Control de empuje del motor a reacción en aviones [duplicado]

Los aviones de pasajeros parecen controlar el empuje simplemente ajustando la cantidad de combustible que va al motor, lo que afecta las rpm del motor. Esto significa que se necesita una pequeña cantidad de tiempo para pasar de la aceleración mínima a la máxima y viceversa.

¿Hay algún intento de permitir una respuesta de empuje más rápida que esta? ¿Hay alguno en uso actual o planificado?

Parece que uno podría controlar el tono del compresor, cambiar la relación de transmisión o ajustar la relación de derivación, pero no estoy seguro de que alguien esté haciendo esto. Los postquemadores y los inversores/vectores de empuje no cuentan. Una respuesta más rápida del motor ayudaría en situaciones como la pérdida del control del timón y mucho menos en otras situaciones de emergencia.

Bueno... una cosa que realmente no quieres mucho en un avión es la aceleración, en cualquier dirección, así que realmente no veo que esto sea un gran problema. Cuanto más se sienta que la gravedad apunta al piso, mejor para todos los involucrados. No desea exactamente que una embarcación de pasajeros se recaliente por completo, enviando el carrito de refrescos volando por el pasillo y saliendo por la cola.
¡Ciertamente NO puede cambiar la relación de derivación o la relación de transmisión (suponiendo que el ventilador tenga caja de cambios) en pleno vuelo! Además, que yo sepa, no hay compresores de paso variable. La mecánica adicional agregaría mucho peso por poca ganancia.
Una respuesta más rápida del motor ayudaría en situaciones como la pérdida de control del timón.
Acelerador originalmente significa una aleta que restringe la cantidad de aire que va al motor y eso es específico para los motores de pistón de encendido por chispa.
Pregunta editada para corregir mi uso de la terminología.
No creo que esto sea un duplicado de la otra pregunta, que es muy específica. Piense en una pregunta en un motor de búsqueda que conduzca a ambas preguntas.

Respuestas (2)

¿Hay algún intento de permitir una respuesta de empuje más rápida que esta? ¿Hay alguno en uso actual o planificado?

En primer lugar, para los motores de turbina, el término más utilizado es palanca de empuje o palanca de potencia en lugar de acelerador. Puede buscar en Google "acelerador vs palanca de empuje" para esa discusión.

Usaré el 727 y el 747 para ilustrar lo que se hizo antes de que me jubilara en 1999.

En el entrenamiento inicial del simulador 727-100, el instructor nos pidió que lleváramos las palancas de potencia completamente hacia atrás y permitiéramos que el descenso se estabilizara en la configuración de aterrizaje con todos los flaps. Luego, a una altitud determinada, el instructor nos indicaría que comenzáramos a ascender, momento en el que avanzaríamos las palancas de empuje a la máxima potencia y limpiaríamos. A partir de ese momento, perderíamos cientos de pies antes de que el avión comenzara a ascender. La razón principal del retraso fue que los motores tardaron 7 segundos en pasar del ralentí de vuelo a la máxima potencia.

En el entrenamiento inicial de simulación 747-100, hicimos lo mismo. El resultado fue una pérdida de menos de 100 pies, con la diferencia de que la respuesta del motor fue casi inmediata y también pudimos cabecear inmediatamente sin una pérdida notable de velocidad aerodinámica.

Como recuerdo que me dijeron, la gran diferencia en la respuesta del motor se debió a que la posición de ralentí todavía tenía un motor relativamente enrollado.

Los motores que funcionaban con esa potencia de salida relativamente alta, incluso al ralentí, tenían el inconveniente de que, durante el rodaje, la aeronave aceleraba a una velocidad de rodaje superior a la permitida, que luego requería frenar.

