Помпаж – явище вкрай неприємне, що може призвести до повного руйнування двигуна і до загибелі людей. Він увійшов в наше життя разом з ерою реактивних літаків, яка почалася в 50-60-х роках минулого століття. Зараз це явище вже не представляє абсолютно фатальної небезпеки. Завдяки накопиченому досвіду і технічних рішень помпаж двигуна літака у багатьох випадках вдається запобігти, але це порушення продовжує виникати і сьогодні.
Двигуни пасажирських лайнерів
Всупереч широко розповсюдженому переконанню, сучасні пасажирські лайнери є реактивними літаками лише на 20-30 відсотків. Саме стільки тяги дає реактивна складова сучасного турбогвинтового двигуна. Решта 70-80 відсотків виходять за рахунок тяги старого доброго гвинта, що обертається турбіною. Правда, цей гвинт зовсім не схожий на класичні авіаційні гвинти літаків попередніх поколінь. Щоб зрозуміти явище помпажу двигуна літака, необхідно отримати хоча б мінімальне уявлення про пристрій сучасного авіаційного двигуна. Схема двигуна наведена на малюнку.
Принцип роботи авіаційного двигуна
Сучасний двигун, висить, як правило, під крилом у красивому обтічнику-мотогондолі, конструктивно являє собою двоконтурну систему. Зовнішній контур — це вентилятор, який фактично діє за принципом класичного авіаційного гвинта і являє собою сукупність безлічі лопаток, що прекрасно видно в анфас кожного сучасного літака. Другий завданням цього вентилятора є забір повітря для внутрішнього контуру двигуна. Останній влаштований значно складніше і являє собою наступний ланцюжок взаємодіючих між собою агрегатів: вже згаданий вентилятор нагнітає повітря в компресор, який стискає його до необхідних значень, потім нагріте і стиснене повітря надходить у камеру згоряння, де змішується з авіаційним гасом і запалюється.
Вихідні гази (продукти горіння) крутять лопатки турбіни, що обертає вентилятор (вони знаходяться на одному валу), після чого залишок вихлопних газів викидається через сопло і додає тягу, діючи вже на реактивному принципі. Якщо прибрати зовнішній контур – вийде чисто реактивний двигун, а так він – турбогвинтовий. Ну, або турбовентиляторний – як кому більше подобається.
Зрозуміло, це опис роботи двигуна вкрай спрощено. Авіадвигун – складна технічна система. Якщо в світі існує багато країн, здатних проектувати і виробляти літаки, країн, що володіють технологіями розробки і виробництва турбогвинтових двигунів, значно менше.
Явище помпажу
Саме слово pompage родом з французької мови і означає «перекачування», «нагнітання». Суть його – в порушення нормального протікання повітря в двигуні. Відбуваються його поздовжні коливання вздовж всього повітряного тракту, що спричиняють дисбаланс у співвідношенні повітря і палива в камері згоряння. Якщо дисбаланс на користь палива — перезбагачена суміш вибухає, якщо дисбаланс на користь повітря – горіння припиняється.
Зовні помпаж двигуна літака виглядає як ланцюжок вибухів, що супроводжуються сильною вібрацією і викидом полум’я з сопла. Послідовність подій у цьому процесі можна уявити собі наступним чином: нестача повітря, надлишок палива в камері згоряння, вибух у камері згоряння, різке прискорення турбіни, різкий стрибок обертів вентилятора, надлишок повітря, припинення горіння, зниження оборотів, знову брак повітря. Цикл замкнувся.
Якщо всі ці події повторюються неодноразово, вібрація і локальні вибухові явища здатні привести до досить сумних наслідків, включаючи авіаційну катастрофу реактивного літака.
Причини
Причини помпажу двигуна літака можуть бути різними. Найбільш поширені – це пошкодження лопаток турбіни з-за зносу або попадання стороннього предмета в повітрозабірник. Наприклад, птахи чи каменю зі злітно-посадкової смуги. Також причиною можуть бути помилки екіпажу, подача надмірної кількості палива при запуску, робота двигуна на граничних режимах, а також атмосферні явища типу появи вихорів або надмірно низький тиск при жаркій погоді.
Як запобігти і усунути помпаж
На сучасних двигунах передбачені датчики, встановлені на всьому протязі повітряних шляхів. На підставі показань датчиків вбудована автоматика негайно вносить зміни в режим подачі палива і параметри компресора. В самому двигуні замість одного застосовуються два або навіть три вала, що дозволяють забезпечити його стійку роботу при виникненні помпажных явищ, роз’єднуючи прямий зв’язок вентилятора з турбіною.
Усунення помпажу турбіни, якщо він виник в горизонтальному польоті, проводиться простим тимчасовим відключенням двигуна або зниженням його оборотів, після чого можливо провести так звану «холодну продувку», тобто видути надлишки палива з камери згоряння набігаючим потоком повітря.
Найнебезпечніше – помпаж на злеті, коли пройдена точка прийняття рішення. Однак сучасні лайнери здатні продовжити зліт навіть при одному отказавшем двигуні.
