Como qualquer máquina de alta velocidade, as temperaturas dentro de um motor a jato aumentam significativamente durante a operação. Os motores a jato são compostos por milhares de peças fabricadas com materiais especializados. Um motor típico de um Boeing 747 (um General Electric CF6-80C2) é composto por mais de 40.000 peças. As peças críticas são fabricadas com metais e ligas exclusivos para suportar temperaturas extremas.
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| Técnico de solo verificando o motor (Foto: Fasttailwind | Shutterstock) |
Além do Boeing 747, os atuais tipos de aeronaves comerciais que utilizam os motores GE CF6-80 são o Boeing 767 (CF6-80C2), o Airbus A310 (CF6-80C2) e o Airbus A330 (CF6-80E1). O tipo de motor também é utilizado em diversas aeronaves militares.
Componentes quentes do motor
A câmara de combustão é uma das seções mais quentes de um motor a jato. É aqui que a mistura homogeneizada de ar pressurizado e combustível é inflamada. Um motor a jato em bom estado, operando próximo aos níveis máximos de empuxo, experimenta aproximadamente 2.300 graus Celsius na seção quente.
De acordo com a Rolls-Royce, "Os gases de combustão gerados durante esse processo expandem-se explosivamente na direção da turbina. Enquanto isso, temperaturas de até 2.300 °C são geradas na câmara de combustão – o equivalente à metade da temperatura da superfície solar. Se a estrutura não fosse continuamente aerada por um sofisticado sistema de furos de resfriamento perfurados a laser, que introduzem ar do compressor, ela derreteria."
A câmara de combustão possui revestimentos térmicos altamente eficazes no revestimento interno. Os revestimentos térmicos funcionam como uma barreira térmica, protegendo o material de base. Sem a barreira térmica, a temperatura máxima permitida seria significativamente limitada devido ao limite do ponto de fusão das superligas.
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| Motor LEAP 1A (Foto: CFM Internacional) |
O componente mais quente do motor a jato pode não ser a câmara de combustão. Por exemplo, o componente mais quente do motor GE CF6-80 é o bico do estágio 1 da turbina de alta pressão (HPT). O bico do estágio 1 da HPT é instalado a jusante da câmara de combustão, no início das turbinas. É uma passagem (para gases quentes) que viajam da câmara de combustão para a turbina do estágio 1 da HPT.
Medição da temperatura do motor
Sondas termopares são instaladas em vários locais (seções) do motor para obter leituras de temperatura. A Temperatura dos Gases de Escape (EGT) determina o desempenho do motor medindo a temperatura que sai do escapamento da turbina. A Margem EGT fornece a diferença entre a EGT de decolagem e a EGT da Redline (limite máximo). A Margem EGT determina o tempo de voo em asa e a saúde do motor.
Nota: As pás da turbina extraem uma enorme quantidade de energia do fluxo de gases de escape. Dessa forma, cada uma das 66 pás de alta pressão de um motor Trent 1000 gera potência equivalente à de um carro de Fórmula 1. O ar acelerado atinge uma velocidade de quase 1.500 km/h no bico do jato. - Rolls-Royce
Desempenho operacional
Relação de pressão do motor (EPR)
- Pressão de ar na admissão do motor
- Pressão de ar na saída do motor
- A razão entre as duas pressões
O desempenho operacional do motor é monitorado para detectar deterioração, desgaste acelerado e outros danos. A saúde e a estabilidade do motor são diagnosticadas por meio da coleta de dados na asa. Um motor de fuselagem estreita operando com empuxo máximo de decolagem em uma região desértica revelaria tendências diferentes de um motor idêntico operando (com níveis de empuxo semelhantes) em uma região tropical. Ferramentas de Monitoramento de Tendências do Motor (ETM) são projetadas para fornecer visibilidade em tempo real do status dos motores.
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| GEnX (Foto: GE Aerospace) |
O limite permitido para a margem de EGT varia dependendo do tipo de motor e da potência nominal. Normalmente, as margens máximas permitidas para a maioria dos motores novos e revisados de potência inferior são de 75 a 100 °C. Da mesma forma, as margens máximas permitidas para motores típicos de potência elevada em uma série são de 50 a 70 °C.
De acordo com a GE Aerospace, "Como o motor a jato widebody mais vendido na história da GE Aerospace, com mais de 3.000 motores em serviço e encomendados, o GEnx oferece desempenho comprovado para o Boeing 787 Dreamliner e o Boeing 747-8."
A margem EGT é consumida ao longo do tempo, dependendo do uso da aeronave e das condições de operação. Por exemplo, o CFM56-7B27, um motor de alta potência instalado em um Boeing 737-900ER , pode consumir a margem EGT de 50°C em menos de 10.000 ciclos do motor. Isso significa que o motor precisa ser removido da asa para restaurar o desempenho. Uma revisão completa pode ser necessária se as Peças com Vida Útil Limitada (LLPs) atingirem seu limite.
Por outro lado, um motor de potência inferior, como o CFM56-7B24 instalado em um Boeing 737-900, pode permanecer na asa por mais de 15.000 ciclos. Embora sempre haja compensações entre o desempenho necessário e o tempo entre revisões, uma potência maior geralmente equivale a um tempo de asa menor antes de uma visita de manutenção.
Com informações do Simple Flying
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