Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

[STARSHIP 2]

Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Er stempelmotorer mindre utsatt enn turbin? Det er vel ikke så farlig å ta av med et småfly..?

 

[O_K_]

Re: Vulkanutbrudd på Island (fly og operative forhold)

Er stempelmotorer mindre utsatt enn turbin? Det er vel ikke så farlig å ta av med et småfly..?

Du må se litt på hvilke typer skade som kan skje:

- Skader på skrog og overflater som følge av "sandblåsingseffekt". Her er fart avgjørende, og propellfly går senere så overflatene på flyet spares, dog vil vel propellbladene ha ganske høy fart ytterst. Generellt vil jeg vel tro at denne type skader er mindre for propellfly.

- Skader i motor. Vulkansk aske består av meget skarpe partikkler som nok vil skade en stempelmotor ganske grundig om det først kommer inn i sylinderen. Dog er det vel luftfilter på de fleste stempelmotorer, og så lenge dette gjør jobben, og ikke tetter seg fullstendig burde vel kanskje motoren overleve. Tett luftfilter vil bety motorstans. Tror forbrenningstemperatur er under smeltepunktet for vulkansk aske.

En jetmotor kan ikke filtrere all luft (for stort luftbehov), og den har høyere forbrenningstemperatur. I tillegg til erosjon og slipeeffekt i kompressortrinnene kan man få alvorlige korrosjonsskader i forbrennningstrinnet om asken smelter. Asken er i hovedsak oksyder med litt fluorid i, dette er meget korrosivt. Jeg jobber selv daglig med høytemperatur saltsmelte som er langt "snillere" (kloridsmelter) og det er vanskelig nok med tanke på materialvalg.

Uansett, jeg ville aldri tatt et stempeldrevet fly inn i et slikt område, rett og slett fordi selv små mengder støv som kommer inn i motoren kan gi store senskader lenge etterpå.

 

[STARSHIP 2]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Jeg tenker egentlig mer på en lokaltur et sted man ikke merker noe på bakken.. Strengt tatt burde ikke flyet ta mere skade enn en bil som kjører litt fort.

Ellers ser man bilder fra vulkaner på Island filmet fra fly, merkelig at de tørr, regner med at konsentrasjonen de flyr gjennom fort kan bli litt høyere enn her..?

 

[O_K_]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Det er forskjell på 80-100km/t og 800km/t, og alle biler har luftfilter på motoren.

Vinden blåser asken østover, så å oppholde seg vest for vulkanen er trygt. Reykjavik var åpen for trafikk i alle fall for et par timer siden.

 

[STARSHIP 2]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Jeg flyr normalt i 115kt, dvs ca 200km/t. Få stempelfly flyr vel noe særlig fortere enn 250kt. Uansett, det jeg er mest engstelig for ville vært instrumentering etc. Blir ikke overbevist om at det er farlig å fly når jeg hverken ser eller lukter noe Trenger ikke fly høyt..

 

[Andre1980]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Da er de første skadene kommet også...

Finske F-18 Hornet fly var ute på tokt på torsdag morgen og fløy inn i askeskyen. I etterkant viste det seg at støv hadde smeltet inni motorene slik at ventilasjonskanalene ble blokkert.

http://www.aftenbladet.no/utenriks/1190938/Finske_jagerfly_oedelagt_av_vulkanaske.html

 

[gustavf]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Jeg fikk så vidt med meg en radionyhet i ettermiddag om flyteknikere som mente at flyforbudet var for strengt. Noen som har noe mer informasjon om den saken?

 

[Jumper G5]

Re: Vulkanutbrudd på Island (hovedtråd - fly og operative forhold)

http://www.flightglobal.com/article...engine-check-reveals-effects-of-volcanic.html

Beklager hvis dette har vært inne her før, men her er noen bilder og litt facts om Finlands F-18-motorer, som ble eksponert en kortere periode på onsdag, før skyene begynte å "ta av" på ordentlig.

 

[Dag Johnsen]

Re: Vulkanutbrudd på Island (fly og operative forhold)

Heisann OK

...En jetmotor kan ikke filtrere all luft (for stort luftbehov), og den har høyere forbrenningstemperatur. I tillegg til erosjon og slipeeffekt i kompressortrinnene kan man få alvorlige korrosjonsskader i forbrennningstrinnet om asken smelter...

Du gir en god beskrivelse av skadene som kan oppstaa i en turbinmotor og jeg skal bare legge til litt; Faren for at vulkan asken danner en syre blanding er ikke saa stor som man skulle tro og flere tester etter at fly har vaert igjennom vulkansk aske viser pH verder fra 5.5 til 6.0. Asken er ofte beskrevet som en talkum konsistens og har som du sier en stor "slipe effekt"... men jeg har lest et sted om et U2 fly som samlet luftpartikler i en stor hoeyde der ingen akse var synlig. Disse luftpartiklene hadde inneholdt svovel of Ph verdier helt ned til 2.0...

