Пепел, пепел, тымогуч!: летать опасно? последам вулкана

Пепел, пепел, тымогуч!: летать опасно? последам вулкана
    Горячее дыхание двигателя Для поддержания горения двигателю нужно воздух и топливо в соотношении приблизительно 1:14. Увидьте, это массовое, а не объемное соотношение. Чем больше пыли содержится в воздухе, тем меньше места остается кислороду.
    При определенной концентрации уровень качества смеси выходит за горение и допустимые рамки заканчивается

На момент написания данной статьи количество авиарейсов, отмененных в связи с извержением вулкана в Исландии, близко подобралось к 100000. Убытки европейских авиакомпаний оцениваются в $1,7 млрд, как минимум пять некрупных перевозчиков балансируют на грани банкротства.

Когда Евроконтроль (европейская организация по безопасности воздушного перемещения) снова открыл небо над Европой, на государственныхы служащих обрушился шквальный бешенство со стороны авиакомпаний, министров транспорта европейских кабинетов министров, наконец, сотен тысяч пассажиров, среди них и застрявших на 7 дней далеко от дома. Небесных функционеров обвинили в стремлении и перестраховке прикрыть личный тыл вопреки заинтересованностям миллионов граждан.

В первые же дни «воздушной блокады» в атмосферу без пассажиров встали самолеты компаний KLM, British Airways, Lufthansa, Air Berlin. На борту находились высшие лица компаний, и пилоты не сказали о каких-либо отклонениях от штатных режимов. Airbus совершила над Европой последовательность тестовых полетов собственных A340 и A380, на протяжении которых инженеры и экипаж пристально следили за поведением двигателей и систем самолётов и не нашли никаких отклонений (не нашла их и послеполетная инспекция).

Но в ответ от Евроконтроля звучала только одна формулировка: «Мы не знаем, как вулканическая пыль повлияет на самолет».

Но имеется и противоположная точка зрения. Снова же, на момент написания данной статьи к Европе подошло новое облако вулканического пепла. В этом случае аэропорты остаются открытыми. В это же время формулировка «мы не знаем» настояща до сих пор. Евроконтроль не похвастался результатами работы свободных летающих лабораторий, а компании отделываются скупой формулировкой: «Никаких отклонений от нормы увидено не было».

Ни один пилот в эти дни не дал согласие детально пояснить, как растяжимым возможно понятие «штатный режим полета». Если доверять пресс-работам перевозчиков, то все до единого летчики гражданской авиации в один момент поднялись в небо, дабы ликвидировать последствия транспортного кризиса без сна и отдыха.

В эти дни сотрудникам редакции предстояли зарубежные командировки. И нам было страшно лететь. Масла в пламя подлили производители авиадвигателей, каковые припугнули перевозчикам прекращением гарантийных обязательств.

Мы решили разобраться, чем как раз угрожает самолёту попадание в облако вулканической пыли, и обратились в Национальный НИИ авиационных совокупностей (ГосНИИАС) и в НПО «Сатурн» (производитель двигателей).

Дышите глубже!

Самый растиражированная фобия связана с вероятным отказом двигателя, связанным с попаданием в него вулканической пыли. Примером для того чтобы отказа может служить летное происшествие, произошедшее с рейсом KLM867 во второй половине 80-ых годов XX века. По окончании прохождения через облако пыли в 300 км от места извержения вулкана Редаут экипаж сказал об отказе всех четырех двигателей.

Похожим образом развивались события рейса British Airways9, на протяжении которого воздушное судно попало в облако пепла индонезийского вулкана Галунггунг. И в том и другом случае двигатели удалось снова запустить по окончании выхода из пепельной взвеси.

В бессчётных источниках видится версия, что вулканический пепел, что представляет собой микроскопические кусочки вулканического стекла, расплавился в камере сгорания двигателя и образовал вязкую массу, закупорившую каналы подачи горючего. Это распространенное заблуждение.

В полете двигатель засасывает в себя воздушное пространство с большой скоростью: расход воздуха образовывает от 40 до 100 кг в секунду. Дабы горючее имело возможность поступать в камеру сгорания, давление в форсунках должно быть еще больше, чем давление воздуха, создаваемое компрессором. Помимо этого, форсунки находятся по ходу воздушного потока, а не против него.

