¿Los motores a reacción modernos monitorean y registran la exposición a partículas de polvo o arena?

El artículo de BBC News The Jet Engines with Digital Twins describe a los ingenieros monitoreando el comportamiento medido versus modelado de los motores a reacción, y las desviaciones entre ellos que señalan la posible necesidad de mantenimiento.

La siguiente mención de la arena:

Una de las partes más útiles del gemelo digital es que mide una gran cantidad de factores a los que se enfrenta el motor a lo largo de su vida útil: algunos vuelos tienen más personas que otros (lo que ejercerá más presión sobre el motor), algunas ciudades (como Abu Dhabi) tienen mucha arena en el aire , y algunos pilotos empujan sus motores más que otros. “Con el gemelo... puedo aprender que el piloto es un vaquero y empuja el motor. La quema de combustible que vemos será diferente con un piloto diferente. El gemelo digital recuerda cada uno de esos eventos. (énfasis añadido)

me hizo preguntarme si los motores a reacción modernos monitorean y registran la exposición a partículas de polvo o arena. Si es así, aproximadamente, ¿cómo funcionan los monitores de partículas en el aire? ¿Controlan la distribución del tamaño o simplemente cuentan el número por encima de cierto umbral de algún tipo?

No tengo fuentes que lo respalden, pero creo que los motores se revisan regularmente en busca de daños, particularmente el borde de ataque del compresor y las palas de la turbina, lo que da una buena idea de la cantidad de arena/polvo ingerido. No conozco ningún sensor para tal cosa. Si un piloto está preocupado por la ingestión de partículas grandes, podría plantearlo a sus equipos de mantenimiento.
@ Notts90 Con suerte, la preocupación de ese piloto no se habría desencadenado por una pérdida repentina de energía. Supongo que en o cerca del suelo, el control del tráfico aéreo se daría cuenta de un aumento repentino de arena/suciedad, y a gran altura se habría notado y caracterizado una erupción volcánica con bastante rapidez. De todos modos, un sistema de monitoreo de partículas cuantificaría la exposición sin necesidad de mantenimiento, pero tal vez no haya una necesidad práctica en la realidad.
He visto una pala de turbina de un Eurofighter que había estado en Afganistán y se quitó durante la revisión porque la arena había desgastado demasiado el borde de ataque. Hubo muchos daños, pero aparentemente el motor aún funcionaba, pero no tan eficientemente. Por lo tanto, creo que una pérdida repentina de energía es poco probable a menos que absorba mucho a la vez.
@ Notts90: Es probable que haya algunas similitudes entre la arena y las cenizas volcánicas (aunque el punto de fusión es diferente), este último podría apagar un motor .
@Notts90 ¡Hablé demasiado pronto! De acuerdo con esta respuesta , se ha propuesto una necesidad práctica en la realidad y, de hecho, se está considerando.

Respuestas (1)

A partir de ahora, no hay sensores de ingestión de partículas de motor disponibles comercialmente, aunque algunos están en desarrollo. Una de las empresas involucradas en el desarrollo expone las razones de la ausencia de tales sensores :

A día de hoy, no se utiliza ningún sensor de partículas disponible comercialmente debido al diseño especial y los difíciles requisitos de funcionamiento y rendimiento en este entorno hostil, según el Dr. Hai Lin de Hal Technology en Fontana, California.

Hay varios sensores en desarrollo, como el sensor de polvo incorporado óptico dual , que se utiliza para determinar la ingestión de partículas por parte del motor AGT1500 en M1 Abrams , donde el polvo y la arena son un problema mayor, en todo caso.

Todos estos sensores funcionan con un principio similar: miden la dispersión de la luz por las partículas utilizando un sensor óptico.

El sensor detecta la dispersión de luz de partículas en movimiento como señales ópticas pulsadas cuyas amplitudes son proporcionales al tamaño y cuyo número es proporcional a la concentración. Esta tecnología de sensores puede determinar el tamaño de las partículas, la distribución, la concentración y extenderse aún más para la composición.

En el futuro, se espera que la mayoría de estos sistemas estén disponibles comercialmente, ya que

Mientras continúa avanzando en esta tecnología para la determinación de la composición de partículas, Hal Technology busca un acuerdo de licencia o asociación con fabricantes de sensores o motores para integrar el sensor en los sistemas de gestión de la salud del motor del futuro.

Gracias por los enlaces útiles y la información de fondo + estado actual. Si el AGT1500 se hubiera convertido en un helicóptero como PLT27, podría haber conservado su sensor de partículas. Según el artículo de Wikipedia GE T700 (seleccionado sobre el PLT27), presentaba "... un separador de partículas de entrada diseñado para expulsar suciedad, arena y polvo".
¿Los motores a reacción modernos monitorean y registran la exposición a partículas de polvo o arena?
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