¿Cuánto peso agrega un inversor de empuje?

¿Cuánto peso agrega un inversor de empuje a un motor?

Tomemos como ejemplo el CFM Leap 1B , que propulsa la nueva versión del Boeing 737. Este motor puede producir hasta 130 kN de empuje para el despegue, y tiene un peso en seco de 2,78 toneladas. No pude encontrar cuánto peso tiene el sistema inversor de empuje. Lo más cercano que encontré fue este artículo de FlightGlobal que al menos habla de eso, pero no da números.

Uno de los propósitos de esta pregunta es compararlo con el sistema de rampa de arrastre de la vieja escuela. Abriré una pregunta separada sobre eso.

@ymb1 En mi experiencia, cosas como esa suelen recibir críticas por ser dos amplias. Por lo general, alguien recomienda que se dividan en 2 preguntas separadas.

Respuestas (3)

Para el ejemplo LEAP-1B, el peso que encontró es un peso seco que no incluye el sistema inverso según el certificado de tipo . Dichos pesos son muy difíciles de conseguir, incluso del fabricante del sistema respectivo. Sin embargo, los datos estadísticos pueden ayudar.

Según la NASA , el sistema inverso de un motor de clase GE90 puede pesar más del 30 % del peso de la góndola.

[Estudios] realizados por General Electric Aircraft Engines indican que el sistema inversor de empuje representa más del 30 por ciento del peso de la góndola (sin incluir el motor) para un motor con un diámetro de ventilador superior a 100 pulgadas. Esto podría ser tanto como 1500 lb [680 kg] para un motor de clase GE 90.

En cuanto a la góndola, un artículo anterior de la NASA dice que el peso está en relación directa con su superficie construida a partir de cilindros simples.

[Para la góndola, el área de la superficie] se usa para correlacionar el peso y, en lugar de introducir la complejidad de la forma real no aximétrica de la góndola, se asumen cilindros simples, usando el diámetro del ventilador, el diámetro de la turbina y las longitudes desde el sección previa.

[Y] un peso unitario de 17,1 a 19,6 kg/m2 parece razonable.

Del mismo documento, aquí hay algunos ejemplos del peso de los sistemas inversos de diferentes motores:

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Desde los días del CF6, los fabricantes pudieron reducir el peso de la góndola y sus componentes debido al " uso extensivo de materiales compuestos ".

El peso detallado de los componentes del Leap 1B es difícil de encontrar en este momento. Hay datos estadísticos disponibles en libros de diseño previo, como Synthesis of Sub-Sonic Airplane Design de E. Torenbeek. El Capítulo 6.6.1 trata sobre los inversores de empuje y menciona que el peso es considerable: entre el 15 y el 20% del peso del motor desnudo, siendo la región más alta para motores de alto bypass como el Leap 1B.

Wikipedia enumera el peso del 1B como 2.780 kg. Si tomamos la región media del porcentaje debido a la tecnología mejorada desde que se escribió el libro, la estimación resultante del peso del inversor de empuje 1B es 0,18 * 2780 = alrededor de 500 kg. Plausible si tenemos en cuenta la complejidad del sistema.

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El libro también menciona un medio alternativo de inversión de empuje para los turboventiladores, el mismo que se usa para los turbohélices: el ajuste del paso del ventilador, desarrollado por la compañía Dowty Rotol lo suficientemente temprano como para ser mencionado en el libro. Este mecanismo pesa aproximadamente la mitad que el inversor de empuje, que asciende a unos 250 kg, y tiene, por supuesto, la ventaja de poder optimizar el paso de las palas durante el crucero y el despegue. Rolls Royce ha anunciado planes para la inclinación del ventilador ajustable para los motores de próxima generación.

Obviamente, depende del motor y el fuselaje involucrados. Por ejemplo, en el caso de Hawker 700, el avión con inversores de empuje ,

... tiene 248 libras menos de carga útil que un Hawker sin reversa.

Como el Honeywell TFE731 utilizado en el Hawker pesa alrededor de 734 lb, esto equivale a aproximadamente el 17 % del peso seco del motor. Los inversores de empuje parecen clasificarse como un componente estructural .

En el caso de los turboventiladores de derivación alta de la generación actual, este valor estará en el lado superior debido a varios otros factores, como revestimientos acústicos para cumplir con los requisitos de ruido (que el TFE31 no cumple). Entonces, 15-20% parece ser peso adicional debido a los inversores de empuje.