Escuché que un "Motor de clasificación plana" es un motor donde la potencia se reduce para mantener la temperatura interna dentro de ciertos límites cuando la temperatura ambiente está por encima de cierto punto. ¿Es eso correcto? ¿Como funciona?
Sí, un motor de clasificación plana (estoy familiarizado con las turbinas de gas, pero el concepto puede aplicarse a otros tipos de motores), es un motor para el cual el sistema de control está diseñado para lograr el mismo nivel de empuje (de ahí el término "plano") , hasta una determinada OAT, luego, para temperaturas ambiente más altas, el nivel de empuje disminuye en función de la OAT, normalmente de forma bastante lineal. La operación de este sistema de control brinda un rendimiento idéntico en la parte plana del rango OAT incluso cuando el motor se degrada (hasta que se degrada hasta el punto en que alcanza el límite de EGT), lo que hace que el rendimiento del avión sea predecible. Pero para OAT más altas, evita que la EGT continúe aumentando. La temperatura a la que el empuje comienza a disminuir suele ser de 25 o 30 °C y se puede encontrar en los certificados de tipo de motor EASA o FAA.(por ejemplo, consulte la sección 6 de este EASA para el CFM56-5 ). Vea el gráfico de este documento CFM56 a continuación. Entonces, su comprensión fue correcta.
La clasificación plana es un concepto por el cual un motor, como se indicó anteriormente, está restringido en términos de potencia o salida de empuje por la unidad de control de combustible para producir una potencia o salida de empuje uniforme a medida que la aeronave sube o desciende hasta que las condiciones del aire ambiente no lo permitan. el motor para operar en o más allá de la salida termodinámica máxima del motor. Como cualquier otro motor térmico, la potencia o el empuje producido por una turbina de gas de aviación (el núcleo de gas) depende del caudal másico disponible del fluido de trabajo (aire en este caso), así como de los límites de temperatura de funcionamiento de la sección caliente del motor. La potencia o empuje máximo disponible que un núcleo de gas puede producir al nivel del mar en STP se conoce como clasificación termodinámica del núcleo. Como ejemplo, el motor turboeje PT6-66D de Pratt & Whitney Canada tiene una clasificación termodinámica de 1850 caballos de fuerza,
Esta puede ser una buena definición de trabajo.
El concepto de calificación plana
La clasificación de un motor a reacción es el rendimiento de empuje garantizado por el fabricante para un motor nuevo en condiciones de funcionamiento específicas, como despegue, máximo continuo, ascenso, crucero.
Algunos motores que no son de Prat and Whitney (P&W) están clasificados para una velocidad de compresor constante (RPM). P&W clasifica sus motores a una temperatura constante de los gases de escape (EGT). Esto se conoce como el concepto de calificación plana. Para comprender este concepto, debe comprender el siguiente principio.
La temperatura y la densidad del aire ambiente varían inversamente.
Temperatura más baja = > Densidad más alta
Temperatura más alta = >Densidad más baja
La cantidad de flujo de aire (lbs/seg) a través del motor es una función de la velocidad del compresor y la densidad del aire. Es mayor cuando la velocidad y la densidad del compresor son altas.
La velocidad del compresor es una función de la energía disponible para la turbina del compresor. Esa energía proviene de la combustión o aire y combustible, por lo que la turbina gira más rápido cuando el caudal de combustible es mayor. La velocidad del compresor también es una función del flujo de aire a través del compresor. Las tasas más altas de flujo de aire reducen la velocidad del compresor.
La velocidad de rotación de los compresores y la cantidad de flujo de aire a través del compresor son independientes, aunque se afectan entre sí.
La temperatura de entrada a la turbina es proporcional a la energía disponible para hacer girar la turbina. La temperatura de escape es proporcional a la temperatura de entrada de la turbina. Entonces, una EGT más alta corresponde a una mayor cantidad de energía para la turbina para que pueda hacer girar el compresor más rápido.
Cuando la EGT se mantiene constante o se reduce, el resultado es una vida útil prolongada de la sección caliente y, al mismo tiempo, proporciona el empuje necesario para cumplir con los requisitos de certificación.
Cuando un motor tiene una clasificación plana, significa que un motor con una clasificación de potencia alta está limitado a una clasificación de potencia más baja. La potencia del motor en este caso siempre será la misma, pero cuando las condiciones atmosféricas, como las altas temperaturas y la gran altitud (caliente y alta), reducen la potencia de salida del motor, éste tiene más espacio libre antes de caer por debajo de la potencia máxima limitada.
Andrea Ghilardi
Ron Beyer