En un turboventilador, ¿qué sostiene el eje giratorio?

Marcos estacionarios

Las estructuras de soporte de un turboventilador son dos marcos estacionarios con sus característicos puntales, ubicados en los extremos del núcleo del motor: uno está detrás del estator OGV del módulo del ventilador, el otro en el extremo posterior del módulo de la turbina:

^{CFM56 con los dos marcos visibles ( fuente )}

Bastidores estacionarios a ejes giratorios

En el caso de un motor de dos carretes, los bastidores soportan el eje más largo (N1, baja presión), que a su vez soporta el eje coaxial N2 (alta presión).

Los ejes están centrados dentro de los marcos por cojinetes (dibujados en magenta en la siguiente imagen).

Eje a rotores

Los discos de rotores en un carrete se atornillan para formar una estructura continua fijada al eje correspondiente. La estructura se utiliza como pared interior para el conducto de aire relacionado:

^{Bastidores, ejes, cojinetes. Adaptado del Manual de familiarización CFM56-7B}

Vista del eje N1 y los dos bastidores, antes de añadir los rodamientos y sus cárteres de aceite. El eje del ventilador (más oscuro/en forma de trompeta) se fija al eje N1 mediante ranuras y puede considerarse parte del eje N1:

^{Eje de LP, bastidor de ventilador y bastidor de turbina de un CFM56-7B}

Los cojinetes y los sumideros de aceite se agregan para centrar el eje N1 (los tubos azules se usan para presurizar los sellos de aire-aceite del sumidero del ventilador). Las abrazaderas utilizadas para colgar el motor debajo del puntal del pilón son (apenas) visibles en la parte superior del marco trasero (consulte esta pregunta para obtener más detalles):

^{Eje de LP, marco del ventilador, marco de la turbina, cojinetes y sumideros de un CFM56-7B}

Otra vista CG con elementos adicionales:

• El disco del ventilador está atornillado al eje N1 (en realidad, el eje del ventilador).

• El cono del ventilador y el rotor están atornillados al disco del ventilador.

• Los dos extremos del eje N2 coaxiales al eje N1.

^{Ejes del CFM56-7B}

El eje HP/N2 (que se muestra en rojo arriba) está centrado en el eje LP/N1 mediante rodamientos. Todos los rotores del carrete de HP forman una sola estructura atornillada al eje de HP (que se muestra en azul claro a continuación):

^{Rotores HP de CFM56-7B. Adaptado del Manual de familiarización CFM56-7B}

Bastidores a estatores centrales

De manera similar, las cubiertas exteriores de los estatores y los anillos intermedios de un carrete se atornillan para formar estructuras continuas.

Se construyen cuatro estructuras estacionarias:

• El conjunto de estatores del compresor de baja presión (refuerzo) está fijado a la caja intermedia del marco del ventilador (en el lado del ventilador).
• El conjunto de estatores del compresor HP está fijado a la caja intermedia del marco del ventilador (en el otro lado).
• La cámara de combustión está fijada al conjunto del compresor HP.
• El conjunto de estatores de turbina está fijado a la cámara de combustión por un extremo y al bastidor trasero por el otro extremo.

Vista general de CG con algunos componentes resaltados:

^{Corte CFM56-7B. Modelo CG original por vhfine3d , en DeviantArt}

De los marcos al puntal del ala

El motor está sostenido por un pilón, que está sostenido por el ala. Solo hay dos puntos de montaje conectados a la torre, ubicados en el ventilador y en los marcos traseros. El empuje generalmente se transfiere al ala utilizando el punto de montaje delantero.

Si no es práctico transmitir el empuje desde la montura delantera, por ejemplo, porque no hay espacio para construir una montura fuerte, entonces se utilizan enlaces de empuje para transferir el empuje a la montura trasera que lo transmite al pilón:

^{Fuentes: izquierda , derecha}

Otros componentes

Hay algunos otros componentes para apoyar.

• La entrada de aire está fijada en la caja del ventilador.

• La caja del ventilador (cuya función es crear un conducto para el ventilador y contener cualquier pieza de aspa rota) se fija en el marco del ventilador.

• La góndola, es decir, los sombreretes y los conductos de los inversores de empuje, incluidos los inversores, se fija directamente al pilón. La góndola no es realmente parte del motor.

• La tobera de escape y el cono están fijados al marco de la turbina.

Para resumir

Los componentes del motor se mantienen juntos mediante dos marcos.

• Los rotores se fijan a los ejes, que se mantienen dentro de los marcos mediante cojinetes.
• Los componentes estacionarios (carcasa del ventilador, estatores, cámara de combustión, etc.) se atornillan y fijan directamente a los marcos.

Puntales. Muchos de ellos, y con una forma aerodinámica para que no causen demasiada resistencia. Algunos de esos puntales funcionan como paletas de estator y reducen el remolino del flujo interno. Al hacer esto, agregan un poco de empuje. Otros albergan los ejes de transmisión por los cuales se toma la energía de rotación del eje para hacer girar las bombas y los generadores.

Tal vez ayude ver este video de YouTube . Pegué una captura de pantalla a continuación:

Corte del motor a reacción. El naranja brillante muestra dónde se ha cortado la estructura. En los espacios grises se ven muchas paletas y puntales: sostienen los cojinetes del eje en su lugar.

En los motores de carretes múltiples, el carrete externo se mantiene en su lugar mediante los puntales y tiene cojinetes internos para mantener el carrete interno en su lugar. Dado que el carrete externo de alta presión es más corto, el carrete interno de baja presión emerge del carrete externo en ambos extremos.

Este dibujo de una patente muestra paletas de estator móviles. Están dispuestos como los rayos de una rueda. Cada disco de estatores se coloca entre dos discos de rotor.

Paletas del estator (26 y 28) sujetas de manera móvil en su lugar por pernos (32 y 44) e intercaladas con las paletas del rotor (24). Una palanca (38) en cada paleta es movida por un anillo actuador (36) y ajusta la incidencia de las paletas del estator.

Supongo que estás preguntando por el soporte del eje. En ese caso, el eje del motor se apoya en la carcasa del motor mediante cojinetes (cuyo tipo puede variar).

Creo que la primera imagen no muestra el marco de la turbina, sino el marco del ventilador (por cierto, no estoy seguro de si el marco de la turbina puede usar el sistema VBV), después de algunas investigaciones, creo que CF6 y CFM56 tienen el exactamente el mismo modelo de Fan Frame, probablemente también compartan otras partes... Y tal vez algunos otros motores GE se compartan con otras partes iguales