Problemet i motorene er at asken smelter i forbrenningskammeret og blir "flytende" plasma. Den vil legge seg paa turbin dysene og turbinbladene og senke turbin dyse aapningen (A4 throat area) og kan begrense luftstroemmen igjennom motoren. Dette vil som regel skape en choked forhold og motoren vil steile. Maaten aa oeke steile marginen paa motoren er aa aapne alle bleed systemer slik at kompressoren blir avlastet. Selfoelgelig maa motoren skiftes etter et slikt tilfelle da dette stoevet kommer inn i kjoelepassasjene i turbin dyser og turbin blader.

Skader paa fly er som beskrevet sliping av vinduer, forkanten av vinger og haleparti. Det kan ogsaa komme aske inn i pitot systemet og luftanlegget og ogsaa samle seg i de smurte delene av flyet som flap systemer osv.

Jeg har litt erfaring med dette da vi hadde store problemer med vulkansk aktivitet nede i Indonasia og manglene NOTAMS der vi opererte CMI DC10 ned til Bali osv.

Dag

 

[BSSW]

Re: Vulkanutbrudd på Island (hovedtråd - fly og operative forhold)

Det virker for meg litt spesielt at det kun er jagerfly som har merket noe når det er mange sivile fly som også har flydd gjennom områdene.. Er det vesentlig forskjell på temperaturen i jagermotorer vs brede fanmotorere (med high bypass ratio)?

Det har antagelig noe med at motorer til jagerfly er low-bypass motorer og mer av luften går gjennom kjernen (og blir oppvarmet og asken smelter) mens mye av luften i en high-bypass motor går utenfor kjernen (og asken smelter dermed ikke).

Derfor vil nok de merke det mer enn passasjerflyene. Men skal ikke si hvordan det blir med turbopropene, der all luft går gjennom kjernen. Men hvis det er "nok vekt" i askepartiklene så kan det vær at de blir "kastet" ut av innsuget uten å gå gjennom motoren. Men det vet jeg ikke om det er.

 

[Peppep]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Dag / andre: har det vært noen utvikling på denne fronten siden BA9-hendelsen, som tross alt er over 30 år siden? Ville effekten på dagens jetmotorer vært annerledes? Hvis ikke, skyldes det manglende mulighet, kunnskap, vilje, økonomi eller noe annet?

 

[LN-MOW]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Det har vært stor utvikling på motorfronten, men vulkanbransjen har ikke vist vilje til å gjøre endringer på partikkelfronten, noe som desverre gjør motorutviklingen lite effektiv akkurat på dette området ...

 

[Peppep]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Nå har teknologien klart å overvinne ganske mange hindre som virket umulig tidligere. For eksempel nevnes det tidligere i tråden at stempelmotorer har luftfilter, som ikke lar seg gjøre for jetmotorer med dagens teknologi. En av de naturlige tankegangene blir da at kanskje bedre filtre i fremtiden kan filtrere nok og samtidig gi tilstrekkelig med lufttilførsel, også til jetmotorer. Jeg er ikke ingeniør, og det kan hende at ideen er søkt - men har det blitt forsøkt?

Et av de andre problemene er statisk elektrisitet, og St. Elmo's fire. Man klarer ganske mye utrolig i dagens fly, for eksempel synes jeg at det er fascinerende at alle(?) moderne fly tåler lynnedslag pga lynavleder, og kan fly rett gjennom en "red cell". Er det sett på muligheten for å forhindre/motvirke St. Elmo's fire?

Jeg mener ikke at bransjen skal klare å gjøre flyene asketrygge (sorry, måtte bare ), slik at man ville ha gjennomført trafikken som normalt ved et nytt stort utbrudd. Men det må vel være i alles interesse at man forsøker å gjøre maskinene bedre rustet mot det, om det skulle skje uforutsett (f.eks. BA9). Hvis man venter på at vulkanbransjen og vulkanregjeringen skal handle, vil jeg si at det går på "manglende vilje"-forslaget mitt i det forrige innlegget.

 

[LN-MOW]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

En av de naturlige tankegangene blir da at kanskje bedre filtre i fremtiden kan filtrere nok og samtidig gi tilstrekkelig lufttilførsel, også til jetmotorer. Jeg er ikke ingeniør, og det kan hende at ideen er søkt - men har det blitt forsøkt?

Mener det var Dag Johnsen som kom med et innlegg i siste askekrise at disse partiklene var så fine at et slikt filter måtte være så finmasket at det ikke er mulig å få igjennom nok luft. Et annet problem er jo at et slikt filter trolig vil tette seg til siden det nødvendigvis må ligge før luftinntaket - med samme resultat ..

Men andre kan sikkert mer om dette enn meg.

 

[Discus]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

For eksempel nevnes det tidligere i tråden at stempelmotorer har luftfilter, som ikke lar seg gjøre for jetmotorer med dagens teknologi.

Mener det var Dag Johnsen som kom med et innlegg i siste askekrise at disse partiklene var så fine at et slikt filter måtte være så finmasket at det ikke er mulig å få igjennom nok luft. Et annet problem er jo at et slikt filter trolig vil tette seg til siden det nødvendigvis må ligge før luftinntaket - med samme resultat ..

