На сколько сильно разогреваются реактивные двигатели?

Привет! Я Костя и мне удалось сохранить в себе часть маленького ребенка, который постоянно задает вопросы, чтобы понять как устроен мир вокруг. Недавно мне стало интересно, на сколько сильно разогревается авиационные реактивный двигатель и я полез гуглить. Результат моего маленького исследования можно узнать прочитав текст ниже.

Практической пользы от этого, скорее всего не будет, но если вам, как и мне, узнавать новое доставляет удовольствие, то читать обязательно :D

Как и у любого механизма, который работает на высоких оборотах, реактивный двигатель современных самолетов сильно разогревается во время работы. Например, двигатель General Electric CF6-80C2, который можно найти под крыльями Boeing 747, состоит из 40 000+ частей, приличная часть которых — движущиеся части. Некоторые из них производятся с применением специальных сплавов, которые способны выдерживать экстремальные температуры, о которых здесь и пойдет речь.

Камера сгорания — одна из самых горячих частей двигателя. Именно здесь происходит сжигание горючей смеси.

В полностью исправном реактивном двигателе, который работает на предельных оборотах, температура в камере сгорания доходит до 1700 °C.

Чтобы выдержать такие температуры и не расплавиться нахрен, внутренняя часть камеры покрыта специальным термическим покрытием, которое экранирует металлическую часть корпуса камеры. Без такого покрытия, допустимая температура внутри камеры была бы значительно ниже из-за порога температуры плавления спец. сплавов.

Стоит также отметить, что камера сгорания может быть и не самым горячим узлом двигателя.

Например, в двигателе GE CF6-80 самым горячим компонентом движка является сопло 1-й ступени турбины высокого давления (High-Pressure Turbine или HTP).

Это сопло пропускает из себя раскаленные газы из камеры сгорания в турбину 1-й ступени.

Такими двигателями оснащены Boeing 747 (GE CF6-80), Boeing 767 (CF6-80C2), Airbus A310 (CF6-80C2) и Airbus A330 (CF6-80E1).

Датчики-термопара устанавливаются в разных секциях двигателя для получения показаний температуры.

Температура отработавших газов (EGT) определяет производительность двигателя путем измерения выхлопных газов турбины.

Показатель EGT Margin представляет собой разницу между взлетным EGT и Redline EGT (максимальным пределом). EGT Margin позволяет отслеживать состояние двигателя и время на крыле (время, которое двигатель проводит на крыле самолета).

Эксплуатационные показатели двигателя контролируются для выявления ухудшения его состояния, ускоренного износа и других возможных повреждений. Состояние и стабильность двигателя диагностируются путем сбора данных на крыле.

Например, двигатель узкофюзеляжного самолета, работающий на максимальной взлетной тяге в пустынном районе, покажет иные тенденции, чем идентичный двигатель, работающий на аналогичных уровнях тяги в тропическом регионе. Инструменты мониторинга тенденций работы двигателей (ETM) предназначены для обеспечения контроля состояния двигателей в режиме реального времени.

Допустимый предел EGT Margin вариативен и зависит от типа двигателя и его номинальной тяги. Для среднестатистического нового или капитально отремонтированного движка с более низкой тягой, дельта (margin) может составлять 75-100 °C. Для двигателей с высокой тягой, дальта варьируется в районе 50-70 °C.

Со временем, дельта начинает уменьшаться. Например, CFM56-7B27 под крылом Boeing 737-900ER за 10 000 циклов может “съесть” 50 °C от EGT Margin. Это значит, что двигатель надо снять с крыла и отправить на ремонт по восстановлению эксплуатационных показателей, либо на капитальный ремонт, если детали с ограниченным сроком жизни (Life Limited Parts или LLPs) достигли своего предела.

В то же время, какой нибудь CFM56-7B24 под крылом Boeing 737-900, может остаться на 15 000 циклов т.к. его дельта больше.

Здесь, кстати, кроется поле для маневра и торга авиакомпаний с самими собой т.к. они могут поставить менее тяговитый двигатель, который будет больше работать от ремонта до ремонта, либо поставить более мощный, у которого этот интервал будет меньше.

Если вам удалось получить небольшую дозу дофамина от новой информации, можете подписаться на мой блог здесь, на vc т.к. я планирую продолжать делиться своими микро-исследованиями.