По словам главы испытательного цеха НПО «Сатурн» Романа Любимова, в таких условиях вулканический пепел не имеет возможности попасть в топливопровод ни в жёстком, ни в жидком виде.

Срыв пламени (прекращение горения в камере сгорания), о котором информировали экипажи злополучных рейсов KLM и British Airways, Роман связывает с качеством топливовоздушной смеси (см. врезку). Такое вероятно лишь при высокой концентрации пепла в воздухе — к примеру, в 300 км от извергающегося вулкана, как при с KLM 867. Тогда извержение стало полной неожиданностью для пилотов.

В случае если присутствие пыли в воздухе не будет неожиданностью для экипажа, неожиданного отключения двигателя также не случится. В камере сгорания современного авиационного двигателя содержится не меньше 12 форсунок. Срыв пламени на одной либо нескольких из них не влечет за собой негативных последствий. Отключение части форсунок употребляется в штатных режимах полета в целях снижения эмиссии и экономии топлива вредных выбросов в воздух.

Иначе, отказ части форсунок даст пилоту тревожный сигнал о необходимости покинуть страшную территорию.

Турбопескоструйка

Вулканическая пыль — это сильный абразив. Какое действие микроскопические частицы стекла оказывают на вращающиеся со скоростью более чем 6000 об/мин детали двигателя при столкновении с ними на скорости 800 км/ч? Правильный ответ на данный вопрос малоизвестен, потому что соответствующие опробования не входят в программу сертификации двигателей для самолетов гражданской авиации и, следовательно, не проводятся.

Через подобные тесты проходят кое-какие газотурбинные двигатели для вертолетов, которым предстоит эксплуатироваться в непростых климатических условиях.

Самый родные условия моделируются на протяжении опробований на заброс града. «При столкновении с вентилятором большинство градин отбрасывается от центра потока на периферию и проходит по внешнему контуру, не попадая в часть большого давления, — говорит Роман Любимов. — Это основополагающий принцип проектирования двигателей гражданской авиации».

Твердость градин не сопоставима с твердостью поверхности вращающихся деталей двигателя. Мотор обязан полностью сохранить собственные характеристики при прохождении облака града. Но по окончании для того чтобы полета двигатель обязательно выбирают: энергия градины массой 1 г велика, дабы при столкновении на кромках вентилятора появились загибы либо забоины.

Очевидно, легкая взвешенная вулканическая пыль нанести подобные повреждения не может.

Применительно к металлам принято сказать о чистоте поверхности. Данный параметр учитывает количество и высоту неровностей на поверхности подробности. В турбореактивном двигателе чистота поверхности самый серьёзна для лопаток компрессора. Его ажурные лопатки обтекаются воздухом с громаднейшей скоростью, и от их гладкости зависит тяга двигателя и эффективность работы. Лопатки компрессора покрывают эрозионностойким материалом и шлифуют.

Благодаря конструкции вентилятора большинство вулканической пыли минует компрессор. И все же долгая эксплуатация в условиях запыленности может очень плохо сказаться на характеристиках поверхности двигателя и чистоте лопаток. Частично с этим связан вероятный отказ производителей от гарантийных обязательств.

Для турбины не так ответственна чистота поверхности, как жаропрочность — так как ей приходится трудиться практически в камере сгорания. Ее отливают из огнеупорного сплава а также не шлифуют, так что абразив ей не страшен. Помимо этого, частицы пепла вряд ли смогут преодолеть камеру сгорания, не расплавившись.

Но в турбины имеется охлаждающие воздушные каналы. Вот их-то и может закупорить расплавленное стекло, нарушив охлаждение и циркуляцию воздуха. Это может привести к перегреву, преждевременному износу а также разрушению узла.

Но увеличение температуры не происходит мгновенно. Экипаж возьмёт тревожный сигнал задолго перед тем, как случится непоправимое. В итоге, согласно точки зрения Романа Любимова, при полете в целом облаке пыли возможность происхождения неприятностей с навигацией многократно превышает возможность отказа двигателей.

Пять шагов на север

От соприкосновения с бессчётными частицами пепла в смеси с паром на громадной скорости воздушное судно получает заряд. пассажиры и Экипаж самолетов, которым довелось пролететь через пыльное облако, замечали броское свечение на окнах, фюзеляже, крыльях. По словам научного сотрудника ГосНИИАС Олега Титкова, при долгом действии статическое электричество может привести к разрушению некоторых подробностей, к примеру антенн радиоприемных устройств.

