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El pompaje o la pérdida del compresor es una situación anormal que es el resultado de la aparición del fenómeno de pérdida en los alabes del compresor de un motor a reacción con turbina de gas. Esta pérdida se da fundamentalmente en los turborreactores con compresores dinámicos del tipo axial aunque puede aparecer también en los turboarrancadores.
Debido a la aparición de esta pérdida en los álabes del compresor, este pierde la habilidad de comprimir correctamente al aire necesario para la combustión, lo que causa una caída brusca de la potencia que solo puede ser suprimida por la disminución del flujo de combustible a la cámara de combustión. Hay casos en los que el fenómeno se manifiesta de forma imperceptible.
Los compresores modernos se diseñan cuidadosamente para evitar o disminuir la aparición del pompaje dentro del diapasón operativo (regímenes) del motor. Este fenómeno era algo muy común en los primeros motores a reacción, que contaban con una aerodinámica simple y con el control del consumo de combustible manual o mecánico. Estas deficiencias fueron suprimidas con la llegada de los agregados automáticos, ya sean hidromecánicos o eléctricos. Un ejemplo de esto es el sistema FADEC.
Las pérdidas rotacionales son una perturbación local del flujo de aire del compresor, en la cual, a pesar de que este sigue comprimiendo el aire, un grupo de álabes de un rotor cualquiera caen en pérdida sin llegar a desestabilizar el trabajo del compresor. Estos álabes crean zonas turbulentas que rotan en la dirección en la que gira la etapa del rotor en la que se encuentran los álabes afectados. Estas zonas sin embargo, rotan del 50 al 70% de la velocidad del rotor y como tal son capaces de afectar todos los álabes de un mismo rotor.
Las pérdidas rotacionales pueden ser momentáneas, siendo el resultado de una perturbación externa o pueden ser constantes, en caso de que resulte un equilibrio entre las áreas afectadas y las que no lo están. Las pérdidas locales reducen en gran medida la relación de compresión, afectado la eficiencia del compresor y aumentando las cargas estructurales a las que son sometidos los álabes. En muchos casos, los álabes del compresor pierden la capacidad de estabilizar las perturbaciones y las áreas turbulentas crecen y se convierten en una pérdida total del compresor.
La "sobrecarga del compresor" o "sobrecarga de presión" es la caída total de la compresión en el compresor del motor como resultado de la reversión del flujo de aire y la expulsión violenta del mismo por el canal de entrada. Los compresores de los motores a reacción tienen un límite a partir del cual ya no pueden aumentar más la presión del aire. Debido a un exceso extremo de aire a la entrada del compresor, este alcanza el límite de presión máxima posible y por lo tanto pierde la habilidad de comprimir y el exceso de aire es rechazado. Por lo tanto, también pierde la posibilidad de corregir las perturbaciones creadas por las pérdidas rotacionales que se propagan por todo el compresor convirtiéndose en un pompaje o pérdida total del compresor.
El compresor volverá a la normalidad una vez que la relación de presión en el motor se estabilice a niveles a los cuales el compresor sea capaz aceptar el flujo estable de aire. Sin embargo, si las condiciones que indujeron la pérdida se mantienen, el regreso del flujo estable traerá como consecuencia la aparición una vez más de la sobrecarga de presión y el proceso se repetirá(se producen vibraciones de alta frecuencia).[2] Es por eso que el pompaje es muy peligroso, ya que puede resultar en la destrucción del motor.
El "pompaje" o "pérdida del compresor" son pérdidas aerodinámicas durante las cuales los álabes del compresor exceden sus posibilidades de sustentación. Este puede ocurrir por varias razones y trae como consecuencia que el compresor pierda su potencia o se pase de los límites para los que fue diseñado.
El pompaje del motor es reconocible inmediatamente porque produce una explosión muy sonora que proviene del motor, que puede repetirse continuamente mientras se mantengan las condiciones que la crean. Reportes de llamaradas que se eyectan del motor son comunes durante estos fenómenos de pérdida. Estos fenómenos pueden venir acompañados de un aumento de la temperatura y de las revoluciones debido a la reducción del trabajo del compresor y en el caso de los aviones con múltiples motores, pueden originar un resbalamiento en la dirección del motor afectado, al perder el empuje. Grandes fuerzas de estrés pueden afectar al motor y a la estructura, debido a la gran resistencia aerodinámica que crea el compresor del motor afectado.
