Нове дослідження вивчає вплив запиленого середовища на реактивні двигуни

Мігель Лагоа / Shutterstock

Нове дослідження пролило нове світло на те, наскільки робоче середовище може вплинути на швидкість зносу авіаційних двигунів. Зокрема, те, як тривалість часу, який літак проводить на утримуванні перед посадкою, може мати серйозний вплив на компоненти двигуна.  

Згідно з дослідженням, проведеним Університетом Редінга у Великій Британії та опублікованим у журналі Natural Hazards and Earth System Sciences, літаки, які летять до одного з найбільш завантажених аеропортів світу, а саме Міжнародного аеропорту імені Індіри Ганді (DEL), вживають близько 10 кг. (22 фунти) пилу на 1000 польотів, причому більша частина цього пилу потрапляє всередину під час очікування посадки. 

Вчені з Університету дослідили дані атмосферних даних за 17 років, зібрані Європейським центром середньострокового прогнозування погоди (ECWMF), а також дані із супутника CALIPSO. Команда мала на меті підрахувати кількість частинок пилу та піску, які поглинають реактивні двигуни в десяти найбільш завантажених міжнародних аеропортах світу, розташованих у пустельних регіонах або тих, які піддаються сезонним пиловим бурям. 

Згідно з дослідженням, диспетчери повітряного руху вважали, що час польоту в режимі очікування поблизу аеропортів є найбільш шкідливим для компонентів двигуна. Команда дійшла висновку, що більша кількість пилу споживається на низьких моделях утримування до 1000 м (3280 футів), де найчастіше виникають пікові концентрації пилу в навколишньому середовищі. 

Дослідники стверджують, що час утримання від 10 до 15 хвилин на таких широтах може призвести до заковтування більшої кількості пилу, ніж під час фаз зльоту, набору висоти та руління польоту. Наприклад, дослідження показало, що утримання в одній із моделей утримування в Делі протягом такого періоду часу на цій висоті влітку сприяє 50% загального надходження пилу під час польоту. Однак, якщо висота схеми утримування була піднята над шарами пилу, загальний рівень поглинання пилу можна було б скоротити приблизно на 41%. 

Суворий – S / Shutterstock

Крім того, дослідницька група виявила, що найбільші дози пилу потрапляють в аеропорти поблизу пустелі Сахара, Близького Сходу та Північної Індії, коли спекотні та сухі умови навколишнього середовища є найбільш сприятливими для виникнення великих пилових бур.  

Очолювали список дослідників рейси в Делі в літні місяці, коли температура найвища і пилові бурі найчастіше. Дослідження показало, що двигуни споживали в середньому 6,6 г за прибуття напередодні сезону мусонів і 4,4 г під час зльоту та відльоту. 

Наступним у списку був Дубай, а потім Ніамей (Нігер) з 4,3 г і 4,7 г на прибуття відповідно. Рейси, які прибувають до Пекіна, споживають у середньому 2,9 г. 

Що кажуть дослідницькі групи 

Дослідники припустили, що вплив пилу можна зменшити, змінивши розклад польотів, щоб уникнути піку пилу. Крім того, перенесення рейсів у Делі та Дубаї на нічні слоти може зменшити потрапляння пилу в двигун більш ніж на 30%, показують результати звіту. 

«Пил і пісок небезпечні для літаків, оскільки пил тане, утворюючи склоподібні відкладення на лопатях або тверду мінеральну кірку всередині двигунів», — сказала доктор Клер Райдер з Університету Редінга та провідний автор дослідження. «Ці кірки порушують потік повітря та викликають перегрів, що призводить до прискореного зносу двигуна». 

tratong / Shutterstock

«Хоча кількість пилу, що поглинається за один політ, невелика, кількість швидко збільшується. Літак, який споживає п'ять грамів пилу за один приліт і відліт, з'їсть 10 кг пилу протягом 1000 польотів. «Літаки споживатимуть більше пилу, коли вони будуть на меншій висоті в очікуванні посадки, хоча це залежить від місцевих погодних умов, які впливають на висоту пилового шлейфу в атмосфері», — додала вона.

«Зміна клімату може призвести до того, що світ стане більш запиленим, оскільки температура підвищиться, а пустелі розширяться, але ми поки що не можемо сказати напевно. Кліматичні моделі наразі не дають єдиної думки щодо того, чи призведе глобальне потепління до збільшення пилу у світі, оскільки викиди пилу залежать від багатьох факторів, таких як вологість ґрунту, кількість опадів, приземний вітер і рослинний покрив».  

«Поточні дослідження в Університеті Редінга працюють над покращенням здатності кліматичних моделей прогнозувати викиди пилу та його транспортування в атмосфері», — підсумувала вона.