Предметы2

Геннадий Бадаев

Поэтому в любом случае, защищен движок или нет, в положенные сроки его осматривают с целью проверки возможного попадания в него посторонних предметов.

Первое, что встречают на своем пути влетающие (с немалой скоростью) в двигатель камни – это компрессор. Подавляющее большинство компрессоров на современных двигателях – осевые. А осевой компрессор – это частокол лопаток, как неподвижных, так и движущихся с очень большими окружными скоростями. Понятно, что встреча влетающего предмета с лопатками без каких-либо последствий маловероятна. Хотя бывает, конечно, по всякому .

Центробежный компрессор в этом смысле более устойчив к повреждениям, однако и для него существует предел . Вот на этом фото видно неплохо. В практическом смысле, кстати, я видел такую картину на собственном автомобиле, на котором был турбированный двигатель. Компрессор сжимающий воздух там был центробежный. В подающей воздушной магистрали оторвалось металлическое крепление и попала прямиком в крыльчатку. Картина была именно такая . Но ведь это автомобиль, а что будет с самолетом…

Поврежденная крыльчатка центробежного компрессора, скорей всего автомобильного, но суть та же.

Самый тяжелый случай – это, конечно, большая деформация или даже обрыв лопатки. Чем это может кончится… Как минимум выходом двигателя на неустойчивые и нерасчетные и потому опасные режимы, с падением тяги и возникновением аварийной ситуации. К тому же нельзя предугадать куда полетит оборвавшаяся лопатка и каких дел она при этом наделает. Ведь на таких скоростях вращения центробежная сила, действующая на лопатки очень высока.

Лопатка компрессора, целая и после возможных повреждений.

Однако, такие обстоятельства, все же, маловероятны. Гораздо чаще двигатель «ловит» небольшие камешки, но и они хорошей жизни не добавляют. При столкновении лопатки с камнем может образоваться либо риски на поверхности лопаток, либо (что чаще) забоины на ее передней или задней кромке.

Эти забоины неприятны тем, что становятся так называемыми концентраторами напряжений. Это определение дается в соответствии с материаловедением и известной в технических вузах дисциплиной, именуемой «Сопротивление материалов». А, если сказать упрощенно, то, когда в теле имеют место резкие изменения формы (поверхности), то в этом месте происходит зачастую столь же резкое увеличение напряжений. Они как бы концентрируются в этом месте.

Напряжения в лопатке компрессора.

Что за напряжения? Опять же упрощенно те самые, которые испытывает лопатка при вращении ротора двигателя. Частоты вращения очень немаленькие, поэтому центробежная сила формирует в теле лопатки большие напряжения.

В нормальной лопатке они распределены более-менее равномерно по всему ее перу. В случае же появления забоины, имеющей, как правило, угловые очертания (то есть резкое изменение формы), в этом месте происходит концентрация напряжений.

Концентрация напряжений в лопатке в районе повреждений.

При таком варианте получается, что область лопатки с забоиной может длительное время подвергаться во время работы нерасчетным напряжениям. Это может привести со временем к разрушению материала лопатки, появлению трещины и далее к полному разрушению самой лопатки.

Вероятность такого исхода реальна, поэтому для каждого двигателя разработана система мер для ее практического исключения. Двигатель осматривается в специально определенные сроки, а также дополнительно в случае обнаружения забоин на лопатках компрессора. Все современные ТРД (и их разновидности) имеют возможность доступа для осмотра специальными оптическими (а также ультразвуковыми, акустическими и др.) приборами внутренних полостей с целью определения их внутреннего состояния.

Оптический прибор для осмотра двигателя Videoskop iplex-fx.

Современный аппарат для осмотра внутренних полостей двигателя. На экране хорошо просматриваются лопатки.

Размер и месторасположение забоин на лопатках компрессора тоже строго учитывается. Для каждого типа двигателя классификация, конечно, своя. При слишком больших повреждениях (особенно в компрессоре высокого давления ТВРД) двигатель обычно снимается с самолета и отправляется в ремонт. Если же размер забоин ниже определенного предела и расположены они не слишком близко к комлю, то они чаще всего зачищаются.

Пример допустимых норм по забоинам на лопатках компрессора.

Пример норм по возможным забоинам на лопатках компрессора.

Пример норм по возможному устранению забоин на лопатках компрессора.

То есть обрабатываются специальным инструментом (ассортимент его достаточно разнообразен, иной раз это целые комплексы) через приспособленные для этого окна в корпусе движка с целью придания им определенных плавных очертаний и ликвидации, тем самым, очага концентрации напряжений.

Осмотр двигателя с применением спецсредств контроля.

Эта операция проводится чаще всего даже без съема двигателя с самолета.

Для таких операций больше приспособлены ТРД и ДТРД с малой степенью двухконтурности. Зато современные турбовентиляторные двигатели, как я уже выше говорил, имеют возможность замены лопаток вентилятора и целых модулей без снятия двигателя с самолета.

Вобщем, мысль научная не стоит на месте. Современные двигатели становятся все совершеннее. Такое понятие, как попадание посторонних предметов в двигатель конечно актуальность свою не потеряло, но зато утратило некую безысходность . Движки становятся все более защищенными и ремонтно-пригодными. А значит и весь самолет становится надежнее. Это совершенно точно .

Некоторым особняком в этом вопросе (я бы так сказал ) стоит проблема столкновения с птицами в воздухе. Но об этом уже в следующей статье.

А в завершении рекомендую посмотреть два видеоролика. Самолет АН-24, оборудованный двумя турбовинтовыми двигателями ( в определенном смысле родственники ТРД) совершает взлет из аэропорта (если так можно сказать ) Бодайбо. Первый ролик – вид со стороны, второй – из салона самолета. Хотелось бы посмотреть на его движки внутри … Но раз летает, видимо у него все в порядке и с конусом разлета и с защитой воздухозаборника …