¿Cómo evita el FADEC que el compresor se atasque durante el rápido aumento de la demanda de empuje?

Según tengo entendido, si el empuje exigido aumenta rápidamente en un motor a reacción (por ejemplo, al pasar de casi inactivo a TOGA durante una vuelta), es probable que el motor experimente una parada del compresor: la cámara de combustión exige una gran cantidad de aire. , pero la parte delantera del motor no puede girar y hacer frente a la demanda en tan poco tiempo.

Esta es la razón por la cual los motores se aceleran lentamente: el FADEC está controlando cuidadosamente la cantidad de aumento de combustible para evitar que se apague; los pilotos deben anticipar esta respuesta retardada en comparación con un motor de pistón.

Mi pregunta es ¿cómo hace esto exactamente el FADEC? ¿Qué parámetros (temperatura/presión del aire) se están monitoreando y cuáles son las señales que el FADEC puede detectar para saber que ha llegado al límite de aumento de combustible?

Por ejemplo, ¿es algo así como monitorear la presión de aire en X mientras aumenta el acelerador, si X excede un cierto valor, deja de aumentar el acelerador hasta que X cae?

Para su información, también puede tener un problema relacionado con la operatividad del compresor al disminuir rápidamente la demanda de empuje. es decir, si está en TO y de repente pone el acelerador a ralentí, el FADEC no reduce el flujo de combustible inmediatamente, sino que lo extrae durante unos segundos para permitir que el núcleo disminuya la velocidad gradualmente. Si detecta un despegue interrumpido (es decir, aún en tierra), extrae combustible un poco más rápido.

Respuestas (1)

Por supuesto, depende del motor y de cómo es exactamente la información propietaria. Dicho esto, hoy en día los motores a reacción están diseñados para permitir una aceleración más rápida que antes. Entonces, no es solo la tasa de combustible que controla el FADEC.

CONTROL DE FLUJO DE AIRE DEL COMPRESOR

Para limitar el sobrevoltaje del compresor y proporcionar una buena aceleración, el motor está equipado con un sistema de válvula de purga variable (VBV) y un sistema de paleta de estator variable (VSV) . Ambos sistemas son operados por combustible por la Unidad Hidromecánica (HMU) y controlados por la Unidad de Control Electrónico (ECU).

— Manual de capacitación CFM56-5B

En cuanto a los parámetros que se monitorean, primero veamos las estaciones comunes:

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( Fuente )

Ahora que conocemos los números básicos de las estaciones, veamos qué monitorea y controla la ECU (parte del FADEC):

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Durante las pruebas, se recopilan datos sobre las aceleraciones óptimas para todas las condiciones (velocidad de avance, densidad del aire, ángulo de ataque del motor, etc.). A partir de ahí se programa el FADEC para mantenerse dentro de esos límites.

Si un piloto exige empuje completo desde el ralentí en tierra en un día caluroso, el FADEC tendrá una idea del flujo de combustible inicial y la tasa a suministrar, y cómo controlar los estatores variables y la purga. A partir de ahí, controlará los muchos parámetros y se ajustará en consecuencia.

Se puede lograr lo mismo en motores más antiguos usando sistemas puramente hidromecánicos, pero por supuesto no tan eficientemente. Por supuesto, existen diferentes formas de anular el FADEC y exigir más energía de la que el FADEC fue diseñado para permitir.

Para el CFM anterior, los comandos de flujo de combustible dependen de:

  • temperatura del aceite del motor,
  • Señal de apagado de las unidades de control de detección de nivel de combustible (FLSCU),
  • A/C en tierra y bajo nivel de retorno de flujo de combustible,
  • A/C en vuelo y nivel de flujo de combustible de retorno bajo o alto,
  • velocidad N2,
  • demanda de flujo de combustible del motor.

Este artículo de flightglobal.com sobre el banco de pruebas de vuelo de GE analiza los beneficios de ajustar el FADEC a partir de datos reales, incluidos los ángulos de ataque extremos.

Pensamos en el sistema de monitoreo FADEC como un destornillador. Lo estamos usando para ajustar y afinar las holguras de la turbina en tiempo real usando los datos para modificar el software de control y hacerlo más eficiente.

(...)

[Prueba en] ángulos de ataque de entre 30° y 32°. La prueba de ángulo de entrada alto es necesaria para evaluar la tensión del ventilador y la estabilidad de la entrada.


Trivia: en la fabricación del 777, la gerencia quería omitir las pruebas en vuelo del motor P&W (el primer motor 777). Como esas pruebas cuestan millones. Eventualmente jugaron a lo seguro y lo probaron en un banco de pruebas 747, adivinen qué pasó :

El motor se aceleró en su tercer despegue, a pesar de las numerosas pruebas estáticas que realizaron.

¡Respuesta asesina! Bien hecho.