توقف الضاغط

التوقف الدوراني هو اضطراب موضعي في تدفق الهواء داخل الضاغط، مما يؤدي إلى استمرار توفير الهواء المضغوط، ولكن بكفاءة أقل. يحدث التوقف الدوراني عندما تتعرض نسبة صغيرة من أسطح الشفرات لانفصال التدفق ، مما يعطل تدفق الهواء الموضعي دون التأثير على استقرار الضاغط. تُشكل أسطح الشفرات المتوقفة جيوبًا من الهواء الراكد نسبيًا (تُعرف بخلايا التوقف )، والتي تدور حول محيط الضاغط بدلًا من التحرك في اتجاه التدفق. في حالة التوقف الجزئي ، يحدث انفصال التدفق فقط في الأجزاء الخارجية من الشفرات، بينما في حالة التوقف الكامل ، ينفصل التدفق على طول الشفرة بالكامل.

تدور خلايا التوقف مع شفرات الدوار، ولكن بسرعة أبطأ من سرعة الدوار؛ ففي حالة التوقف الجزئي، تدور خلايا التوقف عادةً بنسبة 50 إلى 70% من سرعتها، بينما في حالة التوقف الكامل، يكون عدد خلايا التوقف أقل من عددها في حالة التوقف الجزئي، وتدور بسرعة أبطأ، عادةً بنسبة 20 إلى 40% من سرعة الدوار. تؤثر خلايا التوقف على الأجنحة اللاحقة حول الدوار عند مرور كل منها بها. ينتشر عدم الاستقرار حول حلقة مسار التدفق نتيجة انسداد خلية التوقف، مما يُسبب ارتفاعًا مفاجئًا في زاوية السقوط على الشفرة المجاورة. تتوقف الشفرة المجاورة نتيجةً لهذا الارتفاع المفاجئ، مما يُسبب "دوران" خلية التوقف حول الدوار. كما يمكن أن تحدث حالات توقف محلية مستقرة متناظرة محوريًا، تُغطي محيط قرص الضاغط بالكامل، ولكن جزءًا فقط من مستواه القطري، بينما يستمر باقي سطح الضاغط في تمرير التدفق الطبيعي.

قد يكون التوقف الدوراني لحظيًا، نتيجةً لاضطراب خارجي، أو قد يكون مستمرًا مع وصول الضاغط إلى حالة توازن تشغيلي بين المناطق المتوقفة وغير المتوقفة. تُقلل حالات التوقف الموضعية بشكل كبير من كفاءة الضاغط وتزيد من الأحمال الهيكلية على الأجنحة الهوائية التي تواجه خلايا التوقف في المنطقة المتأثرة. مع ذلك، في كثير من الحالات، تكون أجنحة الضاغط الهوائية مُحمّلة بشكل حرج دون قدرة على استيعاب الاضطراب في تدفق الهواء الطبيعي، بحيث تؤثر خلايا التوقف الأصلية على المناطق المجاورة، وتتوسع منطقة التوقف بسرعة لتؤثر على الضاغط بأكمله.

يُعرف التوقف المحوري المتناظر ، أو ما يُسمى بارتفاع ضغط الضاغط ، بأنه انهيار كامل في عملية الضغط، مما يؤدي إلى انعكاس تدفق الهواء المضغوط وخروجه بعنف من مدخل المحرك، وذلك نتيجة عجز الضاغط عن مواصلة العمل في مواجهة الهواء المضغوط الموجود خلفه. يحدث هذا إما بسبب ظروف تتجاوز قدرة الضاغط على رفع الضغط، أو بسبب تحميله الزائد الذي يجعله غير قادر على استيعاب اضطراب لحظي، مما يُسبب توقفًا دورانيًا قد ينتشر في أقل من ثانية واحدة عبر الضاغط بأكمله.

