Cách động cơ phản lực của máy bay hoạt động trong điều kiện mưa lớn và băng giá là gì?

(Tổ Quốc) - Làm sao động cơ phản lực có thể hoạt động khi trời mưa hoặc tuyết? Nước liệu có làm tắt ngọn lửa bên trong không? Làm thế nào để loại bỏ nước khỏi động cơ phản lực trong điều kiện trời mưa? Mưa hoặc tuyết có ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ phản lực không?

Để giải quyết những thắc mắc này, trước hết chúng ta cần hiểu về động cơ phản lực. Thuật ngữ 'động cơ phản lực' thường ám chỉ một loạt các động cơ, bao gồm động cơ tuốc bin phản lực luồng, động cơ tuốc bin phản lực cánh quạt, động cơ tuốc bin cánh quạt và động cơ phản lực dòng thẳng.

Tất cả các loại động cơ này hoạt động theo các nguyên lý cơ bản giống nhau, nhưng mỗi loại đều có những ưu nhược điểm riêng. Tất cả các động cơ phản lực hoạt động bằng cách nén không khí vào trong một ống, nơi không khí được nén, trộn với nhiên liệu, đốt cháy và tạo ra lực đẩy.

Chìa khóa để động cơ phản lực hoạt động là sức nén của không khí đi vào. Nếu không được nén, hỗn hợp nhiên liệu không khí sẽ không cháy và động cơ sẽ không tạo ra bất kỳ lực đẩy nào. Hầu hết các động cơ phản lực sử dụng một bộ phận máy nén, bao gồm các cánh quạt, làm chậm không khí đi vào để tạo ra áp suất cao. Không khí nén này sau đó được đưa vào bộ phận đốt cháy, nơi nó được trộn với nhiên liệu và đốt cháy. Khi khí áp suất cao cạn kiệt, chúng được chuyển qua phần tuabin gồm nhiều cánh quay hơn. Sau đó các khí cháy tiếp tục nở ra qua vòi phun tạo ra lực đẩy về phía trước.

Như đã nói, động cơ phản lực hoạt động bằng cách nén không khí vào, trộn với nhiên liệu, đốt cháy và thải khí áp suất cao để tạo ra lực đẩy. Quá trình nén ban đầu được thực hiện qua máy nén. Sau khi nhiên liệu phản lực được bổ sung qua hệ thống phun nhiên liệu, hỗn hợp được đốt cháy trong buồng đốt. Khí thải di chuyển qua tuabin cung cấp năng lượng cho động cơ và cuối cùng qua vòi phun.

Mối nguy hiểm lớn nhất từ mưa, tuyết, băng hoặc sương mù là nguy cơ cháy động cơ. Mặc dù mưa có thể ảnh hưởng đến động cơ phản lực, nhưng thường không ảnh hưởng nhiều. Đa phần các cơn bão tạo ra mưa nhẹ hoặc tuyết, và các đám mây, tinh thể băng nhỏ cũng ít tác động. Thông thường, chỉ có những cơn bão mạnh mới ảnh hưởng đến hoạt động của động cơ và thường phi công sẽ tránh những cơn bão đó.

Một phần lớn mưa sẽ được động cơ phản lực xua đi khi chúng va vào cánh quạt và bị đẩy ra ngoài. Cánh quạt quay với tốc độ trung bình, khoảng 2000 vòng/phút, làm cho nước bị đẩy ra giống như máy ly tâm. Lượng nước còn lại sẽ bị đẩy ra khỏi bộ đốt bởi cánh máy nén và nhiệt từ đốt cháy sẽ làm cho nước bay hơi. Máy bay thường tránh các cơn bão để tránh nhiễu sóng.

Tuy nhiên, mưa đá lớn, băng và mưa đóng băng là khó khăn nhất. Mưa đá lớn thường gặp ở các cơn bão mạnh và gây ra nhiễu sóng và có thể hỏng động cơ hoặc vỏ máy bay.

Mưa đóng băng có thể tạo thành băng trên cánh quạt hoặc trục quay động cơ. Các khối đá có thể gây hỏng cánh quạt hoặc làm gián đoạn quá trình đốt cháy. Sưởi ấm là cách khắc phục phổ biến nhất.

Mặc dù mưa và tuyết ít gây nguy hiểm hay cháy trong chuyến bay, nhưng vẫn có trường hợp mưa, băng gây hỏng động cơ. Vào tháng 8 năm 1987, một chiếc Boeing 737 của Air Europe đã hạ cánh khẩn cấp ở Hy Lạp vì mưa và mưa gây cháy nổ động cơ.

Chín tháng sau, vào tháng 5 năm 1988, chuyến bay TACA 110 từ Belize đến New Orleans gặp sự cố nghiêm trọng. Mưa lớn và mưa đá đã làm hỏng động cơ. Phi công phải cố gắng khởi động lại động cơ và hạ cánh an toàn.

Năm 2002, một chiếc Boeing 737 của Garuda Indonesia gặp sự cố tương tự trên đảo Java. Trong cơn bão lớn, cả hai động cơ đều gặp vấn đề và phi công không thể khởi động lại chúng hoặc tiếp cận điểm hạ cánh. Do đó, phi hành đoàn đã buộc phải hạ cánh khẩn cấp xuống một con sông gần đó. Một tiếp viên hàng không đã thiệt mạng và nhiều người khác bị thương trong tai nạn.

Tuy nhiên, các trường hợp sự cố động cơ do mưa gây ra là hiếm và ít khi đe dọa sự an toàn của động cơ phản lực. Một vấn đề lớn hơn mà các phi công cần chú ý là những đám mây bụi hoặc tro bụi từ núi lửa phun trào.

Hơn 100 sự cố máy bay thương mại do đám mây này gây ra đã được ghi nhận từ khi Núi St. Helens phun trào vào năm 1980 đến 2006. Chúng có thể di chuyển hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn kilomet từ núi lửa và vẫn gây hỏng hóc khi va vào động cơ phản lực. Ví dụ, một chiếc Boeing 747 của British Airways đã gặp sự cố cháy ở cả bốn động cơ khi bay qua tro núi lửa vào năm 1982.