چگونه بارش بر موتورهای جت تاثیر می‌گذارد؟

تاثیر بارش بر موتورهای جت

در فصول سرد، طوفان‌های بزرگ اغلب پتانسیل به تاخیر انداختن پروازها را دارند و بارش به شکل برف، تگرگ و باران یخ‌زده می‌تواند بطور جدی بر عملیات پروازی تاثیر بگذارد. با این حال، مهندسی روزآمد به هواپیماهای مسافربری امروزی این امکان را داده که حتی در شرایط نامناسب نیز کار کنند. بخش مهمی از این امر ناشی از پیشرفت‌های حاصل‌شده در فناوری موتور است که اجازه می‌دهد تقریبا تحت هر شرایطی کار کنند.

هواپیماها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بطور منظم در برابر آب و هوای شدید مقاومت کرده و در عین حال ایمنی مسافران را تضمین کنند. محبوب‌ترین هواپیماهای مسافربری، مانند بوئینگ ۷۳۷ و ایرباس A320، اغلب در طوفان‌ها و شرایط نامساعد بدون کاهش توان موتور پرواز می‌کنند. در حالی که ممکن است به نظر برسد که میزان بارش ناگهانی یا دائمی، توانایی موتور را در تامین نیروی پیشران کاهش می‌دهد، اما این واقعه به ندرت اتفاق می‌افتد.

موتورهای توربوفن امروزی که در سرتاسر جهان یافت می‌شوند با استفاده از احتراق داخلی کار می‌کنند. پره‌های کمپرسور کم‌فشار و پرفشار، هوا را به داخل موتور و به سمت محفظه احتراق هدایت می‌کنند که در آنجا هوا با سوخت ترکیب شده و به عنوان اگزوز خارج می‌شود تا هواپیما را به جلو حرکت دهد.

بخش قابل‌توجهی از هوا از هسته مرکزی موتور عبور کرده و بین پوشش موتور و هسته محفظه احتراق حرکت می‌کند. این هوا در هنگام خروج فشرده می‌ماند و بیش از نیمی از نیروی پیشران کل موتور را تولید کرده و در عین حال هسته مرکزی را خنک می‌کند.

بطور کلی، انتظار می‌رود هواپیماهای تجاری هم روی زمین و هم در حال پرواز با باران و دیگر انواع بارش‌ها مواجه شوند. هواپیماهای مسافربری به‌طور مداوم در میان طوفان‌های تندری پرواز می‌کنند، با موتورهایی که مقادیر زیادی آب را به‌سرعت جذب کرده و این در حالی است که کماکان تامین نیروی پیشران ایمن را حفظ می‌کنند.

با این حال، تمام آب از هسته مرکزی موتور عبور نمی‌کند و پره‌های کمپرسور جریان اولیه آب را گرفته و آن را با نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره‌های بیرونی موتور می‌چرخاند. این به آب اجازه می‌دهد تا سامانه هوا را دور بزند و از تماس با محفظه احتراق در هسته موتور جلوگیری می‌شود.

حتی در موتورهای جت که دارای سامانه‌های کنارگذر نیستند، بعید است که باران روند احتراق را مختل کند. دمای فوق‌العاده بالای محفظه احتراق موتور که گاهی به ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد، آب ورودی را با تاثیر کمی بر توان خروجی موتور به بخار تبدیل می‌کند.

آب گاه عمدا به موتورهای جت وارد می‌شود. افزایش جرم خارج‌شده از موتور باعث افزایش نیروی پیشران در سرعت‌های پایین شده و به خنک‌شدن موتور کمک می‌کند. با این حال، تحت شرایط شدید خاص، باران و تگرگ شدید می‌تواند بر عملکرد هواپیما تاثیر بگذارد. در نتیجه، عملکرد هواپیماها به گونه‌ای ‌است که از شرایط سخت اجتناب شود.

باران و برف یخ‌زده می‌تواند مشکل سازتر باشد، زیرا ممکن است باعث ایجاد یخ در ورودی موتور شود. اگر یخ در اطراف ورودی موتور جمع شود، تکه‌های آن ممکن است شکسته شده و به فن موتور برخورد کنند. این واقعه می‌تواند به پره‌های فن آسیب برساند و منجر به پدیده واماندگی کمپرسور شود. ورودی‌ موتور برای جلوگیری از تشکیل یخ در اطراف آنها گرم می‌شوند تا خطر برخورد یخ‌های جابجاشده به فن وجود نداشته باشد.