سيعود الضاغط إلى تدفقه الطبيعي بمجرد انخفاض نسبة ضغط المحرك إلى مستوى يسمح للضاغط بالحفاظ على تدفق هواء مستقر. مع ذلك، إذا استمرت الظروف التي أدت إلى التوقف، فإن عودة تدفق الهواء المستقر ستعيد الظروف التي كانت سائدة وقت حدوث الاندفاع، وستتكرر العملية. ^{[ 2 ]} يُعدّ هذا النوع من التوقف "المُغلق" أو التوقف المُتكرر ذاتيًا خطيرًا للغاية، حيث تتسبب مستويات الاهتزاز العالية جدًا في تسارع تآكل المحرك واحتمالية تلفه، بل وحتى تدميره بالكامل نتيجةً لكسر ريش الضاغط والجزء الثابت ودخولها لاحقًا، مما يؤدي إلى تدمير مكونات المحرك الأخرى.

يمكن أن تتسبب الأمور التالية، إذا كانت شديدة بما يكفي، في حدوث توقف أو تذبذب.

• يمكن أن يؤدي ابتلاع الأجسام الغريبة الذي ينتج عنه أضرار، بالإضافة إلى تآكل الرمال والأوساخ، إلى خفض خط المد والجزر.
• يؤدي تراكم الأوساخ في الضاغط والتآكل الذي يزيد من خلوص طرف الضاغط أو تسربات مانع التسرب إلى رفع خط التشغيل.
• قد يحدث فقدان كامل لهامش الأمان مع تذبذب عنيف في ضغط الهواء عند اصطدام طائر . وتُعدّ عمليات السير على الأرض، والإقلاع، والتحليق على ارتفاع منخفض (عسكري)، والاقتراب من الهبوط، جميعها من المناطق التي تُشكّل فيها اصطدامات الطيور خطرًا. فعندما يبتلع ضاغط الهواء طائرًا، يتسبب الانسداد الناتج وتلف سطح الجناح في تذبذب ضغط الهواء في الضاغط. ومن أمثلة الحطام الموجود على مدرج الطائرات أو سطح حاملة الطائرات والذي قد يُسبب أضرارًا: قطع من مطاط الإطارات، والنفايات، والصواميل، والمسامير، وقطع سقطت من طائرات أخرى . ^{[ 3 ]} ويتم تنظيف مدارج الطائرات وأسطح حاملات الطائرات بشكل دوري كإجراء وقائي لمنع ابتلاع الأجسام الغريبة.
• تشغيل الطائرة خارج نطاق تصميمها؛ على سبيل المثال، مناورات طيران متطرفة تؤدي إلى انفصال تدفق الهواء داخل مدخل المحرك، والطيران في ظروف التجلد حيث يمكن أن يتراكم الجليد في المدخل أو الضاغط، والطيران على ارتفاعات مفرطة. ^{[ 4 ]}
• تشغيل المحرك خارج نطاق إجراءات دليل الطيران؛ على سبيل المثال، في محركات الطائرات النفاثة القديمة، كانت تُجرى حركات مفاجئة للخانق ( تسارع مفاجئ ) بينما كانت ملاحظات الطيار تنص على حركات بطيئة للخانق. أدى الإفراط في تزويد الوقود إلى رفع خط التشغيل حتى وصل إلى خط التذبذب. (تم توسيع قدرة التحكم في الوقود للحد تلقائيًا من الإفراط في تزويد الوقود لمنع التذبذب).
• تدفق الهواء المضطرب أو الساخن إلى مدخل المحرك، على سبيل المثال، استخدام الدفع العكسي عند سرعة أمامية منخفضة، مما يؤدي إلى إعادة دخول الهواء الساخن المضطرب أو، بالنسبة للطائرات العسكرية، دخول غازات العادم الساخنة الناتجة عن إطلاق الصواريخ.
• الغازات الساخنة الناتجة عن إطلاق النار والتي قد تؤدي إلى تشوه المدخل؛ على سبيل المثال، طائرة ميكويان ميج-27 وطائرة فيرتشايلد ريبابليك إيه-10 ثندربولت 2 .