¿Dónde está el generador en un gran turboventilador de un avión comercial?

Fuente de imagen

Los generadores generalmente se accionan desde la caja de cambios accesoria. Este dibujo CAD es de la empresa que fabrica cajas de cambios accesorias para los motores Rolls Royce Trent que impulsan los A330 y A350, y muestra la conexión de la caja de cambios accesoria al rotor de alta presión.

Esta imagen del libro The Jet Engine de Rolls Royce muestra el mismo arreglo: un engranaje cónico sale del carrete HP, luego impulsa otro engranaje cónico conectado a la caja de cambios de accesorios en forma de media luna debajo del motor.

La caja de cambios en sí se muestra arriba (del mismo libro), con los accesorios conectados al carrete LP:

• La bomba hidráulica accionada por motor
• Bomba de combustible
• Bomba de aceite
• Arrancador neumático, que requiere las cargas más altas y por lo tanto dimensiona la fuerza del engranaje.
• El IDG: generador de accionamiento integrado que proporciona la alimentación de CA.

La caja de cambios de accesorios también contiene el arrancador del motor, neumático para los modelos más antiguos y eléctrico para los motores sin purga. Los motores se ponen en marcha girando el rotor HP, y la caja de cambios accesoria debe estar conectada al rotor HP para este propósito. Por esta razón, el rotor HP impulsa el generador y otros accesorios, aunque sería más beneficioso para el ahorro de combustible usar el compresor LP. Fuente: The Jet Engine número 5 de Rolls Royce.

Ubicación de IDG: almohadilla dedicada en la caja de cambios de accesorios

Si va a ser coaxial, el único lugar es la parte trasera (se quemará) o la parte delantera (obstaculizará la entrada).

Esa es una buena pregunta y comentario. En realidad, el generador (generador de accionamiento integrado o IDG) está fuera del eje del motor y va en la almohadilla de accionamiento IDG correspondiente de la caja de cambios de accesorios (AGB).

La caja de cambios de accesorios es un tren de engranajes con múltiples ruedas dentadas encerradas en una carcasa, ubicada en la parte inferior de la caja del ventilador, o en su costado cuando la góndola del motor estaría demasiado cerca del suelo. AGB para el CFM56-7B (Boeing 737 NG):

^{CFM56-7B AGB ubicado en el costado del marco del ventilador. fuente _}

Mismo motor, con accesorios en su lugar:

^{Accesorios en su lugar (inspección de la NTSB después de un accidente fatal). fuente _}

El IDG es visible debajo del arrancador (el cilindro grande con su tubo de aire de purga vertical largo), identificable por sus conexiones de fase de 3 colores y cables que también van verticalmente a los conectores de la torre).

¿Cómo es impulsado AGB por el motor?

¿El generador gira desde la turbina LP o HP?

Eje HP (N2). Creo que la primera razón para hacer esto es porque el AGB también se usa para arrancar el motor, y el motor de arranque debe impulsar el compresor de alta presión en lugar del reforzador.

Si va a estar acoplado a un engranaje...

Sí, hay varios engranajes en el camino.

En el motor CFM56-7B, la velocidad del eje de N2 es de aproximadamente 14 400 rpm, pero la bomba de combustible funciona a 6 000 rpm, el IDG es más eficiente a 8 000 y la bomba hidráulica funciona a 4 000. El propósito de las tres cajas de cambios y el tren de engranajes en el AGB es proporcionar accesorios individuales con un soporte y un eje a las rpm deseadas.

Las ruedas en el AGB son impulsadas por el eje de alta presión (N2) usando la caja de engranajes de entrada (IGB) ubicada cerca del eje N2 dentro del cubo del marco del ventilador. Configuración interna, mismo motor:

^{¿Cómo es accionado el AGB por el eje de alta presión del motor?}

• La caja de cambios en N2 (caja de cambios de entrada o IGB) gira un eje radial.

• El eje radial, que corre dentro de uno de los puntales del marco del ventilador para cruzar tanto el flujo de aire del núcleo como el flujo de aire del ventilador, impulsa una segunda caja de engranajes ubicada fuera del motor, unida a la caja del marco del ventilador.

• La segunda caja de cambios de ángulo recto (caja de cambios de transferencia o TGB) impulsa un eje horizontal que a su vez impulsa el tren de engranajes AGB.

• El AGB proporciona a las almohadillas de accionamiento su eje.

Misma caja de cambios de accesorios con componentes relacionados, lista para ser accionada por eje N2:

^{CFM56-7B AGB con su TGB y eje radial. fuente _}

Asignación de almohadillas dedicadas en el AGB

^{Almohadillas accesorias en el CFM56-7B AGB. Fuente: Manual del motor CFM56-7B}

variaciones AGB

Cada motor tiene una caja de cambios accesoria diferente, pero similar. Otro ejemplo:

^{AGB en un motor Rolls-Royce. fuente _}

Dos generadores eléctricos en realidad y posiblemente el motor de arranque utilizado como generador

Tenga en cuenta que en ambos AGB, hay dos generadores eléctricos:

• Uno es el generador eléctrico del motor más pequeño (alternador de control en el primer AGB) que es utilizado por el propio motor para alimentar su propio equipo eléctrico (en particular, el FADEC/EEC que controla el motor). Este generador se hace cargo del suministro eléctrico de la aeronave (IDG) tan pronto como se arranca el motor (después de que la velocidad haya alcanzado el 15 % de N1). El motor continuará funcionando en caso de falla eléctrica de la aeronave.

• El otro es el IDG más grande, la principal fuente de energía eléctrica para la aeronave.

El motor de arranque es otro accesorio. Al arrancar el motor, el eje de transmisión radial se usa en la otra dirección, la caja de accesorios impulsa el eje del motor. A veces, el motor de arranque y el generador son un solo componente, siendo un motor eléctrico reversible. Consulte ¿Cómo se gira un motor de turbina para el arranque y las inspecciones?