El fenómeno de la sobretensión de los motores de los aviones

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La sobretensión es un fenómeno extremadamente desagradable que puede provocar la destrucción total del motor y la muerte de personas. Entró en nuestras vidas junto con la era de los aviones a reacción, que comenzó en los años 50-60 del siglo pasado. Ahora este fenómeno ya no representa un peligro absolutamente fatal. Gracias a la experiencia acumulada y las soluciones técnicas, en muchos casos se puede prevenir el sobrevoltaje de los motores de las aeronaves, pero esta violación continúa ocurriendo en la actualidad.

Motores de transatlánticos de pasajeros

Contrariamente a la creencia popular, los aviones de pasajeros modernos son solo un 20-30 por ciento de aviones a reacción. Ese es el empuje que da el componente reactivo de un motor turbohélice moderno. El 70-80 por ciento restante se obtiene del empuje de la buena hélice antigua que hace girar la turbina. Es cierto que esta hélice es completamente diferente de las hélices de aviones clásicos de generaciones anteriores de aviones. Para comprender el fenómeno de la sobretensión de los motores de aeronaves, es necesario obtener al menos una comprensión mínima de la estructura de un motor de aeronave moderno. El diagrama del motor se muestra en la imagen.

El principio de funcionamiento de un motor de avión

Un motor moderno, que generalmente cuelga debajo del ala en un hermoso carenado de góndola de motor, es estructuralmente un sistema de dos circuitos. El circuito exterior es un ventilador, que en realidad funciona según el principio de una hélice de avión clásica y es una combinación de muchas palas, que son perfectamente visibles desde la parte delantera de cada avión moderno. La segunda tarea de este ventilador es tomar aire para el circuito interno del motor. Este último es mucho más complicado y representa la siguiente cadena de unidades que interactúan entre sí: el ventilador ya mencionado bombea aire al compresor, que lo comprime a los valores requeridos, luego el aire calentado y comprimido ingresa a la cámara de combustión, donde se mezcla con queroseno de aviación y se enciende.

Los gases de salida (productos de la combustión) hacen girar las palas de la turbina, que hace girar el ventilador (están en el mismo eje), tras lo cual el resto de los gases de escape son expulsados por la tobera y añaden empuje, actuando sobre el principio del chorro. Si elimina el contorno exterior, obtiene un motor puramente a reacción, por lo que es un turbohélice. Bueno, o turboventilador, como más te guste.

Por supuesto, esta descripción del funcionamiento del motor está extremadamente simplificada. Un motor de avión es el sistema técnico más complejo. Si bien hay muchos países en el mundo que pueden diseñar y fabricar aeronaves, hay muchos menos países que tienen la tecnología para diseñar y fabricar turbopropulsores.

Fenómeno de sobretensión

La palabra pompage en sí proviene del francés y significa "bombeo", "bombeo". Su esencia está en violación del flujo normal de aire en el motor. Sus oscilaciones longitudinales se producen a lo largo de todo el recorrido del aire, provocando un desequilibrio en la relación aire-combustible en la cámara de combustión. Si el desequilibrio es a favor del combustible, la mezcla sobreenriquecida explota; si el desequilibrio es a favor del aire, la combustión se detiene.

Exteriormente, la oleada del motor de la aeronave parece una cadena de explosiones, acompañada de fuertes vibraciones y la expulsión de llamas de la boquilla. La secuencia de eventos en este proceso se puede imaginar de la siguiente manera: f alta de aire, exceso de combustible en la cámara de combustión, explosión en la cámara de combustión, aceleración brusca de la turbina, s alto brusco en la velocidad del ventilador, exceso de aire, cese de la combustión, disminución de la velocidad, nuevamente f alta de aire. El ciclo está completo.

Si todos estos eventos se repiten repetidamente, las vibraciones y los fenómenos explosivos locales pueden tener consecuencias muy tristes, incluido el accidente de un avión a reacción.

Razones

Las razones de la oleada del motor del avión pueden ser diferentes. El más común es el daño a las palas de la turbina debido al desgaste o la entrada de un objeto extraño en la entrada de aire. Por ejemplo, un pájaro o una piedra de la pista. También puede ser causado por errores de la tripulación, exceso de combustible en el arranque, funcionamiento del motor en límites extremos y fenómenos atmosféricos como torbellinos o excesobaja presión en clima cálido.

Cómo prevenir y eliminar la sobretensión

Los motores modernos tienen sensores instalados en las vías respiratorias. En función de las lecturas de los sensores, la automatización integrada cambia inmediatamente el modo de suministro de combustible y los parámetros del compresor. En el propio motor, en lugar de uno, se utilizan dos o incluso tres ejes para asegurar su funcionamiento estable en caso de fenómenos de sobretensión, desconectando la conexión directa entre el ventilador y la turbina.

La sobretensión de la turbina, si ocurre en vuelo nivelado, se elimina simplemente apagando temporalmente el motor o reduciendo su velocidad, después de lo cual es posible realizar la llamada "purga en frío", es decir, Sople el exceso de combustible de la cámara de combustión con un flujo de aire que se aproxima.

Lo más peligroso es el oleaje en el despegue, cuando se pasa el punto de decisión. Sin embargo, los aviones modernos pueden continuar despegando incluso con un motor averiado.