¿Por qué los motores a reacción a veces escupen llamas después de ingerir pájaros?

Después de ver este video del motor de un 757 incendiándose a causa de un pájaro , me pregunto:

  • ¿Qué le sucede al motor?
  • ¿Por qué periódicamente agota el fuego?
  • ¿Es esta una característica de seguridad?
Supongo que es un ciclo de sobretensión del compresor iniciado por la ingestión del ave y el daño asociado. El incendio se debe presumiblemente a un exceso de combustible no quemado debido a que los pilotos/FADEC no cortaron la potencia del motor en el despegue. ¡Parece más un modo de oscilación natural que una característica de seguridad!
Tenga en cuenta que el motor no está realmente en llamas. La llama está solo en la ruta de flujo normal y se detendrá una vez que se corte el combustible.
Solo como cuestión de nota, también puede obtener una sobretensión del compresor si usa un empuje inverso excesivo para la velocidad de avance que tiene, y especialmente cuando el motor se acerca al momento de la revisión.
¿Porque las aves son inflamables? ;)

Respuestas (2)

Como ha comentado RedGrittyBrick , lo que sucedió en ese video es un aumento del compresor . Esto no es realmente un incendio en el motor, sino un petardeo temporal. Para entender lo que está pasando, mira este diagrama de un motor de turbina:Diagrama del motor de turbina

El aire se comprime en la parte delantera del motor, se inyecta combustible y se enciende, y luego todo sale por la sección de la turbina y la tobera de escape. Lo único que soporta la compresión en la parte delantera del motor es la rotación de las paletas del compresor. Hay muchas cosas diferentes que podrían causar que la compresión falle. En caso de colisión con un pájaro, estas cuchillas pueden dañarse.

Cuando eso sucede, hay aire altamente comprimido en la sección de combustión y ya no hay suficiente compresión para evitar que salga por la parte delantera del motor. Esto hace que el aire salga por la parte delantera y trasera del motor. La interrupción en el flujo de aire ocurre demasiado rápido para que los sistemas de control del motor reaccionen. Esto significa que el motor sigue bombeando suficiente combustible para hacer funcionar el motor con un empuje normal, pero ya no hay suficiente flujo de aire para quemar todo ese combustible en la sección de combustión. El resultado es que el combustible se quema a través de la turbina y la sección de escape del motor, y detrás del motor.

Una vez que este aire comprimido ha salido del motor, generalmente se recuperará. El motor no está en llamas, por lo que una vez que se quema el exceso de combustible, las llamas ya no son visibles. Sin embargo, si el problema persiste (y el daño causado por el impacto de un pájaro no desaparece), entonces el motor se acelera una y otra vez hasta que se apaga o se establece en una configuración de potencia más baja y estable.

Así que esto no es tanto una característica de seguridad como la física que se hace cargo, y no hay un incendio real de peligro inmediato para el avión. El sistema del motor apagará automáticamente el motor si detecta que hay algo potencialmente muy peligroso o que evita por completo que el motor funcione. Si bien las sobretensiones del compresor eventualmente pueden dañar el motor, en realidad no es un evento catastrófico, y depende de los pilotos evaluar la situación y apagar el motor si es necesario. Reducir la potencia al ralentí a veces puede ser suficiente para detener las sobretensiones.

Durante una sobretensión del compresor, las llamas quedan confinadas dentro del motor. No debería haber nada que quemar aquí además de combustible, por lo que cortar el combustible detendrá el fuego. Los incendios reales del motor generalmente son causados ​​por fluidos inflamables que se filtran en áreas calientes alrededor del motor, o por los gases calientes del motor que escapan de las secciones de flujo de aire hacia los sistemas circundantes. Hay sistemas de detección para alertar a los pilotos de esta situación, y el área del motor está diseñada para contener un incendio hasta que los pilotos puedan usar los sistemas de extinción de incendios para apagarlo o al menos hacer que el avión vuelva a tierra.

Me gustaría hacer hincapié en que los motores no están realmente en llamas durante la subida/parada del compresor. Cuando se corta el suministro de combustible, el motor simplemente se apaga y se detiene y no es necesario apagarlo.
Además, el motor en el video mostró una oleada oscilante, comprimiendo aire alternativamente casi como en una operación normal, y luego mucho menos. Dado que la turbina está bloqueando la ruta del flujo hacia atrás, necesita un rendimiento de compresión mínimo para funcionar y, con el daño, este rendimiento ya no era posible. Una vez que el compresor bombeaba aire de regreso, este aire no saldría lo suficientemente rápido a través de la turbina, sino que fluiría parcialmente de regreso a través del compresor. Ahora la energía para mantener el compresor girando disminuyó, el flujo volvió a la normalidad y el ciclo se repitió.
Entonces, ¿cómo un piloto que no mira el motor para ver el fuego detecta una sobretensión de sus instrumentos para tomar medidas correctivas, por ejemplo, reducir la potencia al ralentí, etc. ¿Hay una alarma de advertencia de sobretensión o algo similar en la aviónica?
@curious_cat Eso suena como una buena pregunta por separado.

Cuando los motores de turbina ingieren pájaros u otros objetos, el resultado es daño por objetos extraños (FOD). Las partes metálicas de estos motores están operando bajo un estrés extremo muy cercano a los límites absolutos de lo que puede producir la tecnología metalúrgica. Las llamas que ves son fragmentos del objeto que sale del motor junto con fragmentos del motor. Piense en el Capitán Sullenberger y el milagro en el Hudson o en el Capitán Al Haynes y su tripulación con el UAL 232. Las turbinas están diseñadas para que solo pasen dos cosas a través de ellas: aire (de varias temperaturas) y combustible. Cualquier otra cosa causa problemas hasta el fracaso total inclusive.

¡Espero que esto ayude!

UAL 232 fue la desintegración de un disco de ventilador debido a la fatiga del metal, lo que provocó la pérdida del sistema hidráulico y la consiguiente pérdida de capacidad de control. Hay muy pocas aves, y tampoco muchas más, en FL370.
Mi punto es que cualquier cosa (que no sea aire o combustible) que pase a través de una turbina probablemente cause daños y escombros en llamas salgan del motor. Además, puede hacer que el motor falle de manera completamente autodestructiva. Se han encontrado pájaros en altitudes increíbles (no FL370), pero la ceniza y la piedra pómez de los volcanes han dañado ventanas y motores a niveles similares. Jon
@JonCaples: En realidad, se han encontrado pájaros en FL370 . Fueron encontrados, adivina qué, siendo succionados por un motor a reacción.