מדחסים במנועי טורבינה

תפקיד המדחס

המדחס מספק אוויר בלחץ גבוה לתא הבעירה, ובנוסף אוויר לקירור, לדיחוס התא, להפשרת קרח ולמערכות. יחס הדחיסה של המדחס – לחץ יציאה חלקי לחץ כניסה – הוא אחד הגורמים החשובים ליעילות.

מדחס צנטריפוגלי (Centrifugal / Radial)

מבנה

1. מניע (Impeller): דיסק עם להבים רדיאליים. האוויר נכנס במרכז ונזרק החוצה במהירות גבוהה מאוד.
2. מפזר (Diffuser): מעברים מתרחבים שמאטים את האוויר והופכים את המהירות ללחץ.
3. סעפת (Manifold): מובילה את האוויר לתא הבעירה.

מניע יכול להיות חד-צדדי (Single entry) או דו-צדדי (Double entry).

מדחס צירי (Axial flow)

מבנה

• רוטור (Rotor): שורות של להבים מסתובבים (Rotor blades) על דיסקים או תוף.
• סטטור (Stator): שורות של להבים קבועים (Stator vanes) בין שורות הרוטור.
• שלב (Stage): שורה אחת של להבי רוטור ושורה אחת של להבי סטטור.

האוויר זורם במקביל לציר. כל שלב מעלה מעט את הלחץ (כ-1.25:1 בשלב). הלהבים של הרוטור מאיצים את האוויר; הסטטורים מאטים אותו (ממירים מהירות ללחץ) ומכוונים אותו לשלב הבא.

הצורה המתכנסת: מאחר שהאוויר נדחס, הנפח קטן – ולכן החלל של המדחס הולך ונהיה קטן לכיוון האחורי, והלהבים קצרים יותר.

להבים מיוחדים

• להבי כניסה (IGV – Inlet Guide Vanes): לפני השלב הראשון; מכוונים את האוויר בזווית הנכונה.
• להבי סטטור משתנים (Variable stator vanes): משנים את הזווית לפי הסל״ד, כדי למנוע הזדקרות במהירויות נמוכות.
• שסתומי עקיפה (Bleed valves / Blow-off valves): פותחים בסל״ד נמוך (התנעה, האצה) ומוציאים חלק מהאוויר מאמצע המדחס.

צורת קצה הלהב

להבי המדחס מעוצבים בקצה כדי להתאים לבית. להבים עם ״קצה דק״ (Profile / Squealer tip) – אם הם נוגעים בבית, הם נשחקים ולא נשברים. בתי המדחס כוללים שכבה שחיקה (Abradable coating).

חיבור הלהבים

להבי רוטור מחוברים לדיסק בחיבור זנב יונה (Dovetail) או עץ אשוח (Fir-tree), ומוחזקים בפינים, בנעילות או בלשוניות. לרוב הם מותקנים ברפיון מסוים – והם ״נכנסים למקום״ בכוח הצנטריפוגלי.

מדחס משולב (Combination)

מדחס צירי בכמה שלבים ואחריו שלב צנטריפוגלי. נפוץ במנועים קטנים ובינוניים כמו PT6A ומנועי מסוקים.

הזדקרות מדחס (Compressor stall / Surge)

להבי המדחס הם כנפיים. הזדקרות קורית כשזווית ההתקפה של הלהבים גבוהה מדי – כשמהירות האוויר הצירית נמוכה מדי ביחס למהירות הסיבוב.

סיבות

• פתיחת מצערת מהירה מדי (יותר דלק – יותר לחץ אחורי – פחות זרימה).
• זרימה מופרעת בכניסה – רוח צד, זווית התקפה גבוהה של המטוס, קרח, FOD.
• להבים מלוכלכים או פגועים.
• תקלה בבקרת הדלק, בלהבי סטטור משתנים או בשסתומי עקיפה.

סימנים

מניעה

שסתומי עקיפה, להבי סטטור משתנים, מבנה רב-צירי, ובקרת דלק שמגבילה את קצב ההאצה.

אחזקת מדחס

• בדיקה חזותית של להבי הכניסה עם פנס ומראה, ובבורוסקופ פנימה. מחפשים: שקעים (Nicks / Dents), סדקים, כיפופים, שחיקה.
• תיקון ״Blending״: מלטשים פגמים קטנים בשפת להב לצורה חלקה, בגבולות היצרן. זה מסיר נקודת ריכוז מאמצים ממנה מתחיל סדק.
• שטיפת מדחס (Compressor wash): מסירה מלח ולכלוך שמורידים יעילות ומגדילים EGT. שטיפת התאוששות (Performance recovery wash) ושטיפת חלודה (Desalination wash) – לפי היצרן, לרוב עם מים מזוקקים וחומר ניקוי מאושר, בזמן סיבוב של המתנע.

נקודות למבחן

• שלב צירי = שורת רוטור + שורת סטטור.
• מדחס צירי מתכנס לאחור.
• סטטורים – ממירים מהירות ללחץ ומכוונים זרימה.
• הזדקרות מדחס – זווית התקפה גבוהה מדי של הלהבים.
• שסתומי עקיפה ולהבים משתנים מונעים הזדקרות.
• Blending – החלקת פגמים קטנים בשפת להב.
• צנטריפוגלי – עמיד, פשוט, שטח חזית גדול.