¿Cómo obtienen los fabricantes de motores cantidades variables de empuje de un solo modelo de motor?

¿Qué cambios hacen los fabricantes en un motor para variar la cantidad de empuje que produce para diferentes aplicaciones? Tome el GE CF34, por ejemplo, donde hay una diferencia de 10780 lb entre el empuje producido por el CF34-3 y el CF34-10E más pequeños.

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Respuestas (2)

El CF34-3 y el CF34-10E son motores bastante diferentes. El -10 produce más empuje por varias razones:

Tiene un flujo másico más alto . El CF34-3 tiene un ventilador de 44 pulgadas, mientras que el -10E tiene un ventilador de 54 pulgadas. Entonces, el flujo másico será mayor en el -10E, y el empuje está relacionado con el flujo másico.

La relación de derivación es diferente , el -3 es 6.2 mientras que el -10E es 5.4. Esto también se debe a los diferentes diámetros de los ventiladores y causará una diferencia en el empuje (incluso si el flujo másico fuera el mismo).

Son motores significativamente diferentes . El -3 pesa 700 kg, mientras que el -10E pesa 1700 kg. Por lo tanto, es mucho más que un ajuste de las palas o un cambio en la programación de combustible, ninguno de los cuales cambiará el peso. Con tal diferencia de peso, en realidad esperaría que el -10E fuera aproximadamente el doble de poderoso, por lo que en realidad existiría una pregunta si no fuera considerablemente más alto que el -3.

Las temperaturas de las turbinas también son diferentes, debido a la gran diferencia en los niveles de tecnología de cada motor. El -3 fue certificado en 1995 , en comparación con el -10E en 2013. El certificado de tipo EASA EASA para el -10E muestra que la EGT máxima permitida en el despegue es de 983 Celsius. El -3 max EGT para el despegue es solo 871 Celsius, en comparación.

Con respecto a los intervalos de revisión , esta información generalmente es de propiedad exclusiva, ya que es comercialmente confidencial. Así que no encontrarás mucha información. Basta con decir que las aerolíneas no ganan dinero si los motores necesitan ser revisados ​​con frecuencia, por lo que es probable que las versiones posteriores con una mejor capacidad de materiales a alta temperatura tengan intervalos de revisión más largos que los motores de generaciones anteriores fabricados en un momento en que los períodos más cortos eran la norma. , y aceptable entonces, pero no ahora.

Cuando se desarrolló originalmente, el diseño de un motor tendrá un "límite termodinámico" que establece la energía máxima que puede extraer de la configuración central básica. Debido a que el desarrollo inicial es muy conservador, cuando se desarrolle por primera vez, habrá un amplio margen termodinámico en el diseño, lo que permitirá que pase más energía a través de él con varios cambios en los detalles y mejoras en las versiones posteriores, ya que el diseño se prueba en servicio. Por ejemplo, las mejoras en las aspas del compresor o la adición de etapas de compresor le permitirán verter más combustible en la lata del quemador, lo que le permitirá impulsar un ventilador más grande y aumentar la clasificación de empuje.

Hay efectos secundarios negativos. En algún momento, a medida que extrae más y más potencia, comienza a toparse con los límites físicos del núcleo y, a medida que lo hace, comienza a consumir significativamente los márgenes de temperatura de servicio del motor (la diferencia entre el ITT de funcionamiento normal y el ITT máximo entre otras cosas), para obtener las clasificaciones de empuje que desea, lo que significa un tiempo cada vez menor entre revisiones.

Las versiones -3 del CF-34 están bastante poco estresadas y pasan bastante tiempo entre revisiones. A medida que avanza en los números del guión, el promedio de horas entre revisiones se vuelve cada vez más corto.

En el CF34 en particular, hay otra gran diferencia entre los -3 y los posteriores, porque la entrada del compresor detrás del ventilador está "al ras" con el cono interno del conducto de escape del ventilador para hacer que el motor sea más resistente a FOD (un objetivo de el programa A-10 donde nació originalmente el motor). En números de guión posteriores, para mejorar la capacidad de molino de viento y la eficiencia operativa, GE modificó la entrada del compresor para obtener un poco más de efecto de ariete. Esto tuvo el efecto secundario de que el motor atrajo mucha más arena, lo que erosiona las paletas del compresor mucho más rápido y acorta la vida útil del motor (el uso de empuje flexible ayuda mucho con esto).