تگرگ همچنین می‌تواند در هنگام پرواز نگران‌کننده باشد. گلوله‌های یخ می‌توانند علاوه بر موتور، به قسمت بیرونی هواپیما نیز آسیب برسانند و به خلبانان توصیه می‌شود از پرواز حداقل تا بیست مایلی از طوفان‌های تندری اجتناب کنند. در سال ۲۰۲۱، یک بوئینگ ۷۷۷-۳۰۰ئی‌آر امارات در اوایل سال هنگام خروج از فرودگاه مالپنسا میلان با تگرگ شدید مواجه شد و پس از آسیب شدید و شکسته‌شدن شیشه جلو، به فرودگاه بازگشت.

در باران، مه یا برف سنگین، خدمه هواپیما می‌توانند با روشن کردن متناوب موتورها، هرگونه تجمع یخ را از بین ببرند. در صورت از دست دادن توان به دلیل تجمع یخ یا مقدار زیاد آب که وارد محفظه احتراق می‌شود، خلبان می‌تواند سعی کند موتورها را مجددا روشن کند یا جرقه‌زن‌های خودکار را بطور ایمن درگیر کند.

در رابطه با رعد و برق شرایط کمتر نگران‌کننده است. بنابر برآورد اداره ملی هواشناسی آمریکا، یک هواپیمای تجاری بطور متوسط سالی یک بار مورد اصابت صاعقه قرار می‌گیرد. هواپیماها کاملا برای مقاومت در برابر برخورد صاعقه طراحی شده‌اند و اختلالات به ندرت رخ می‌دهند.

در حالی که بعید است که باران به تنهایی بر عملیات پروازی تاثیر زیادی بگذارد، اما نمی‌توان همین نظر را در مورد یخ و رعدوبرق داشت. به منظور اطمینان از عملیات ایمن پرواز، کنترل ترافیک هوایی، تیم‌های تعمیر و نگهداری و نظارت بر اجرای قوانین هوایی به دقت یخ موتور و طوفان‌های قدرتمند را زیر نظر خواهند گرفت.

موتورهای جت برای مقاومت در برابر طوفان‌های شدید بطور کامل آزمایش می‎شوند. یکی از مراحل متعدد صدور گواهینامه صلاحیت پروازی هواپیما، قابلیت پرواز در آب و هوای نامساعد است که آماده‌سازی آن روی زمین انجام می‌شود. سازندگان موتور مانند جنرال الکتریک و پرت‌اندویتنی دارای پیشرفته‌ترین امکانات آزمایش و ارزیابی هستند تا اطمینان حاصل کنند که موتورها می‌توانند بارش‌های سنگین را حتی قبل از برخاست تحمل کنند.

موتورها تحت شرایط مختلف از جمله ورود اجسام خارجی برای شبیه‌سازی برخورد پرنده آزمایش می‌شوند. در مورد موتورهای GEnx محصول روزآمد جنرال الکتریک، در هر دقیقه سه تن آب به موتور اسپری می‌شود تا قبل از تولید نمونه‌های نهایی عملیاتی، ضعف‌های موجود را بررسی کنند و همچنین در آزمایش‌های دیگر موتور در معرض تگرگ با حجم یک تن قرار می‌گیرد.

پیشرفت‌های فناوری در رادار هواشناسی هواپیما همچنین می‌تواند به خدمه پروازی کمک کند تا از شرایط آب و هوایی سخت جلوگیری کند. این سامانه‌ها می‌توانند تجمع بزرگ ذرات مانند تگرگ، باران و کریستال‌های یخ مانند دانه‌های برف را تشخیص دهند. بطور کلی، خاموش‌شدن موتور هواپیما به دلیل بارش در مقایسه با تمام‌شدن سوخت، اتفاقی نادر است. ترکیبی از نیروی گریز از مرکز، سرعت عبور هوا از محفظه و گرمای موتور همه با هم جمع می‌شوند تا از ورود باران به موتورها جلوگیری کنند.

منبع:

simpleflying

۰ ۰ رای ها
امتیازدهی به مقاله
مشترک شدن
اطلاع رسانی
guest

0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها