Сконструированы ли реактивные двигатели таким образом, чтобы взрыв вызывал наименьшие возможные повреждения?

Большая часть (кинетической) энергии находится в лопатках и диске вентилятора, турбины. Двигатель заключен в защитную камеру, целью которой является защита остальной части самолета от осколков в случае отказа диска или лопасти вентилятора. Вот видео теста, в котором имитируется отказ лопасти вентилятора:

К сожалению, диск и лопасти турбины имеют слишком много энергии, чтобы их можно было реально сдержать. (Другими словами: требуемое экранирование было бы слишком толстым и тяжелым.)

Отказы двигателей, когда обломки или осколки могут покинуть камеру содержания, называются неизолированными отказами двигателя , и они очень редки, но все же случаются.

Поскольку локализовать отказ лопатки или диска турбины невозможно, риски снижаются различными способами, например, требуя регулярных, очень подробных проверок и чрезвычайно жестких допусков.

Основное внимание производителей двигателей к минимизации повреждений уделяется большому вентилятору в передней части турбовентиляторного двигателя. В Консультативном циркуляре FAA 33-5 обсуждаются правила, касающиеся этого. Изготовитель должен показать, что лопасти, вращающиеся на самых высоких оборотах в худшем случае, могут быть успешно локализованы. Только через 15 секунд после события оператору разрешается регулировать органы управления двигателем. Двигатель и связанная с ним конструкция также должны выдерживать возникающий дисбаланс до конца полета, особенно для сертификации ETOPS. Пока ветряк будет создавать сопротивление, самолет все равно останется управляемым.

Однако отказ двигателя является чрезвычайно динамичным событием, рассеивающим большое количество энергии. Производитель самолетов должен обеспечить, чтобы двигатели не представляли угрозы безопасности полета в случае неконтролируемого отказа двигателя. В консультативном циркуляре FAA 20-128A обсуждаются некоторые методы сведения к минимуму опасности неконтролируемого отказа двигателя самолета. Ниже приведен рисунок из этого документа, показывающий типичное расположение систем в фюзеляже.

Каждая критическая система будет иметь резервирование и проложена таким образом, чтобы обломки от отказа двигателя не могли повредить достаточно систем, чтобы помешать безопасности полета. Ниже показан двигатель, установленный в хвостовой части, на котором показаны траектории обломков в зависимости от расположения систем.

FAA также опубликовало отчет об анализе неудерживаемых обломков крупных двигателей . Этот отчет полон статистики и фотографий повреждений, вызванных неконтролируемыми отказами двигателя. При анализе учитывается размер обломков, скорость, с которой они сталкиваются с другими конструкциями, и относительные углы между обломками и поверхностью удара.

Одной из наиболее важных систем для защиты в двухмоторном самолете является оставшийся двигатель. Экранирование может потребоваться для предотвращения пересечения обломками одного двигателя и повреждения критических частей другого двигателя. Производители также пытались запатентовать способы наклона двигателей, чтобы они не попадали на пути обломков друг друга.

Новые технологии, такие как вентиляторы с открытым ротором, создают дополнительные проблемы для защиты самолета от поломки лопастей, поскольку для них нет корпуса вентилятора.

Реактивный двигатель может не выдержать сильного взрыва (по какой-либо причине), но существуют различные обязательные меры, которые помогают защитить планер.

• Двигатели обычно устанавливаются таким образом, чтобы они срезались чисто и вдали от планера.
• Есть несколько AC, таких как этот и этот , которые обсуждают, как справляться с различными правилами безопасности и соблюдать их в отношении неограниченного отказа лопасти и неограниченного отказа ротора, а также этот вопрос о загрузке пилона.
• Самолеты, как правило, производятся в соответствии с очень высокими стандартами, чтобы в первую очередь предотвратить возникновение проблем, что в некотором смысле является соображениями безопасности.

Кожухи могут быть спроектированы таким образом, чтобы сдерживать отказы вентилятора, но если сердцевина развалится, из вас вылетит довольно высокоскоростная шрапнель, которую не остановит ничто, кроме четвертьдюймовой броневой пластины.

Основной конструктивной особенностью, которую вы обычно видите для снижения риска разрыва, является размещение кабельных трасс и гидравлических трасс, где есть избыточные трассы, разнесенные в фюзеляже, чтобы уменьшить риск того, что осколки вырвут все кабельные трассы из-за разрыва (как случилось с этим DC-10 много лет назад, потому что они были вынуждены бежать рядом с хвостовым двигателем, чтобы добраться до киля). Вы также можете увидеть стратегически расположенные броневые пластины, расположенные между кабелем и диском турбины, где одиночный пролет имеет решающее значение для безопасности.

Помимо этого, контроль рисков в основном связан с обслуживанием и проверкой компонентов, так же как и с такими вещами, как первичная структура. Когда турбина взрывается, это обычно происходит из-за какого-то микроскопического производственного дефекта в диске, который остался незамеченным и попадает в категорию случайных дерьмовых происшествий. Как я люблю говорить, это опасный мир для всех, кроме камней.