Che cos’è un sovraccarico del compressore?

Un picco del compressore è un flusso attraverso un compressore che è contro la direzione del flusso durante il normale funzionamento o un flusso oscillante in entrambe le direzioni. Il picco può causare una condizione nota come stallo del compressore, che arresta il compressore e può causare gravi danni. Nel caso dei motori a turbina, come i motori degli aerei a reazione, un’impennata che provoca uno stallo può causare l’arresto del motore, o addirittura il guasto, se danneggiato. È noto che questo guasto è stato la causa di numerosi incidenti aerei, tra cui il famoso atterraggio di emergenza di un jet A320 della US Airways nel fiume Hudson vicino a Newark, nel New Jersey nel 2009. L’aumento del compressore è anche un fenomeno noto agli ingegneri automobilistici e appassionati come può verificarsi nei turbocompressori nei motori delle automobili.

I motori degli aerei, in particolare le turbine e i motori a reazione sono più frequentemente oggetto di discussione quando si parla di sovratensione del compressore. Un certo numero di condizioni può portare a questo fenomeno, ma si verifica principalmente in condizioni in cui il compressore è sovraccarico oltre la sua capacità di spostare più aria. In sostanza, la contropressione dell’aria compressa espulsa dal compressore supera la capacità massima del compressore. Ciò provoca un improvviso e violento riflusso dell’aria nella direzione opposta al normale flusso. A seconda della gravità del picco e di altre condizioni, ciò può comportare una serie di flussi oscillanti avanti e indietro attraverso il compressore o causare l’arresto o il guasto del compressore.

Quando un motore a reazione subisce un aumento del compressore, la violenta inversione del flusso d’aria di solito provoca un forte rumore di colpi e un’espulsione di aria o fiammata dall’aspirazione del motore. Ciò può danneggiare il motore e causare un guasto completo del motore. Nei casi meno gravi, provoca semplicemente lo stallo del motore o lo sputtering. I primi motori a reazione hanno sperimentato questo fenomeno più spesso a causa dei primitivi sistemi di erogazione del carburante. Poiché le condizioni che causano il sovraccarico del compressore si accumulano e si avvicinano a un punto critico, i moderni motori a reazione dispongono di sistemi automatici per misurare l’erogazione del carburante per aiutare a prevenire i picchi. Tuttavia, detriti, condizioni estreme o altri guasti alle apparecchiature possono causare un aumento del compressore.

Per gli appassionati di auto, il fenomeno dell’aumento del compressore come sperimentato da un turbocompressore provoca un suono “chattering” dal motore. Si tratta in realtà di una serie di rumori di battito a una frequenza rapida mentre i gas di scarico nel turbocompressore oscillano, causando l’arresto e l’avvio del meccanismo o l’accelerazione e il rallentamento, con conseguente erogazione molto irregolare di spinta o potenza. Il fenomeno può verificarsi in qualsiasi sistema chiuso che utilizzi un compressore con un flusso in una direzione specifica durante il normale funzionamento. Qualsiasi accumulo di pressione contro la direzione del flusso che provoca un’inversione di quel flusso attraverso un compressore può essere chiamato un aumento del compressore.