Varför finns det en maximal höjd för att starta om en jetmotor?

10

På alla turbojets som jag har flugit den högsta höjden en pilot kan försöka omstart är 30.000 FT MSL. Vilka faktorer går in för att bestämma vad högsta höjden är för en motoråterstart / relight?

    
uppsättning wbeard52 01.10.2016 21:00

2 svar

9

Det ger i princip piloten höjd och flyghastighet där motorerna kan avlastas under flygning. Baserat på dessa värden måste piloten fatta beslut att döma etc. En jetmotor kräver (komprimerad) luft, bränsle och en flamskälla för (åter) start. Så luftdensitet spelar en viktig roll för att bestämma maximal starthöjd.

Dessutom finns det andra faktorer att spela också. I händelse av oassisterad (utan APU, till exempel) väderkvarn påbörjas måste lufthastigheten vara tillräcklig för att övervinna komponenternas tröghet. I certifieringsnotat på Turbine Engine relighting under flygningen , säger EASA

.. as core - bypass ratio of engines continues to increase, higher airspeeds are generally required to enable unassisted windmill restarting. The inertial effects because of the increased size, mass, and number of engine driven gearbox accessories may also contribute to increased rotor drag loads, decrease starting performance, and possibly contribute to rotor-lock conditions.

Om en startare är tillgänglig, måste de nödvändiga lufthastigheterna gå ner (eftersom APU i sig är vanligtvis en liten turbin, är höjdseffekterna inte lika uttalade). Enligt CFR § 25.903 Motorer :

(2) An altitude and airspeed envelope must be established for in-flight engine restarting, and each engine must have a restart capability within that envelope.

(3) For turbine engine powered airplanes, if the minimum windmilling speed of the engines, following the inflight shutdown of all engines, is insufficient to provide the necessary electrical power for engine ignition, a power source independent of the engine-driven electrical power generating system must be provided to permit inflight engine ignition for restarting.

Motorns omstartskuvert bestäms både vad gäller höjd och flyghastighet. Det beror också på flygplan. Till exempel, i ETOPS-flygplan måste APU vara utformad för att kunna ha startkapacitet under det normala flygkuvertet. När det gäller detta kuvert, säger EASA

2 Envelope of Altitude and Airspeed

2.1 Sufficient flight tests should be made over the range of conditions detailed in 2.2 and 2.3, to establish the envelope of altitude and airspeed for reliable engine restarts... The effect of engine deterioration in service should be taken into account.

2.2 Altitude and Configuration. From sea-level to the maximum declared restarting altitude in all appropriate configurations likely to affect restarting, including the emergency descent configuration.

2.3 Airspeed. From the minimum to the maximum declared airspeed at all altitudes up to the maximum declared engine restarting altitude. The airspeed range of the declared relight envelope should cover at least 30 kt.

    
svaret ges 02.10.2016 14:10
7

Som de flesta kemiska processer blir förbränning lättare och snabbare med högre tryck. Kombinationen av hastighet (som ger ramtryck) och höjd (vilket ger atmosfärstryck) måste resultera i tillräckligt tryck i förbränningskammaren. Det är anledningen till den stegade höjdsgränsen. Om täthet var orsaken skulle det inte vara nödvändigt att minska den maximala starthöjden vid lägre hastighet.

För att förbränning ska äga rum, måste de bränsledroppar som injiceras i luftströmmen först avdunsta. Detta blir lättare genom högre temperatur och tryck, och ju lägre båda är, ju mer uppehållstiden för bränsle / luftblandningen i förbränningen krävs för bra förbränning. Därefter kommer tändsystemet att lägga till tillräckligt med aktiveringsenergi för att starta förbränningsprocessen. När bränsleluftblandningen kommer till tändaren måste bränslet vara tillräckligt blandat och avdunstat för att tändningen ska uppstå.

Om de turbojett du har flugit, kommer trycket över 30.000 fot inte att vara tillräckligt för att tända bränslet, speciellt vid det låga kompressionsförhållandet hos startdriven eller vindkraftkompressorn.

    
svaret ges 02.10.2016 23:21