Прохождение заряженного самолета может вызвать молнии. Но куда более возможно происхождение помех в бортовых электрических сетях.

Любой двигатель современного лайнера имеет личный генератор и бортовую сеть. Замечательный промышленный компьютер, установленный прямо в мотогондолы, руководит автоматикой двигателя, а также регулирует смеси и качество. Именно он сокращает подачу горючего по мере комплекта высоты (чем выше, тем более разрежен воздушное пространство) либо же в случае если вместо части воздуха двигатель глотает пыль.

Устроить двигателю электрошок вулканический пепел не сможет: бортовые электросети через чур прекрасно экранированы. А вот создать помехи в радиоприемных устройствах впредь до полного прекращения связи статическое электричество в полной мере способно. Это значит, что, проходя через облако пепла, самолет с высокой возможностью может лишиться основной части совокупностей навигации.

Для определения текущего положения в пространстве совокупность навигации FMS (Flight Management System) применяет сходу пара источников. самый точный из них — GPS. Следующий по точности — сигнал наземных радиомаяков VOR-DME, каковые разрешают выяснить направление и, в зависимости от конструкции, расстояние до заданной точки на земле.

Еще менее правильны ненаправленные радиомаяки NDB. Наконец, мельчайшей точностью владеют инерциальные совокупности навигации (ИНС). Они являются набором акселерометров и гироскопов.

Неточность при долгом полете по инерциальной совокупности навигации может быть около нескольких сотен метров.

Как видно, на протяжении буйства статического электричества пилоты смогут ориентироваться в пространстве лишь по ИНС. Помимо этого, жертвой заряда может стать погодный радар. Соответственно, избегать попадания в страшные грозовые тучи придется, надеясь на личный орлиный глаз.

К счастью, испытательные полеты показали, что прозрачность окон кабины от абразивного действия вулканического пепла не страдает.

Вулканическому пеплу не под силу вывести из строя самолет. Он только выводит на первый замысел антропогенный фактор. Если вы верите в профессионализм начальника экипажа — смело поднимайтесь на борт.

Лично мы как раз так и поступим.

Выбросы продуктов извержения вулканов в воздух

1) Вулканический пепел

Вопреки заглавию, выбросы вулкана не являются пеплом как таковым (продуктом, остающимся по окончании сгорания чего-либо), а являются раздробленную магму — так именуемые пирокластические обломки, каковые смогут существенно варьироваться по размерам — от десятков метров до пыли. Пеплом считаются обломки размером менее нескольких (3−4) мм. Большие частицы скоро оседают, но небольшие, размером в сотни и десятки микрометров, смогут быть выкинуты в воздух на высоту в десятки километров.

2) Жёсткие выбросы

Вулканический пепел с химической точки зрения состоит на 50−70% из оксида кремния, и оксидов разных металлов — алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия и др. С позиций фазового состояния скоро остывшие частицы магмы являются вулканическое стекло.

3) Газообразные выбросы

Вулканические газы более чем наполовину являются пар. Другую часть их составляют углекислый газ, диоксид серы, хлороводород, в маленьких количествах фтороводород, пары и сероводород серы.

Что русскому здорово, то немцу смерть

Изучая нюансы воздушной навигации, мы нашли занимательное письмо за номером 8−15−933. Оно было направлено Ространснадзором в адрес авиакомпаний и аэропортов по итогам расследования проишествия, случившегося 24 ноября 2006 года. Ночью, в сложных метеоусловиях экипаж «Boeing-737» допустил нарушение установленной схемы захода и приземлился по окончании двух уходов на второй круг.

В заключении рабочей группы указывается, что в то время многие воздушные суда не были оснащены совокупностью GPS-навигации. Уровень развития навигационной инфраструктуры в России и СНГ не разрешает осуществлять навигацию по радиомаякам на большинстве маршрутов. Соответственно, фактически целый полет навигационные совокупности самолета трудятся в инерциальном режиме.

В собственном заключении рабочая группа внесла предложение без промедлений оснастить все самолеты GPS-приемниками. Мы же можем сделать вывод: для отечественных пилотов полеты по ИНС — не экстремальная обстановка, а жёсткие рабочие будни.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№92, июнь 2010).

Чернорук. Достижение Пепел, пепел…


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: