Wątek: Przegrzewanie się silników odrzutowych

[Ice]

Nie tyle wstrząsające, co pokazujące, że chłodzenie opływającym powietrzem jest istotne nawet dla wolnossących silników, które prawie "nie mają" mocy a co dopiero dla potężnych jednostek spalających w godzinę tyle, ile przeciętne auto w ciągu roku .

BTW - ten S4 miał 907 KM z 2.7 litra (po wtrysku NO2) ... :karpik

stawiają tez poto zeby zasymulować dynamiczne doładowanie silnika .

[Pastor-Bombson]

Silniki te przegrzewają się chyba tak samo jak ich starsi bracia (?). A jakie stosuje się systemy ograniczania tej przypadłości. Czy nadal podstawą jest powietrze i woda? Jeżeli nie to jakie nowości w tym zakresie mamy obecnie? 

Silniki starej generacji z sprężarką odśrodkową jak najbardziej były narażone na usterki i przegrzania , główny problem to wydłużanie się łopat turbiny i haczenie o obudowę pod wpływem temperatury i siły odśrodkowej  . Do tego wał łączący sprężarkę z turbiną częściowo  pracował w najwyższej temperaturze. Te przypadłości trapiły  też pierwsze silniki ze sprężarkami osiowymi , dlatego że sprężarka osiowa jest mniejsza i mogła szybciej wirować , a co za tym idzie obroty na turbinie też wzrastały a cały silnik pracował na granicy plastyczności materiału. Konstrukcja nowych silników osiowych jest taka , ze wał pracuje w strefie “zimnego powietrza” łopaty samej turbiny pracują w temperaturze przekraczającej nieraz 1100 stopni z obrotami 20000 obr/min i są elementem najbardziej narażonym na wysokie temperatury . Czyli prosto można sobie odpowiedzieć technologia wytwarzania łopat turbiny i samych turbin to raczej strzeżona tajemnica tak samo jak materiały i ich kompozycja jest też utajniana i nie jest podawana oficjalnie jak przepis na placek. Tak samo oczujnikowanie stref  najwyższych temperatur żeby mieć pełne dane i precyzyjny nadzór nad silnikiem  to też pole do popisu ( może węgliki krzemu ...)  Czyli jako tako nie szuka się chłodziw silnika a podnosi jego materiałową wytrzymałość i udoskonala jego wnętrze . Co do łopat turbin i sprężarek na Discovery był fajny program gdzie testowali silniki dwuprzepływowe od pasażerów ( turbina swobodna i wentylator = tanie latanie  )   na łopaty  wentylatorów  rzucano kryształy lodu , masy wody , czy inne wynalazki np. symulujące stada ptaków zasysanych przez ten odkurzacz . Łopaty na filmie w zwolnionym tempie zachowywały się jak z gumy po uderzeniach  ciał obcych. Do tego silniki nowej generacji
mogą ponoć pracować przy utracie łopaty  która nie powinna wyrządzić szkody wałowi przez wzrost wibracji ,  obudowie i turbinie ...!!!   W samolotach wojskowych bo to nas głównie interesuje gdzie nie dba się o ekonomię a sprawność i moc ,  istnieją sytuacje losowe gdzie można utracić kontrolę nad silnikiem np. pompaż itd. Jak coś lub ktoś zakłóci dopływ paliwa
lub strumień powietrza oderwie się od łopat sprężarki problemy lub pożar gotowy i żadne chłodziwo nie pomoże  jeżeli w porę nie odetnie się dopływu paliwa i zmniejszy  obrotów .
Płonącego metalu np. łożysk wału itd. nie zgasi czy schłodzi się prawie niczym . Czyli podstawa to systemy niedopuszczające do takich sytuacji  lub  wykrywające w porę takie sytuacje .
Dalej , można powiedzieć że przy dopalaniu istnieje największe ryzyko upłynnienia czy przegrzania  silnika , ale też tak nie jest bo dopalenie i dodatkowy wtrysk paliwa  odbywa się w strefie silnika za turbiną czyli elementem krytycznym dla całej konstrukcji , w strefie gazów wylotowych jest na tyle dużo tlenu że dopał może działać a jego ograniczenie to wielka ilość dodatkowo spalanego paliwa mniej temperatury .Oczywiści jeżeli system zwiększania średnicy dyszy wylotowej  zawiedzie z jakiegoś powodu przy włączeniu dopalania też nie będzie zabawnie .  W sytuacjach ekstremalnych np. paniczna ucieczka gdzie klasyczny silnik nie daje już mocy albo  przegrzał lub rozleciał by się na pewno stosuje się silnik strumieniowy  “zaimplementowany” do zewnętrznej części gondoli silników głównych np. Lockheed SR-71 .Idąc dalej w kwestii silnika odrzutowego  istniał ( lub istnieje bo nie wiem czy projekt został odłożony na półkę ) problem chłodzenia całego systemu , mowa o nuklearnym silniku odrzutowym...  no ale to już sport ekstremalny . 

