¿Cuáles son los indicios de que su motor turboventilador ha "arrojado una pala"?

ingeniero y piloto aquí - antes de JPL. He visto pruebas de pérdida de cuchillas y cualquier motor moderno de alto rendimiento se destruirá violentamente si se pierde una cuchilla. Puede ver pruebas de esto en youtube, por ejemplo, en ese enlace o buscando "prueba de extracción de palas del motor a reacción" (sin las comillas). (El usuario fooot también proporcionó un video de ejemplo más largo). En estas pruebas, generalmente usan una carga explosiva (muy pequeña y prebalanceada) para separar una cuchilla del eje y luego el motor vibra en pedazos.

Los motores modernos se construyen cerca de los límites de los materiales utilizados. De hecho, hay una empresa conjunta especial en los EE. UU. que fabrica muchas de las aspas de los ventiladores y que existe solo para este propósito. Usan herramientas especiales para tomar una radiografía de cada pala y medir el centro de gravedad, ya que la más mínima burbuja en los compuestos o una anomalía en el peso sería suficiente para destruir un motor. Cuando se pierde una pala, la masa descentrada hace que un motor vibre violentamente hasta morir.

En persona, realmente no puedes escuchar nada más que la vibración y la destrucción en estas pruebas; ni siquiera pude escuchar la carga explosiva cuando estalló (aunque parece audible en algunos de esos videos). Como se indicó anteriormente, los pilotos son informados a través de los métodos habituales de detección de motor apagado, como la pérdida de telemetría (y puede iniciar un incendio que sería detectado y tratado por los sistemas de supresión de incendios en un avión más grande).

Muchas empresas, incluida, lo sé, Rolls-Royce, invitarán al público a realizar pruebas de aspas para mostrar cómo los cuerpos de sus motores controlan la carnicería resultante. Podría ser una tarde divertida si eres del tipo que visita el intercambio de pilas de aviación :) Publican videos en línea por la misma razón y puedes ver muchos videos muy agradables en cámara lenta sobre el tema.

Los motores Turbofan están diseñados y probados para contener una falla en las aspas del ventilador . Sin embargo, este es un evento violento y causará daños graves al motor. El motor y los componentes que lo rodean están sujetos a grandes fuerzas y vibraciones, y el motor puede ingerir desechos del daño al ventilador, causando más daño. Probablemente habrá una investigación y el motor probablemente será desechado debido al daño generalizado en diferentes componentes.

Para los pilotos, parecerá un golpe de pájaro, pero probablemente peor. Habrá un ruido fuerte cuando las aspas del ventilador se separen y choquen con la caja del ventilador y las aspas siguientes. Entonces, el ventilador estará desequilibrado, por lo que se producirán fuertes vibraciones a medida que el eje pierda su energía de rotación. Los pilotos podrán saber qué motor ha fallado por la pérdida de empuje, así como las indicaciones de vibración y falla en los instrumentos para ese motor.

Si el ventilador no se atasca, seguirá girando, lo que dará como resultado una vibración continua de ese motor.

Si pierde un aspa "grande" como el aspa de un ventilador, o un aspa "pesada" como la mayoría de los aspas de una turbina, los monitores de vibración del motor desaparecerán instantáneamente de la báscula y el sistema de control del motor apagará el motor automáticamente. Para dar una idea de las fuerzas involucradas, la pérdida de un aspa de un turboventilador grande creará una fuerza de unas 100 toneladas en el motor, que oscilará a unos pocos miles de RPM hasta que el rotor disminuya la velocidad. En el peor de los casos, las consecuencias son suficientes para sacudir todo el avión hasta el punto en que es difícil caminar en la cabina de pasajeros. Pero los aviones sobrevivieron a eso y aterrizaron de manera segura, y para vuelos de larga distancia sobre el agua, el avión está certificado para sobrevivir a las consecuencias por hasta 3 horas de tiempo de vuelo antes de llegar a la tierra más cercana.

Por otro lado, si la punta de la pala del compresor de alta presión de 10 mm de largo se rompe en el núcleo del motor, es posible que ni siquiera lo sepa hasta la próxima vez que se desmonte el motor para una inspección completa.

Siempre que el motor haya sobrevivido al evento, estamos viendo todos los parámetros del motor en las pantallas de la cabina. Esas indicaciones son diferentes dependiendo del fabricante del motor. N1, N2, EGT, Presión de aceite, ITT, indicador de vibraciones del motor (VIB) y fuente, EPR (...). Con solo mirar los números, no puede saber con certeza si una cuchilla se separó. Y todo depende también de la etapa del compresor en que se separó el álabe (primero, último...) o si era un álabe del ventilador.