Что за странные звуки слышны из двигателя самолета⁠⁠

Многие пассажиры при посадке в самолет через автотрап замечают странные звуки, которые издает работающая на низких оборотах турбина: то ли металлический лязг, то ли бряцанье бутылок — еще похлеще, чем в детстве, когда к остановке подкатывает ЛиАЗ-677. Тут же просыпается аэрофобия: посмотрите, что-то не то с самолетом, как на нем лететь? Караул! Рассказываем подробнее, что это такое.

Во-первых, не турбина, а двигатель. Турбина — это только небольшая часть турбовентиляторного двигателя, которые устанавливаются на современные самолеты. И “реактивным” этот двигатель называть неправильно, потому что реактивной струей в них создается от силы 20% тяги, а остальную тягу создает вентилятор. Вентилятор — это как раз та часть, которая находится впереди двигателя и вы видите, как он вращается.

Во-вторых, во время посадки пассажиров двигатель не работает. Не на малом газу, никак. Он просто выключен полностью, и запуск двигателей начинается только после окончания посадки, буксировки и получения разрешения от диспетчера. Вентилятор же вращается от ветра! Попробуйте хорошенько дунуть на бытовой вентилятор или чуть-чуть дунуть на компьютерный — они тоже начнут вращаться.

Так, стоп, вы же явно слышите характерный свист работающего двигателя! Правильно, это работает вспомогательная силовая установка (ВСУ, APU) в хвосте; от нее на стоянке при отсутствии наземного источника (GPU) запитаны электросистемы, система кондиционирования и вентиляции и т.д. Вентилятор вращается ветром и только ветром! (И, кстати, именно поэтому если самолет ставится на стоянку надолго, например, на ночь, двигатели закрывают чехлами, чтобы не крутились просто так, и чтобы ветром внутрь не нанесло пыли, грязи, снега и т.п.)

ВСУ самолета семейства Airbus A320

Вентилятор состоит из множества лопаток, которые при его вращении захватывают воздух и проталкивают его дальше, создавая тягу. Каждая лопатка закреплена в пазу на роторе. Но на некоторых моделях двигателей они закреплены не жестко, а имеют определенный люфт (свободный ход), что снижает нагрузки в рабочем режиме. То есть, “болтаются” они не из-за того, что двигатель изношен, а потому, что так задумано.

При этом на таких двигателях лопатки оснащены бандажными полками, которые увеличивают жесткость лопатки, а также не дают ей вибрировать под нагрузкой: поток воздуха, воздействующий на полку, как бы дополнительно удерживает ее.

Ротор двигателя и пазы (замки) крепления лопаток

Лопатка с бандажной полкой

Лопатки с полками и ротор

Когда вентилятор вращается под действием ветра на низких оборотах, соседние лопатки, расположенные в определенных положениях (в верхней и нижней точках), как бы “переваливаются” и стукаются полками друг об друга. А когда двигатель начинает работать, то обороты вентилятора увеличиваются и центробежная сила уже не дает лопаткам болтаться: они выстраиваются строго вдоль радиусов и не касаются друг друга.

Описанная конструкция вентиляторов используется, например, на двигателях Pratt&Whitney JT9D (на Boeing 747), Rolls-Royce RB211 (модификации Boeing 747, 757, 767), CFM 56-3 (устанавливаются на все Boeing 737-300, 737-400, 737-500) и CFM 56-5 (Airbus A318, A319ceo, A320ceo, A321ceo), а вот на CFM 56-7 (Boeing 737-600, 737-700, 737-800, 737-900, 737-900ER) лопатки имеют другую форму без бандажных полок, закреплены жестко и не брякают. На двигателях CFM LEAP (737 MAX, A320neo) лопатки закреплены жестко и выполнены из композитных материалов и тоже не брякают.

Источник