Las medidas que se toman para evitar el pompaje varían en dependencia del tipo de motor y de la situación creada. La medida fundamental en casi todos los motores turborreactores es la diminución inmediata del suministro de combustible al motor afectado. Sin embargo existen toda una serie de medidas constructivas que han agregado los fabricantes para evitar este fenómeno:
El motor del avión de reconocimiento supersónico SR-71 Black Bird, el P&W J58, era conocido por la tendencia a espectaculares pompajes, conocidos como "hard unstart" (algo así como "fuerte sobresalto"). Estas pérdidas del compresor eran tan violentas que hacían que el piloto se golpeara la cabeza contra la cúpula de la aeronave.
Este comportamiento se da debido a que la deflexión de las ondas de choque supersónicas se desplazaban más allá de las posiciones correctas en los límites de los canales de entrada de aire al motor, todo durante el vuelo supersónico. Cuando esto sucede, se crea una gran pérdida de aire en la toma específica donde sucede el fenómeno, lo cual enrarece el gas que penetra hasta los motores, creando como resultado el pompaje del compresor y una caída del empuje del motor afectado. La pérdida del empuje origina un violento resbalamiento en la dirección del motor afectado que requiere la acción rápida de la tripulación para evitar que la estructura resulte dañada por las grandes cargas que experimenta a estas velocidades. Los sobresaltos fueron la perdición de los pilotos del SR-71 hasta la aparición del control por ordenador de los motores, que redujo significativamente la aparición de tales fenómenos no deseados.
Durante el proceso de desarrollo del avión supersónico comercial Concorde, la aparición del pompaje en los motores se reconoció como un problema potencial. Debido a que el Concorde necesitaba un desempeño muy alto para volar sobre el Atlántico, los motores tenían que ser llevados en su funcionamiento muy cerca de su límite de sobrecarga. Durante uno de los programas de prueba, se dio el caso de que un pompaje aparecido en uno de los motores causó una expulsión violenta del aire que destruyó la rampa regulable a la entrada del canal de aire, esto a pesar de que en la mayoría de los casos el motor era físicamente capaz de soportar la sobrecarga. El problema fue resuelto cuando se desarrolló un sistema de control digital de las tomas de aire que calculaba la velocidad apropiada del rotor del compresor para mantenerlo por debajo del límite de sobrecarga y transmitía esta información a los controles de los motores. Desde entonces la sobrecarga de aire no resultó un problema en vuelos rutinarios.
La pérdida en 1977 del DC-9 del vuelo 242 de la Southern Airways mientras penetraba una nube de tormenta, fue adjudicada a la parición del pompaje, aparecido por la ingestión de una gran cantidad de agua y granizo que bloquearon la expulsión de las turbulencias por los mecanismos de sus dos motores JT8D-9. El accidente ocurrió sobre el estado de Georgia en los Estados Unidos. El pompaje en los motores fue tan severo como para causar su destrucción, obligando a la tripulación a realizar un aterrizaje forzoso en una vía pública; 62 pasajeros y 8 personas en tierra resultaron muertos del accidente.
El 6 de noviembre de 1967, el vuelo 159 de la TWA, un Boeing 707, mientras aceleraba para despegar succionó los gases calientes de los motores del vuelo 379, un DC-9 de Delta Air Lines. El primer oficial del vuelo de la TWA escuchó una explosión y creyendo que habían colisionado con el DC-9 de la Delta Air Lines, canceló el despegue. Debido a la alta velocidad de la aeronave, esta se salió de la pista, resultando heridos 11 pasajeros de 29 que abordaron el avión. Esta explosión fue el resultado del pompaje aparecido en los motores debido a la ingestión de los gases del DC-9 de Delta.
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El 15 de enero de 2009, el vuelo 1549 de la US Airways, un Airbus 320 amarizó en el río Hudson apenas 5 minutos después del despegue. La causa aparente fue la aparición del pompaje en ambos motores al pasar a través de una bandada de aves a los 90 segundos del despegue. Este mismo avión pudo haber sufrido un pompaje en el motor derecho dos días antes.[3][4]
Después de un incidente durante el cual un Airbus 321-200 experimentó un pompaje en ambos motores durante la trepada inicial el 5 de diciembre de 2008, una directiva de emergencia de aeronavegabilidad establecida por EADS, la 2008-228, solicitó a los operadores del motor CFM56-5B (también montado en el avión que amarizó en el río Hudson) que monitorearan las temperaturas de los motores y que se aseguraran de que estas temperaturas no sobrepasaran los 80 °C de deterioro. La FAA ha establecido el mismo requisito en la directiva de aeronavegabilidad AD 2009-01-01 con efecto inmediato.[5]
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