 

[Miron]

Do tego silniki nowej generacji mogą ponoć pracować przy utracie łopaty która nie powinna wyrządzić szkody wałowi przez wzrost wibracji ,  obudowie i turbinie ...!!!

Nie "ponoć", tylko tak właśnie jest. Przy czym łopata (mowa o wentylatorze, bo jego łopaty są najgroźniejsze) i owszem, wyrządza szkody obudowie, bo musi wyjść przez nią jak przez masło, turbinie zaś wyrządzić krzywdy nie może, bo się nawet do niej nie zbliża. Wał zaś musi to po prostu zdzierżyć.

Silnikom do samolotów liniowych stawia się bardzo wysokie wymagania dotyczące bezpieczeństwa, w tym również realizacji zasady "fail-safe". Testy obejmują takie zagadnienia jak "złoty strzał" (wessanie kurczaka - klasyka, opisywać nie trzeba), "poszukiwanie wodnika Szuwarka" (zalanie silnika wodą o przepływie masowym niemal równym przepływowi powietrza - silnik nie może zgasnąć), "szczerbata gęba" (odstrzelenie jednej łopatki wentylatora podczas pracy na obrotach nominalnych - jak uprzednio) oraz kilka innych, równie ciekawych. Ostatnio miałem przyjemność obejrzeć filmy z takich testów silnika RR Trent 1000 (to cacko dla Dreamlinera).

[Oberst26]

Dobrze. Jedno pytanko. Czy silnik odrzutowy przetrwa uderzenie pioruna ? Jakie ewentualne szkody to powoduje. Co się dzieje z ogólną elektryką samolotu , i czy istnieją jakieś zabezpieczenia (lub rezerwowe układy) na tą niespodziewaną ewentualnośc ?

[Sherman]

Ja mam inne pytanie- co znajduje się pod pojęciem "pożar silnika odrzutowego"? To znaczy, kiedy sinik odrzutowy się pali?

[Miron]

@Oberst:

Generalnie z samym silnikiem, jako urządzeniem mechanicznym, nie dzieje się nic. Jeśli pracuje stabilnie, to nawet spalenie FADEC'a nic nie zmieni - po prostu silnik przechodzi na awaryjne sterowanie mechaniczne. W starszych/prostszych silnikach jest jeszcze lepiej, bo tam w ogóle nie było/nie ma elektroniki, więc nie ma się co palić.

Jeśli zaś chodzi o cały samolot - zwykle nic się nie dzieje (z elektrycznego punktu widzenia). Cały samolot to jedna wielka klatka jakiegoś tam faceta, która zachowuje się tak, że w przypadku takiego zdarzenia cały ładunek elektryczny pozostaje na zewnątrz, i dość szybko "spływa" przez odgromniki (static discharger'y) w powietrze. Kluczem jednak do sukcesu jest galwaniczne (czyli tworzące zamknięty obwód elektryczny) połączenie absolutnie wszystkich części samolotu, aby nie powstawały obszary o różnych potencjałach elektrycznych, co mogłoby wywołać iskrzenie, a w rezultacie pożar. Inną sprawą może być mechaniczne uszkodzenie elementów struktury na skutek lokalnego wypalenia/wytopienia materiału.

@Sherman:

Dwa zjawiska:

1. "pożar wewnętrzny" (tylko z przyzwyczajenia zwany pożarem) - gdy płomień pojawia się wewnątrz toru powietrznego/gazowego silnika, ale poza komorą spalania - zwykle na skutek nagromadzenia się paliwa przy nieudanym rozruchu, ale nie tylko. Efektowne płomienie z dyszy to właśnie jego rezultat (nie mówimy o dopalaczu). Z reguły efekty, mimo widowiskowości, raczej nikłe, lub wręcz żadne;

2. "pożar zewnętrzny" - gdy płomień pojawia się poza torem powietrznym silnika (między "silnikiem właściwym" a omaskowaniem). Jest o wiele groźniejszy. Ten właśnie rodzaj pożaru gasi się przy użyciu pokładowych instalacji p-poż.

[Sherman]

Dzięki Miron

[Oberst26]

Dzięki Pozdro!