¡Gran respuesta! ¿Puede explicar con más detalle por qué el 747 fue más receptivo? ¿Fue que el vuelo inactivo estaba simplemente a un régimen más alto?
Supongo que te refieres a 150 pies en lugar de 1500 pies.
Al pasar de inactivo a plena potencia en el 727, ¿existía el riesgo de un aumento repentino? (Supongo que 727 no tenía fadec) Si es así, ¿cómo lo evitó?
@DeltaLima En realidad, quise decir 1500, y por mucho que lo intenté al repensar lo que escribí, esa es la cifra que se me queda en la mente. Ahora, dado el hecho de que han pasado 26 años desde que volé el 727 y que a la edad de 77 probablemente la demencia se esté instalando, podría estar equivocado. Sin embargo, confío totalmente en decir que eran cientos de pies y he editado mi respuesta en consecuencia. Dada una velocidad de descenso superior a 2000 pies por minuto y sin potencia significativa hasta la última parte de la bobina, el punto de la demostración era que no quería entrar en esta condición en ningún lugar cerca del suelo.
@RoboKaren Quizás una mejor manera de decirlo sería que el ralentí de vuelo era un porcentaje mayor del rango de rpm en el 747 que en el 727, pero realmente no soy ingeniero. Además, creo que la relación de derivación del motor fue más alta en el 747. Además, creo que el ala diferente tuvo mucho que ver con eso. Eso, además, el 727 desarrollaría una tasa de caída más alta. Con el 727 podía bajar y reducir la velocidad al mismo tiempo. Con el 747 podías bajar o reducir la velocidad, pero no al mismo tiempo.
@TomMcW Sin FADEC en el 727-100 o el 747-100/200. Sé que cuando el 727 voló por primera vez, hubo un problema de sobrecarga del motor, pero nunca experimenté tal. Quizás eso se debió a que nos enseñaron a avanzar lentamente las palancas de potencia y nunca a golpearlas hacia adelante. Mi conjetura ahora es que, por lo general, tardamos alrededor de 3 segundos en mover la palanca de empuje de la posición inactiva a la posición de empuje máximo.
Sus comentarios me impulsaron a investigar un poco sobre el 727. Incluso a 2000 pies por minuto en la configuración de aterrizaje, un descenso de 1500 pies mientras se enrolla sigue siendo de al menos 45 segundos. Eso es demasiado tiempo para el vuelo inactivo. Lo que encontré es que el 727-200 tenía una resistencia excesiva en los flaps 40 y, combinado con el lento movimiento de los motores, esto provocó varios accidentes. Por ello algunas aerolíneas tenían un criterio de aproximación estabilizada de 1500ft para la flota de 727, otras prohibían el uso de flaps 40.
@DeltaLima La aerolínea para la que volaba tenía una política de aterrizajes normales con flaps de 30 grados. Permitieron 40 para operaciones de campo cortas, y la demostración de simulación se realizó, según recuerdo, en ese lugar.

No hay mucho que un motor a reacción pueda controlar.

No hay caja de cambios en un turboventilador clásico (sin contar accesorios como generadores). Y los que lo tienen (tanto futuros como presentes, y también turbohélices) ciertamente no tienen relación variable: apenas dan abasto con una caja monoetapa.

Las palas del estator tienen un paso ajustable en muchos motores, pero se controlan de acuerdo con la velocidad de flujo calculada para que su ángulo sea óptimo para las condiciones. No se puede usar para ayudar con la velocidad del rotor, o no mucho.

No conozco ningún rotor de paso variable en turborreactores/turboventiladores, excepto quizás el NK-93 , que es casi un turbohélice.

Sin embargo, los turbohélices (y cualquier motor de hélice) usan (o pueden) usar un paso de hélice variable para una mejor respuesta. Establecer un paso 'fino' y, por lo tanto, RPM más altas (para el mismo empuje) permite una respuesta más rápida que el ajuste de paso 'grueso'. Esto se debe a dos factores: primero, la hélice está menos 'cargada' y, segundo, la respuesta del motor (particularmente la turbina) es más rápida cerca de las RPM máximas que cerca del ralentí.

Los motores supersónicos en aviones militares también pueden usar toberas variables, pero no estoy seguro de si la respuesta dinámica se incluye intencionalmente en su algoritmo operativo. Por lo general, la boquilla se abre casi al ralentí, pero esto es más bien para la estabilidad del flujo, especialmente. durante el arranque, que para la respuesta RPM.

Por lo tanto, el flujo de combustible sigue siendo el principal factor de control de empuje/RPM. Sin embargo, en todos menos en la primera generación de turborreactores, el piloto no controla el 'acelerador' directamente. (No hay 'acelerador' como tal). La palanca de empuje es solo una señal para el controlador del motor, y el controlador puede modular el flujo de combustible de manera compleja. Los motores modernos "sobrecargan" el motor durante el spool-up, posiblemente inyectando más combustible que en proporción a la palanca, e incluso permitiendo una temperatura máxima más alta de lo que normalmente se permite, todo mientras se controla la estabilidad del motor.

Control de empuje del motor a reacción en aviones [duplicado]
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