Ликбез для тех, кому интересно, почему летают самолеты

Поскольку ваша покорная слуга является слегка повернутой на самолетах и летчиках-пилотах (что делать, тяжелое детство, влияние фильма “Экипаж”), то слуга эта всегда интересовалась, как летают самолеты. Но тяжелый технический кретинизм (я предполагала, что неизлечимый) всегда препятствовал тому, чтобы я поняла, почему же самолеты, железные и такие тяжелые, могут подниматься в воздух. И почему иногда самолеты не “заводятся” с первого раза. Объяснить мне этого не могли ни многочисленные друзья, имевшие отношение к авиации, ни родной муж, который к авиации отношения не имеет, но не замечен в техническом кретинизме.

В общем, так я и смирилась, что летабельность самолетов для меня относится к магии Гондора, но тут я наткнулась на чудный ЖЖ.

http://letchikleha.livejournal.com/?skip=10

И о чудо! Летчику Лехе удалось сделать то, чего не смог до этого сделать никто. Я поняла, почему они летают! Ну вытянула еще несколько фотографий. Ребята, они, конечно, нереальные… Работа летчика – безумно сложная, но какую же красоту Божьего мира видят эти люди!

Не могу не поделиться 🙂

Двигатель самолёта достаточно сложное инженерное устройство, состоящее из кучи металла. Валы, колёса, лопатки, насосы, клапаны, заслонки… Всё вместе это крутится, вертится, гудит, свистит и создаёт из воздуха небывалой силы “ветер”, который и толкает самолёт вперёд, разгоняя его до огромной скорости. На входе в двигатель стоит огромное колесо с лопастями (лопатками) которое крутится и загребает воздух из атмосферы. За этим колесом ещё целая куча колёс поменьше, стоящих друг за другом. Это ступени компрессора. Они пропускают через себя воздух захваченный первым колесом и постепенно его сжимают и проталкивают дальше по тракту двигателя.
Где то там, за последним колесом, воздух под огромным давлением попадает в кольцевую трубу, расположенную поперёк двигателя. Эта труба – камера сгорания. В камеру сгорания насосы впрыскивают под давлением через форсунки керосин.
Керосин смешивается с воздухом и вся эта адская смесь поджигается запальными свечами. При вознгорании смесь достигает колосальной температуры, а следовательно и давления. Так как с одной стороны давит поток воздуха то смеси деваться некуда, как выходить в другую сторону. За камерой сгорания стоит ещё большое колесо с лопатками, это турбина.

Расскалённый воздух с неимоверно возросшим давлением давит на лопатки турбины раскручивая её до сумашедших оборотов. Турбина жёстко соединена с колесом на входе в двигатель и с маленькими колёсами компрессора, она на одном с ними валу. Турбина начинает сильнее раскручивать входное колесо и компрессор, таким образом выполняет свою работу. Турбина раскручивает компрессор, тот всё сильнее сжимает и увиличивает количество воздуха в тракте двигателя и тем самым увеличивает давление в камере сгорания. Турбина раскручивается всё быстрее и быстрее.

А что же воздух за турбиной? Давление за турбиной настолько высоко, что вырывающийся воздух преодолевает скорость звука и проходя через сопло двигателя вырывается наружу с огромной силой. Так создаётся реактивная тяга. За одну секунду двигатель пропускает через себя колоссальное количество воздуха! Ну представте себе, один двигатель самолёта Boeing – 777 создают тягу 40 тонн! Т.е. прикрепи такой двигатель к бетонной плите весом 40 тонн и он её поднимет в воздух вертикально! (представляете себе, что такое 40 тонн? Это почти вес маневрового тепловоза, или танка Т-90!)
Так, в общих чертах, работает реактивный двигатель. Но как же запускается двигатель? Ведь нужно сначала раскрутить все эти колёса, прежде чем поджечь смесь в камере сгорания и двигатель начнёт сам себя крутить. Двигатель запускают тоже воздухом. В современных самолётах, помимо основных (“маршевых” двигателей) есть ещё один маленький реактивный двигатель. Он называетс я ВСУ (вспомогательная силовая установка) Этот мини реактивный двигатель используют не для создания тяги, которая толкает самолёт, а для обеспечения нужд самолёта на земле (или в крайнем случае, для помощи в аварийной ситуации в полёте) Когда вы садитесь в самолёт, то в самолёте уже есть и свет и кодиционирование. Это работа ВСУ. ВСУ расположено в хвостовой части самолёта в стальном, огнезащитном корпусе (в случае пожара,если даже не удастся затушить пожар специальными огнетушителями, (что маловероятно, но и “на старуху бывает проруха”) огонь никуда не выйдет из этого корпуса и ВСУ просто сгорит внутри этого стального, жаропрочного кока) ВСУ используется так же и для запуска основных двигателей самолёта.

От силовой установки к основным двигателям идут воздуховоды (трубы), при запуске, пилоты в кабине, путём некоторых манипуляций отключают подачу воздуха от системы кондиционирования салона, и перенаправляют его к двигателям. На практике это выглядит, как перекрытие одних воздуховодов заслонками от салона и открытие других заслонок к другим трубам. Воздух устремившись к основному двигателю начинает раскручивать турбину.
Если давление воздуха в системе запуска достаточно, то турбина раскручивается до нужных оборотов, далее следует впрыск и поджиг смеси в камере сгорания. Всё, двигатель запустился. Но может возникнуть ситуация, когда давления по каким то причинам просто не хватит, что бы достаточно раскрутить тяжеленную турбину. По каким же причинам может не хватить давления? Причин миллион! Например очень высокая температура наружного воздуха итогда ВСУ просто задыхается и внутри её критически повышается собственная температура. Автоматика защиты в какой то момент, просто отключит ВСУ и тогда произойдёт срыв запуска.

Может где то в системе не полностью закрыться, или открыться заслонка (например в канал попала грязь, или песок, ведь воздух ВСУ сосёт точно так же из атмосферы) и воздуховоды начинают “травить” воздух. Опять сорванный запуск!
Может повысится напряжение на генераторе ВСУ и автоматическая система ограничит обороты вспомогательного двигателя, что бы не сжечь генератор, уменьшив таким образом и расход воздуха, а следовательно и его давление.
Может просто произойти механическое заедание заслонки, или разрегулировка подачи топлива. Много причин.
Всё это приводит к срыву запуска. Никакого отношения к исправности самих основных двигателей это не имеет.

Во всех крупных (да и не очень) аэропортах мира знают о возможности таких проблем и на этот случай имеются наземные, мобильные установки для запуска. Называются они УВЗ (установка воздушного запуска) Если экипаж два, три раза не смог запустиь основные двигатели от ВСУ, то он сообщает об этом наземным службам и вызывает эту самую УВЗ. Через какое то время подъезжает УВЗ и её подсоеденяют к воздушному тракту запуска двигателей.
Теперь Пилоты будут пытаться запустить двигатели от наземного источника.
Всё тоже самое, только теперь воздух берётся не от ВСУ, а от УВЗ. И опять же, если давление достаточно (что далеко не факт, потому, что УВЗ могло простоять без работы на аэродроме и неделю и месяц) то двигатель запустится, если нет, то ещё попытка. Если двигатель запустился, то отсоеденяют УВЗ от самолёта и уже от работающего двигателя запускают свой следующий двигатель.