Og stempelmotorer er jo ofte mye grovere og tåler antagelig en del mer enn jetmotorene på det området. I turbinene går alt i høy hastighet (både vister og luftstrøm), høy temperatur og med millimeterpressisjon. (Liten digresjon: var på båt med dampturbin i gamledager, og var det vanndråper i dampen ville de ødelegge turbinen)

 

[Peppep]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Mener det var Dag Johnsen som kom med et innlegg i siste askekrise at disse partiklene var så fine at et slikt filter måtte være så finmasket at det ikke er mulig å få igjennom nok luft. Et annet problem er jo at et slikt filter trolig vil tette seg til siden det nødvendigvis må ligge før luftinntaket - med samme resultat ..

Men andre kan sikkert mer om dette enn meg.

Ja, noe av dette er nevnt tidligere i tråden. Kanskje et grovere filter som tok unna en del, men ikke alt (nærmere utbruddet = større partikler?), hadde forsinket dannelsen av "plasma"? Kanskje sensorer som varslet ved antydning til redusert lufttilførsel, for å gjøre pilotene oppmerksom på problemet tidligere, ettersom en tørr askesky ikke er synlig på radar? Jeg tenker bare høyt.

Spørsmålet var for øvrig om det hadde vært utvikling på akkurat denne fronten (ikke motorer generelt), og tråden omhandler for så vidt også påvirkning på flyene totalt sett, ikke bare motorene. Kunne overflatene ha vært behandlet på en annen måte for å forhindre/redusere sliping? Særlig vinduene i cockpit, slik at man ikke i tillegg ble "blind".

 

[LN-MOW]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Det er nok like mye at kostnadsspørsmål. Asken vil bryte ned materialene i motoren og en flymotor er DYR. En eskalering av dette vil gi enorm utgifter. Det samme med f.eks. cockpitvinduene. Hvis det finnes et slikt materiale, vil kostnadene trolig gjøre det urealistisk i praksis.

 

[Superhai]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Aske fra vulkaner er et så pass stort problem at det er interessant både økonomisk og forskningsmessig å finne en eller annen form for løsning. Jeg er heller ikke ingeniør, men fanjet-motorer baserer seg jo på å komprimere luft, så da vil vel virkningsgraden være gjenspeilet i hvor mye volum luft man får inn - men kanskje filtre som kun brukes om man forventer problemområder er mulige. Overflatebehandling eller spesiallegeringer av bladene er vel mulig, men alt jeg har hørt og lest om asken er at det stort sett blir værende uansett hva man har.

 

[Dag Johnsen]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Heisann Peppep!

Dag / andre: har det vært noen utvikling på denne fronten siden BA9-hendelsen, som tross alt er over 30 år siden? Ville effekten på dagens jetmotorer vært annerledes? Hvis ikke, skyldes det manglende mulighet, kunnskap, vilje, økonomi eller noe annet?

Jeg tror du har faatt svar paa dette allerede og det ville ikke vaere praktisk aa sette et filter paa en turbofan/turbojet paa grunn av det store luftbehovet. Selv om du fikk dette til, og kom inn i en askesky, saa ville dette filteret tette seg saa fort at motoren ville feilet.

Naar dette er nevnt saa maa det ogsaa nevnes at det har vaert en enorm utvikling av turbinmotorer i de siste 30 aarene med store reduksjoner i fuel forbruk, karbon utslipp, etc., og gangtid har okekt til mer enn tredobbelt av tidligere motorer.

Utvikling paa askesky fronten kommer fra bedre varslingsmetoder der man kan bedre beregne hvor asken befinner seg og ogsaa tettheten av disse skyene. Det hysteriet som spredde seg i Europa etter Eyafjallajoekull utbruddet var helt utrolig, og det var stor uenighet om hvor man trygt kunne operere. Disse plottene saa "virkelige" nok ut, men det var liten vitenskap bak disse. Alaskan og Nortwest (naa Delta) derimot har drevet med slike beregninger i aarevis og vi bruker disse tjenestene naar vi opererer i omraader med vulkan aske. Fly og motor produsenter har ogsaa gjort nye beregninger av aske toleranse som vi haaper staar i samsvar med nye og bedre varslingsmetoder.

Dag

 

[Peppep]

Re: Hvordan vulkansk aske påvirker fly og motorer

Takk for svar.

Fly og motor produsenter har ogsaa gjort nye beregninger av aske toleranse som vi haaper staar i samsvar med nye og bedre varslingsmetoder.

Men asketoleransen i seg selv er uendret, etter det jeg forstår? Jeg tenker bredt, et filter var bare et eksempel.

Har du noen tanker om hva som potensielt kunne ha vært gjort annerledes hvis ressurser/økonomi ikke var en begrensning? Det blir selvfølgelig veldig hypotetisk, men jeg tenker alt fra materialvalg, motorstruktur m.v.