Hoe beïnvloedt neerslag straalmotoren?
De vliegtuigen van vandaag zijn ontworpen om regelmatig zwaar weer te doorstaan en tegelijkertijd de veiligheid van de passagiers te waarborgen. Vliegtuigen vliegen vaak door stormen en slechte omstandigheden zonder verlies van motorvermogen. Hoewel het lijkt alsof de plotselinge of constante instroom van water de motoren zou doven, is dit zelden het geval.
De huidige turbofanmotoren die over de hele wereld worden gevonden, werken met interne verbranding . Lage- en hogedrukcompressorbladen trekken lucht de motor in en naar de verbrandingskamer, waar de lucht wordt gemengd met brandstof en als uitlaatgassen naar buiten gaat om het vliegtuig voort te stuwen.
Een aanzienlijk deel van die lucht omzeilt de centrale motorkern en reist tussen de motorkap en de verbrandingskern. De bypass-lucht blijft gecomprimeerd wanneer deze naar buiten komt, waardoor meer dan de helft van de totale stuwkracht van de motor wordt geproduceerd terwijl de centrale kern wordt gekoeld.
Regen op mij
In commerciële vliegtuigen wordt zowel op de grond als tijdens de vlucht regen verwacht. Vliegtuigen vliegen regelmatig door onweersbuien, waarbij de motoren schijnbaar grote hoeveelheden water snel inademen met behoud van voldoende vermogen. De stortvloed van water gaat echter niet allemaal door de centrale kern van de motor. Het blad van de compressorventilatoren vangt de aanvankelijke instroom van water op, dat met centrifugale kracht naar de binnenwanden van de motor draait, waar het door het bypass-luchtsysteem stroomt om de verbrandingskamer te vermijden.
Zelfs bij straalmotoren die geen bypass-systemen hebben, is het onwaarschijnlijk dat de regen het verbrandingsproces verstoort . De buitengewoon hoge temperatuur van de verbrandingskamer van de motor, die soms 900 °C bereikt, zet het binnenkomende water om in stoom met weinig invloed op het motorvermogen.
Voor het aanbreken van de naverbranders is soms opzettelijk water in straalmotoren gevoerd. De grotere massa die door de motor wordt afgevoerd, verhoogt de stuwkracht bij lage snelheden en bevordert de motorkoeling.
Ijs ijs baby
Aanvriezende regen en sneeuw kunnen problematischer zijn, omdat ze ijsvorming bij de motorinlaat kunnen veroorzaken. IJs dat zich ophoopt op de inlaat, ventilator of spinner zal waarschijnlijk naar buiten draaien in het bypasskanaal van de ventilator zonder stroomverlies te veroorzaken. Elk vermogensverlies wordt waarschijnlijk veroorzaakt door ijsvorming in de motorkern of grote brokken die afbreken en in de motor terechtkomen. Er zijn verschillende manieren waarop de technologie zich heeft aangepast om deze bedreiging het hoofd te bieden, waaronder systemen om de motorkap te verwarmen om ijsvorming te voorkomen en anti-aanbaklagen op de messen.
Hagel kan ook een punt van zorg zijn bij het vliegen in de buurt van zware onweersbuien . De ijskorrels kunnen behalve de motor ook de buitenkant van het vliegtuig beschadigen, en piloten worden aangemoedigd om onweersbuien met minstens twintig mijl te vermijden. Een Boeing 777-300ER van Emirates kreeg eerder dit jaar te maken met zware hagel bij vertrek van de luchthaven Milaan Malpensa en keerde terug na ernstige schade en verbrijzelde voorruiten.
Bij ijzel, aanvriezende mist of zware sneeuwval kan vliegtuigbemanning eventuele ijsafzettingen verwijderen door de motoren met tussenpozen te laten draaien. In het geval van vermogensverlies als gevolg van ijs of grote hoeveelheden water die de verbrandingskamer binnendringen, zou de piloot dan proberen de motoren opnieuw aan te steken of de automatische ontstekers veilig in te schakelen.
Bliksem is nog minder een zorg. De National Weather Service schat dat een commercieel vliegtuig gemiddeld één keer per jaar door de bliksem wordt geraakt . Vliegtuigen zijn expliciet ontworpen om blikseminslagen te weerstaan, en verstoringen zijn zeldzaam.
"Tonnen" testen
Straalmotoren worden grondig getest om zware stormen veilig te doorstaan. Een van de vele stappen voor vliegtuigcertificering is vliegen bij slecht weer, waarvan de voorbereiding op de grond plaatsvindt. Motorfabrikanten zoals General Electric en Pratt & Whitney beschikken over ultramoderne testfaciliteiten om ervoor te zorgen dat de motoren zware neerslag aankunnen voordat ze de grond verlaten.
De motoren worden onder verschillende omstandigheden getest, waaronder het inbrengen van vreemde voorwerpen om een vogelaanvaring te simuleren. In het geval van de GEnx-motoren van General Electric sproeiden gigantische slangen drie ton water per minuut op de motor om te controleren op eventuele zwakke punten vóór de productie, gevolgd door een ton gefabriceerde hagel.
Vooruitgang in de weerradar aan boord kan vliegtuigbemanningen ook helpen om cellen voor zwaar weer te vermijden . De systemen kunnen grote deeltjes zoals hagel, regen en ijskristallen zoals sneeuwvlokken detecteren.
Over het algemeen blijven gevallen van uitbranden van vliegtuigmotoren als gevolg van neerslag zeldzaam in vergelijking met het opraken van brandstof. Een combinatie van middelpuntvliedende kracht, de snelheid waarmee lucht door de kamer gaat en de warmte van de motor werken allemaal samen om te voorkomen dat neerslag de motoren overstroomt.
Geen opmerkingen:
Een reactie posten