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航空发动机进水就要报废?没那么夸张!
作者:日照科普网  点击次数:1098  发布时间:2015-12-16 15:05:53

  

航空发动机进水就要报废?没那么夸张!

 

  先通俗地讲一下航空涡轮发动机。基本的结构是“压气机 — 燃烧室 — 涡轮”,空气经压气机压缩进入燃烧室与燃料混合燃烧产生高温高压气体,带动涡轮工作,涡轮向后排气提供推力,并带动压气机工作继续压缩入口处的气体。当然涡扇发动机还有外涵道,涡桨/涡轴发动机还有减速装置,但是基本的工作原理是一致的。

  可以肯定的是,涡轮发动机是可以用水洗的。干过机务的都知道,地面清洗发动机所做的工作就是让发动机冷转,然后将纯净水用高压氮气喷入内涵道进行清洗,有时也会加入专用清洗剂。发动机被鸟击了以后也可以直接用水枪来清洗鸟的残骸。

  那么问题来了,涡轮发动机工作时能否吸入水?进水后会不会导致发动机的报废?

  早期有过这样的事例,涡喷发动机通过喷水,瞬时增加发动机的推力。对于现代航空发动机来说,就不一样了。比较准确的答案是水的吸入可以严重影响发动机的工况,尤其是前端压气机的工况,进而影响发动机燃烧室的工作。

  实际上,涡轮发动机的燃烧室温度相当高(近1700k),发动机正常工作时如果大量吸入空气中的水和冰雹,尽管他们在压气机和燃烧室内会蒸发掉,但这个过程会吸收大量的热,会导致燃烧室前气体温度降低,压气机工况不正常,燃烧室需要消耗更多的燃料,进一步发展可能导致发动机自动减速。比较典型的例子就是中美洲航空110号航班(波音737-300)事故:当时该航班在30000英尺的高空通过高水含量云层,当时空气中的水含量达到25-30g/m3,相当于下了一场1小时积水深度就能达到10米的大暴雨,直接把发动机燃烧室浇灭了。之后飞行员重启发动机,但是压气机工作还是不正常,导致燃烧室出口气体温度过高,烧毁了后方涡轮,最终导致双发停车迫降。

  当然,涡轮发动机工作时进水也不是什么可怕的事情,否则一下雨飞机就没法飞了,更不会使发动机报废。首先,发动机内壁上有导流槽,水雾大都由外涵道排出,进不到发动机内部;其次,下雨天空气湿度比较大,相当于进气中水蒸气的含量增大了,但这个增大是微乎其微的,对性能几乎没有影响。

  另外,现代航空发动机均要经过吞水试验合格后方可定型生产。以GE90-115B1型发动机为例,进行吞水试验时,要以发动机每分钟吸入4.5立方米水时仍不停车为标准。

  

 

  此外,发动机进气道溅水试验是也民用喷气客机适航审定的重要科目,主要验证在积水跑道上滑行、起飞和着陆过程中,飞机进气道可能吸入的水是否对发动机稳定工作造成影响。

  最后,航班通过气象预报避开危险云层则还是最安全的手段,航空公司可以通过气象云图可以通知飞机改变航线,减少在水含量高的云层中停留的时间,或在合理范围内尽量避开。


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