит перезапуск двигателя, с зажиганием табло "Помпаж". На взлёте эта автоматика блокируется.▼
 
== Причины возникновения ==
 
Помпаж вызывается сильными отклонениями в работе двигателя от расчетных режимов:
* вывод самолета за критические [[угол атаки|углы атаки]];
Строка 35 ⟶ 25 :
* сильным боковым ветром при запуске двигателя на аэродроме (ранние модели двигателей JT-9D);
* низким давлением окружающего воздуха (в жаркую погоду в горах).
* помпаж входного устройства может возникнуть на больших сверхзвуковых скоростях полета при значительном увеличении количества воздуха, подводимого к двигателю, по сравнению с расходом воздуха через двигатель, т.е.то есть когда пропускная способность диффузора значительно превышает потребности двигателя в расходе воздуха.
 
== Борьба с помпажем ==
▲'''Основным способом борьбы с помпажем''' является применение нескольких соосных валов в двигателе, вращающихся независимо друг от друга с различными скоростями вращения. Каждый из валов несет часть компрессора и часть турбины. Первая (от воздухозаборника) часть компрессора (компрессор низкого давления, КНД) соединяется с последней частью турбины (турбина низкого давления). Современные двигатели имеют обычно два или три вала. Валы более высокого давления вращаются с более высокими скоростями, сообщая воздуху высокого давления требуемую кинетическую энергию. Кроме того, предусматривают механизацию компрессора:
▲* поворотные лопатки направляющего аппарата компрессора (регулируемый направляющий аппарат, РНА), ограничивающие на переходных режимах расход воздуха на входе в компрессор, а в некоторых двигателях ([[ТВ3-117]], [[НК-8]]) обеспечивающие оптимальный угол натекания воздуха на лопатки (улучшая обдувку спинок лопаток, на которых и образуется срыв);
▲* клапаны перепуска воздуха (КПВ), сбрасывающие избыточное давление на промежуточных ступенях компрессора двигателя, облегчая прохождение воздуха через компрессор на нерасчётных режимах (расчётным режимом считается работа на номинальной мощности).
▲Практически на всех двигателях антипомпажные меры приняты комбинированно: например, ТВ3-117 имеет лишь один вал (вал свободной турбины, приводящей трансмиссию вертолёта, в работе самого двигателя не участвует), но РНА имеют целых 4 первых ступени компрессора (из 12), а за 7-й ступенью установлен КПВ.
 
== Предотвращение помпажа ==
▲'''На современных двигателях''' предусмотрена противопомпажная автоматика, обеспечивающая автоматическое, без участия экипажа, устранение помпажа путём обнаружения помпажных явлений через измерение давления и пульсаций давления на разных участках газовоздушного тракта; кратковременного (на доли секунды) снижения или прерывания подачи топлива, открытия перепускных заслонок и клапанов, включения аппаратуры зажигания двигателя, восстановления подачи топлива и восстановления режима работы двигателя. Устанавливается сигнализация на приборных досках экипажа и производится запись в бортовых регистраторах параметров полета.
 
▲'''Например, на двигателях [[Д-36]]''' (двигатель самолётов Ан-72, Ан-74, Як-42), [[Д-136]] (двигатель тяжёлого вертолёта Ми-26), [[Д-436]] (Ан-148, Бе-200) устанавливается сигнализатор помпажа ПС-2-7, по конструкции схожий с [[вариометр]]ом: его контакты замыкаются при большой скорости изменения давления за компрессором и зажигают табло «Помпаж», кроме того, на Ан-72 и Ан-74 режим работы двигателя автоматически снижается до 0,7 номинального, на вертолёте Ми-26 открываются клапаны перепуска воздуха из-за КНД.
 
▲На самолёте [[Ту-22М3]] в системе электронного управления двигателями ЭСУД-25 имеется канал АПФ - — автоматика помпажа и форсажа, которая в случае появления противотока газов в газовоздушном тракте двигателя (который определяется блоком термопар и штатными датчиками двигателя) автоматически, за время менее 1 сек. отключает подачу топлива и производит перезапуск двигателя, с зажиганием табло "«Помпаж"». На взлёте эта автоматика блокируется.
== Разное ==
▲Одним из первых термин помпаж по отношению к реактивному двигателю применил академик [[Стечкин, Борис Сергеевич|Б. С. Стечкин]] в 1946 году<ref>[http://www.aviation.ru/engine/AM/story0/p46-1-19-2002.html Отрывок из книги «Александр Микулин, человек-легенда»]</ref>.
 
== См. также ==
* [[Штопор (авиация)|Штопор]]
* [[Срыв пламени]]
* [[Факеление (авиация)]]
* [[Авария рейса 751 Scandinavian Airlines]]
* [[Катастрофа Ан-124 в Иркутске]]
Источник — https://ru.wikipedia.org/wiki/Помпаж_двигателя