Краткие сведения о реактивных двигателях

Так как в настоящее время в эксплуатации находится много различных реактивных двигателей и число их может значительно увеличиться, нам казалось целесообразным дать здесь элементарные сведения о принципе действия этих двигателей, их пожаро- и взрывоопасное, а также о средствах пожаротушения, наиболее часто применяемых в случае загорания этих двигателей.

Речь будет идти о самых общих сведениях, которые могут дать личному составу пожарно-спасательных служб представление о действии реактивных двигателей и об их пожарной опасности.

Рис. 32. Схема турбореактивного двигателя.

1 — форсунка- 2~ подача топлива; 3 — воздухозаборники; 4 — крыльчатка компрессора; 5 — свеча зажигания; 6 — камера сгорания; 7 — неподвижные направляющие лопатки; 8 — лопатки турбины; 9 — реактивное сопло; 10 — венти­лятор охлаждения; // — турбина.

1. Общие положения

Силовая установка реактивного самолета состоит из следующих частей: собственно реактивного двигателя, бака для горючего (обычно керосин), бака для масла, топливного и масляного насосов, батареи и электрического стартера для запуска компрессора.

Собственио реактивный двигатель состоит из трех частей: воздушного компрессора с его турбиной, форсунок, сопла с турбиной, приводящей в действие компрессор.

Вспомогательные агрегаты (топливный и масляный насосы, свечи зажигания) монтируются на двигателе.

2. Принцип действия

Воздух всасывается в передней части двигателя и поступает затем в компрессор. По выходе из компрессора он направляется в камеры сгорания.

Топливо подается в форсунки под давлением 2—4 кг/см2, чтобы обеспечить достаточное распыление.

Камеры сгорания имеют форсунки, обеспечивающие распыление топлива под давлением, систему циркуляции воздуха, поступающего из компрессора, и запальные свечи.

Продукты сгорания по выходе из камеры сгорания поступают в турбину, приводящую в движение компрессор и различные механические агрегаты, которые обеспечивают подачу и распределение топлива. Затем они несколько охлаждаются за счет поступления из компрессора свежего воздуха и истекают через реактивное сопло, расположенное в задней части двигателя.

Запуск двигателя осуществляется с помощью электростартера, работающего от батареи и приводящего' в действие компрессор. Электрический ток подается на свечи зажигания (в камерах сгорания). После этого пускается в ход топливный насос, и керосин впрыскивается в камеры сгорания. Как только произойдет зажигание топлива, электрический ток, питающий свечи, и электрический стартер сразу же выключаются. Двигатель работает самостоятельно, топливо непрерывно подается в форсунки; все механизмы приводятся в действие задней турбиной, работающей за счет энергии проходящих через нее продуктов сгорания.

Основная опасность при запуске двигателя — задержка в зажигании топлива. Керосин в виде мельчайших капелек заливает камеры сгорания, турбину и реактивное сопло. Избыточное топливо просачивается и стекает через сопло на землю.

Мерой предосторожности является продувка двигателя (компрессор приводится в движение при выключенном зажигании) в течение долгого времени, достаточного для того, чтобы удалить все пары керосина.

Загорание происходит в том случае, если продувка перед вторым зажиганием была недостаточной. Пары топлива, находящиеся не только в камерах сгорания, но и в турбине и в сопле, воспламеняются. Происходит сильная вспышка (при работе на некоторых летучих топливах возможен взрыв в задней части двигателя). Жидкий керосин, скопившийся в сопле, воспламеняется и стекает на землю в виде огненных струй.

Если на земле образовалась лужа керосина, она также может воспламениться и создать угрозу для хвоста самолета.

Тушение. Для эффективного тушения необходимо:

а) максимально форсировать работу двигателя, чтобы быстрее сжечь лишнее горючее и сдуть пламя, образовавшееся в сопле;

б) одновременно с этим тушить пламя горящего на земле топлива и огненные струи, стекающие из сопла.

Если это не дает результатов (или когда пилот выключил двигатель), вместо форсирования работы двигателя следует:

а) подавать внутрь двигателя углекислоту или галоиди-рованное огнегасительное вещество, направив раструб или спрыск в сопло;

б) тушить пламя на земле.

Примечание. Подача огнегасительного вещества через входное отверстие двигателя не дает никакого результата, так как огонь находится в выхлопном контуре.

Остановка двигателя достигается путем сокращения, а потом и полного прекращения подачи топлива. Температура внутри камер сгорания быстро снижается, но так как при работе двигателя она остается высокой, охлаждение требует значительного времени.

Смазка производится с целью предохранить от коррозии внутренние органы путем впрыскивания масла.

