Hvorfor trenger turbinmotorer Surge?

Encyclopedia Britannica forteller oss turbinmotorer utvikle kraft "ved å akselerere turbineksosstrømmen gjennom en dyse." De roterende kompressorbladene får sin kraft fra de brennende forbrenningsgasser, som spinner et annet sett med blader festet til kompressorbladene via en aksling. Mye kan gå galt med dette tilsynelatende enkel mekanisme, inkludert den fryktede "kompressor surge".

Axial Flow vs turboladede motorer

Også kjent som en "jet" motor, er den aksiale strømning utformingen av en av de enkleste av alle motorer. I en aksial strømning motor, strømmer luft gjennom kompressorbladene og inn i et sentralt forbrenningskammer, hvor gassene under trykk og skyter ut gjennom utløps turbinene. En turboladet motor er svært like i konsept, bortsett fra at det brukes en motorblokk og stempler i stedet for en enkel sentral forbrenningskammeret. Luft strømmer gjennom turbinkompressorbladene, forbrenner drivstoff i motoren og går ut gjennom turbo er eksosturbiner.

Grunnleggende Overspennings

Uansett hva slags turbinmotor du snakker om, er definisjonen av surge alltid den samme. Surge skjer når trykket etter kompressorbladene - i forbrenningskammeret i en aksial-strømning motor eller motorblokken på en turboladet motor - skrider skivens evne til å komprimere den. Under normale forhold vil turbinbladene bare komprimere luft med en viss mengde; etter det, at de rett og slett slutte å fungere. Men hvis trykket plutselig toppene bak bladene, eller plutselig faller foran dem, da luftretningen vil reversere. Dette stopper kompressorbladene i deres spor, noe som kan resultere i store skader.

Surge i Axial-Flow Engines

Bølge i aksiale motorer er ikke helt forstått, men det har en tendens til å skje når lufthastigheten gjennom motoren er lav og trykket inne i motoren er høye. Hvis du tenker på en jetmotor som du ville en vanlig motor, så tenk på jet surge punkt som sin kompresjonsgrense for en gitt forskyvning. Hvis kompressorene presse luft for hardt, vil trykkene på innsiden av forbrenningskammeret går opp, noe som skaper en økt sannsynlighet for bølge. En viss mengde bølge er normalt under oppstart, når motorens omdreiningstall er for lavt til å holde luft går i en retning, og er mer sannsynlig å skje hvis turtall synker for raskt, eller hvis overkant mottrykk som bygger seg opp som et resultat av eksosdysen lukker for langt for et gitt turtall.

Surge i turboladede motorer

Turboladede gass stempelmotorer er spesielt utsatt for surge grunn av strupeplaten. Mens akselererende, feier motoren opp gjennom fra et lavere turtall til et høyere. Når du treffer motorens redline og turbo kjører i full fart, må du løfte ut av akselerator kort for å skifte. Når strupeplaten snaps stengt, kommer luft til en skrikende stans og hastighet synker til nær ingenting. Trykket i boost tube pigger, og luften går skyter bakover ut av turboen.

Løsninger og konsekvenser

Surge kan unngås i jetmotorer ved å holde motorturtallet og luftstrøm innenfor maksimal effektivitet rekkevidde, og ved å holde motoren ut av aerodynamisk stall via bevegelse fremover. I en turboladet motor, en fjærbelastet utblåsningsventilen i inntaksrøret bidrar til å lufte trykk pigger under skiftende, før de har en sjanse til å indusere surge. Hvis du noen gang hørt en import-stasjonen ved og avgir en markant plystring mellom girene, så du hører signaturen lyden av et eksternt ventilert utblåsningsventil. Slik at enten en aksial-flow eller svært motoren til å gå inn i bølge vil netto samme resultat: ødelagt eller knust kompressorbladene, lagerskader og ganske muligens en eksplodert kompressor.