Što je prenapon kompresora?

Prenapon kompresora je protok kroz kompresor koji je suprotan smjeru protoka tijekom normalnog rada ili oscilirajući tok u oba smjera. Prenapon može dovesti do stanja poznatog kao zastoj kompresora, što zaustavlja kompresor i može uzrokovati ozbiljnu štetu. U slučaju turbinskih motora, kao što su motori mlaznih zrakoplova, prenapon koji rezultira zastojem može uzrokovati zaustavljanje motora ili čak otkaz, ako je oštećen. Poznato je da je ovaj neuspjeh bio uzrok niza avionskih nesreća, uključujući i poznato hitno ispuštanje aviona US Airwaysa A320 u rijeci Hudson blizu Newarka, New Jersey 2009. Prenapon kompresora također je fenomen poznat automobilskim inženjerima i entuzijasta kao što se može dogoditi u turbopunjačima u automobilskim motorima.

Zrakoplovni motori, posebice turbine i mlazni motori najčešće su tema kada se govori o prenaponu kompresora. Brojni uvjeti mogu dovesti do ovog fenomena, ali se prvenstveno događa u uvjetima u kojima je kompresor preopterećen izvan svoje sposobnosti da pomakne više zraka. U suštini, protutlak komprimiranog zraka koji se izbaci iz kompresora premašuje maksimalni kapacitet kompresora. To uzrokuje nagli i nasilan povratni tok zraka u suprotnom smjeru od normalnog strujanja. Ovisno o ozbiljnosti prenapona i drugim uvjetima, to može rezultirati nizom oscilirajućih tokova naprijed-natrag kroz kompresor ili uzrokovati zaustavljanje ili otkaz kompresora.

Kada mlazni motor doživi prenapon kompresora, nasilni preokret strujanja zraka obično rezultira glasnim udarcem i izbacivanjem zraka ili plamena iz usisnika motora. To može oštetiti motor i uzrokovati potpuni kvar motora. U manje teškim slučajevima to jednostavno rezultira zaustavljanjem motora ili prskanjem. Rani mlazni motori češće su doživljavali ovaj fenomen zbog primitivnih sustava za isporuku goriva. Budući da uvjeti koji uzrokuju prenapon kompresora i približavaju se kritičnoj točki, moderni mlazni motori imaju automatske sustave za mjerenje isporuke goriva kako bi se spriječili udari. Krhotine, ekstremni uvjeti ili drugi kvarovi opreme i dalje mogu uzrokovati prenapon kompresora.

Za auto entuzijaste, fenomen prenapona kompresora koji doživljava turbopunjač rezultira zvukom “cvokanja” iz motora. Ovo je zapravo niz zvukova udaranja na brzoj frekvenciji dok ispušni plinovi u turbopunjaču osciliraju, uzrokujući zaustavljanje i pokretanje mehanizma ili ubrzavanje i usporavanje, što rezultira vrlo neravnomjernom isporukom pojačanja ili snage. Fenomen se može dogoditi u bilo kojem zatvorenom sustavu koji koristi kompresor s protokom u određenom smjeru u normalnom radu. Svako povećanje tlaka protiv smjera protoka koje uzrokuje preokret tog protoka kroz kompresor može se nazvati udarom kompresora.