У летчиков нет прибора для измерения температуры внутри двигателя. Для выбора момента смазки они руководствуются только числом оборотов турбины. Обычно она производится при 5000 об/мин. Температура двигателя в этот момент составляет примерно +340° С. Операция заключается в том, что вместо топлива внезапно подается масло. Так как разница между температурой вспышки (воспламенения) масла и предполагаемой в этот момент температурой двигателя равна около 20°С, то масло часто воспламеняется. В других случаях оно испаряется, и его пары также могут воспламениться спустя некоторое время.

Тушение. Если огонь возник лишь в задней части двигателя (пламя выходит из сопла), надо направлять огнегасительное вещество внутрь двигателя через сопло.

Если огонь перешел на переднюю часть двигателя (пламя вырывается из входного отверстия), надо направлять огнегасительное вещество одновременно и во входное отверстие и в сопло. Необходимо также тушить горящую жидкость, стекающую с двигателя.

Промывка производится путем впрыскивания топлива в двигатель, как и при нормальной работе, но без включения зажигания.

Пожарная опасность во время этой операции меньше,. чем при смазке, так как промывка производится при холодном двигателе. Однако остается опасность из-за статического электричества и температуры двигателя, если он во время стоянки находился на солнце. Лужи топлива на земле около самолета и неосторожность курящих и электротехников (пары керосина воспламеняются гораздо легче, чем жидкий керосин) представляют главную опасность при этой операции. После промывки двигатель должен быть хорошо провентилирован.

Постановка на стоянку. Реактивные двигатели, находящиеся в ангаре, всегда сохраняют несколько литров топлива и масла в своих насосах, топливо- и маслопроводах.

Топливо из баков самолетов должно сливаться, однако некоторое его количество всегда остается на дне бака. В этом отношении реактивные самолеты не отличаются от поршневых. Однако следует заметить, что у керосина температура самовоспламенения значительно ниже, чем у бензина.

Реактивные двигатели с системой дожигания топлива. Для того чтобы увеличить мощность реактивных двигателей, не увеличивая их размеров, в сопло двигателя нормального типа впрыскивают распыленное топливо.

Это впрыскивание осуществляется посредством целого ряда форсунок, расположенных в первой трети сопла. Система управления подачей этого дополнительного топлива не зависит от основной системы управления подачей топлива в камеры сгорания.

Запуск реактивного двигателя производится при выключенной системе дожигания. Она включается в полете, когда установится определенный режим работы двигателя и будет достигнута определенная температура выхлопных газов. Перед посадкой система дожигания выключается.

Топливо, впрыскиваемое в сопло, воспламеняется самостоятельно, так как температура в сопле значительно превышает температуру воспламенения топлива.

Таким образом, тяга реактивного двигателя, получаемая за счет истечения газов из сопла, возрастает при наличии системы дожигания. •

Опасности, связанные с дожиганием. Большинство загораний, связанных с наличием системы дожигания, происходит из-за плохого действия впускных клапанов, подающих топливо в дополнительные форсунки.

а) Топливо протекает через эти форсунки, и, прежде чем установится режим, необходимый для дожигания, происходит воспламенение (с предшествующей сильной вспышкой). В полете это может вредно отразиться на устойчивости самолета, на который внезапно начинает действовать тяга, превышающая необходимые в данный момент полета усилия.

б) Клапаны совсем не закрываются и плохо закрываются в момент выключения системы дожигания. В этом случае могут произойти два явления:

1. Двигатель развивает избыточную мощность, и посадка становится затруднительной; после приземления на ВПП двигатель не может быть остановлен нормальным способом, для его остановки надо выключить топливный насос.

2. Подача топлива замедляется, так как обычно клапан закрывается лишь частично и двигатель перегревается, что может привести к механическим повреждениям, разрыву маслопроводов, воспламенению масла.

Не исключается и опасность взрыва газов в сопле: если топливо, подаваемое для дожигания, воспламеняется не сразу, происходит скапливание паров топлива. Это возможно лишь при неправильном, преждевременном включении системы дожигания, когда двигатель работает еще на небольших оборотах.

Прочие опасности связаны с возможными несчастными случаями и отдельными загораниями, если вблизи реактивного двигателя расположены такие системы, как система зажигания и электрооборудования, система смазки и т. п.

Топливо. В настоящее время в качестве топлива используется керосин. Так как он имеет температуру вспышки порядка + 46° С, то очевидно, что с этой точки зрения он менее опасен, чем бензин. Обычные операции по заправке, хранению и запуску реактивных самолетов, работающих на керосине, менее опасны в пожарном отношении, чем те же работы на поршневых самолетах, работающих на бензине. Наоборот, температура самовоспламенения керосина такова, что при соприкосновении с нагретой поверхностью или в перегретой атмосфере это топливо становится значительно более опасным, чем бензин.

Топливо УР/4 (по французскому стандарту AIR) на всех стадиях обращения с ним отличается исключительно большой взрывоопасностью, гораздо большей, чем у бензина.

Дата добавления: 2014-11-29