O turbofan engrenado otimiza as velocidades da ponta do ventilador, dependendo dos requisitos de empuxo.
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| Motor de um Bombardier CS100 (Foto: Kārlis Dambrāns via Wikimedia Commons) |
Os motores de aeronaves funcionam comprimindo o ar que entra através de uma série de estágios do compressor. A temperatura do ar aumenta com a pressão. O ar comprimido de alta temperatura é misturado com combustível pressurizado e inflamado na câmara de combustão. Os gases quentes se expandem e passam por uma série de estágios da turbina antes de sair pelo escapamento.
A taxa de desvio do motor é a relação entre o fluxo primário (taxa de fluxo de massa do ar que entra no núcleo do motor) e o fluxo secundário (taxa de fluxo de massa do ar que contorna o núcleo do motor).
Os motores de baixa taxa de desvio permitem que mais ar entre no núcleo para produzir mais empuxo. Os motores de baixa taxa de desvio são normalmente usados em aeronaves de combate supersônicas devido aos seus altos requisitos de potência. Esses motores são relativamente menos eficientes em termos de combustível e muito mais barulhentos.
Os motores de alta taxa de bypass são ideais para velocidades subsônicas. Esses motores permitem que aproximadamente 10% do ar que entra entre no núcleo, enquanto os 90% restantes vão para o bypass. Esses motores são muito mais silenciosos e econômicos.
Configurações do turbofan
Os motores turbofan são projetados e configurados com base nos requisitos de energia. Um dos elementos principais de um turbofan é um carretel. Um carretel é uma combinação única de compressor, turbina e eixo girando em uma única velocidade. Os motores turbofan podem ter um projeto de carretel único, carretel duplo ou três carretéis.
Turbofans de acionamento direto
Em um turbofan típico de carretel duplo, um eixo de baixa pressão conecta o ventilador, o compressor de baixa pressão e a turbina de baixa pressão. Um segundo eixo de alta pressão conecta o compressor de alta pressão e a turbina de alta pressão.
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| Motor CFM International CFM56-7B24E do Boeing_737-838(WL), prefixo VH-XZP, da Qantas (Foto: Bidgee via Wikimedia Commons) |
Os dois eixos funcionam concentricamente em velocidades diferentes, aumentando a eficiência geral do motor. O eixo de baixa pressão de um motor típico de fuselagem estreita pode rodar a 3.500 rpm. Por outro lado, um eixo de alta pressão gira a aproximadamente 10.000 rpm.
Turbofans com engrenagens (GTFs)
O design do turbofan com engrenagem é vantajoso para motores com taxas de bypass muito altas. Isso ocorre porque esses motores tendem a ser mais eficientes em termos de consumo específico de combustível devido à sua capacidade de usar o mínimo de ar para expansão. Dentro do sistema de baixa pressão, a velocidade da ponta do ventilador aumenta em relação à velocidade das pás da turbina de baixa pressão.
O design do turbofan com engrenagens permite o gerenciamento das velocidades das pontas do ventilador, dependendo dos requisitos de empuxo. Uma caixa de engrenagens de redução planetária é instalada entre o ventilador e o eixo de baixa pressão no sistema de baixa pressão. A caixa de câmbio mantém as velocidades da ponta do ventilador abaixo dos níveis supersônicos, mantendo a eficiência geral do combustível em um nível aceitável.
O Pratt & Whitney PW1000G é um motor turbofan de alto desvio desenvolvido para alimentar uma variedade de aeronaves de fuselagem estreita. Variantes de motor proeminentes são PW1100G (Airbus A320neo), PW1200G (Mitsubishi MRJ) e PW1500G ( Airbus A220). A Pratt & Whitney afirma que o motor é 16% mais eficiente em termos de combustível do que a geração anterior e até 75% mais silencioso.
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| (Foto: Kārlis Dambrāns via Wikimedia Commons) |
A maior eficiência reside em sua capacidade de selecionar velocidades de bobina ideais. Os turbofans com engrenagens podem atingir um fluxo de ar ideal no núcleo, alimentando assim o ventilador com maior eficiência.
Via Simple Flying
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