噴氣式飛機進氣口那么大,下雨時,雨水進入發動機會有影響?

噴氣式飛機在飛行的時候如果遇到下雨,那么雨水確實是會大量進入到發動機的。我們用世界上最常見的一臺民用航空發動機CFM-56發動機為例,這臺發動機每秒鐘可以吸進去300公斤空氣。所以一架有兩臺發動機的波音737飛機一秒鐘可以吸進去500立方米的空氣,半分鐘可以把一個大型體育館的空氣抽光。而如果遇到了下雨,這一整個體育館那么大的空間里的雨滴都會被吸到發動機里面去。

噴氣式飛機進氣口那么大,下雨時,雨水進入發動機會有影響?的圖1


有人想,這么多水進到發動機里面去,是不是一下子就會把發動機燃燒室里面的火給澆滅了、讓航空發動機熄火呀?

雖然理論上發動機有可能因為雨滴進入而熄火,但是實際上是不會的。

我們知道,空氣不是直接進入到燃燒室燃燒的,而是要先經過壓氣機壓縮【如下圖所示】。

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不說發動機核心溫度高達1500以上某些軍用發動機甚至能達到1800度的核心溫度,這樣的溫度啥水都成水蒸氣了,就說壓縮機吧,我們知道空氣被壓縮后溫度會上升(有興趣的讀者可以拿出自家打氣筒堵住出氣口壓下壓把再摸摸底下空氣所在的地方,力氣夠大的話甚至會有點燙手),而壓縮機的力量顯然比我們的手要大多了,它能輕松將空氣壓縮到溫度幾百度的高溫,這樣的溫度誰都成水蒸氣了,這樣對于發動機而言最多就相當于進氣的含氧量降低,功率稍微不足了而已。

同時,飛機起飛時遇到小雨還能起到噴水加力的效應。當飛機起飛時發動機處于最大轉速下,大部分進入發動機的雨水在離心力作用下被甩到外涵,這樣只有少量雨水進入內涵。而流入內涵的雨水還起到噴水加力的效果,使發動機推力增大,從而改善飛機起飛性能。

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2010年11月4日,澳洲航空32號航班的A380因零件瑕疵,起飛4分鐘2號發動機便發生爆炸,飛機降落在機場后1號發動機無法關閉,而趕到現場的消防隊使用最大水力也無法澆滅1號發動機,最終使用大量消防泡沫才讓發動機熄火,整個過程耗時3小時,可見發動機有多防水!

但是,航空發動機在設計的時候仍然不希望水滴進入發動機內。

由于雨滴擊打風扇和壓氣機葉片,并且可能吸附在葉片上,造成發動機葉片更加容易損壞。

同時,由于水蒸氣含量的提高,給整個發動機內部氣流的流動發生變化,造成發動機效率的下降,甚至于可能造成氣流失穩。

另外最直接的問題是,水蒸氣含量提高會使發動機燃燒室內氣體的含氧量下降,輕者使燃燒室燃燒效率下降,重者會造成發動機熄火。

簡單說,如果你把一臺航空發動機整個扔到水里面,那這臺發動機肯定會熄火的,所以進入一些雨滴可以,但是太多就不行了。

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雖然民航適航條例規定發動機在吞入空氣流量4%的水后還能保持工作,但依然發生多次大雨降落中的雙發熄火情況。除了1988年110號航班,2002年嘉魯達印度尼西亞航空421號也是典型案例。當時的一架波音737-300型客機在降落途中突然遭遇特大雨加雹,客機進入暴雨1分半鐘后雙發熄火停車,飛行員不得不迫降到一條河道中,客機在著陸時撞到巖石上,整機搜損嚴重而報廢,此外還有1名空姐被甩出而遇難。所以雨水對于飛行有何影響,還需要分情況去看待。

為了對付這些雨滴,所有的航空發動機都要進行“吞水試驗”,簡單說就是給發動起來的航空發動機里面灌水,看看航空發動機能不能正常運行。

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噴氣式飛機進氣口那么大,下雨時,雨水進入發動機會有影響?的圖6

而在客機飛行的過程中,大部分是位于平流層的,簡單說,就是飛機飛在云層之上,這個地方沒有雨雪之類的東西,所以發動機自然不會吸進去那么多的水。

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