MOTOR GARRETT TPE 331 TURBOHELICE
ESTE MOTOR TURBOHELICE UTILIZA • UN COMPRESOR CENTRIFUGO DE DOS ETAPAS (Compresor de baja y Compresor de alta).
• UNA CAMARA DE COMBUSTION ANULAR (Una sola cámara) • UNA TURBINA AXIAL DE 3 ETAPAS • UNA CAJADE ENGRANAJES INTEGRAL (GEARBOX)
SUS VALORES NOMINALES DE CABALLAJE VARIAN DE
557 A 1,250 SHP SHP=Potencia disponible a la Hélice (Shaft Horse Power).
EL COMPRESOR CENTRIFUGO ABSORBE EL AIRE DE LA ATMOSFERA HACIA EL CENTRO DEL MISMO Y LUEGO LO DESCARGA A GRAN VELOCIDAD A TRAVES DE UN DIFUSOR. EL AIRE DE ALTA VELOCIDAD ES CONVERTIDO EN PRESION Y DIRIGIDO HACIA LA SEGUNDA ETAPA COMPRESORA DONDE EL PROCESO SE REPITE.
LAS 2 ETAPAS DE COMPRESION RESULTAN EN UNA RELACION DE COMPRESION NOMINAL DE
10:1 CON UN FLUJO DE AIRE TOTAL DE 7.6 LB/SEG (Aprox. En un dÃa normal)
CAMARA DE COMBUSTION LA SECCION DE CAMARA DE COMBUSTION ES DEL TIPO ANULAR DE UNA SOLA CAMARA.
30% APROXIMADAMENTE DE LA CANTIDAD DE AIRE ES USADO PARA LA ATOMIZACION DEL COMBUSTIBLE. EL RESTO (70%) SE ORIENTA ATRAVES DE ORIFICIOS EN LA CAMARA PARA CENTRAR EL CONO DE LA FLAMA Y PROVEER UNA CAPA ENFRIADORA. DESPUES EL FLUJO SE DIRIGE A LA SECCION DE TURBINA POR LA CUBIERTA DE TRANSICION.
SECCION DE TURBINA ES UNA TURBINA AXIAL DE 3 ETAPAS. LOS GASES ENTRAN EN EL ESTATOR DE TURBINA DE PRIMERA ETAPA Y AUMENTAN AUN MAS LA VELOCIDAD DEL AIRE DIRIGIENDOLO Y HACIENDOLO CHOCAR CONTRA EL “ROTOR DE TURBINA”, CAUSANDO LA ROTACION DE ESTE Y ASI PASANDO A LA TURBINA DE SEGUNDA Y TERCERA ETAPA. OBSERVE QUE EL DIAMETRO DE CADA ETAPA VA EN AUMENTO.
PASADA LA SECCION DE TURBINA, LOS GASES SE DIRIGEN A LA SECCION DE ESCAPE. APROXIMADAMENTE 2/3 DE LA POTENCIA ES USADA PARA IMPULSAR EL COMPRESOR Y 1/3 PARA LA HELICE Y CAJA DE ENGRANES. 41,730 RPM
A LA COMBINACION EN CONJUNTO DE: – COMPRESOR – CAMARA DE COMBUSTION – Y TURBINA
ES LLAMADA:
“GENERADOR DE GASES” A 100% EL GENERADOR DE GASES OPERA A:
41,730 RPM
EL MOTOR ES DE UN SOLO EJE, LLAMADO TAMBIEN:
“MOTOR DE EJE FIJO”
CAJA DE ENGRANES (GEAR SECTION) LLAMADA CAJA DE ENGRANES DE REDUCCION, CONVIERTE LA ALTA VELOCIDAD Y TORQUE RELATIVAMENTE BAJO, A UNA VELOCIDAD DE HELICE BAJA PERO DE ALTO TORQUE.
EL SISTEMA DE ENGRANAJES DEL TIPO SOLARES Y PLANETARIOS PROVEEN UNA RELACION DE 21 Ó 26 A 1.
LOS ENGRANAJES QUE GIRAN EN SENTIDO HORARIO INCORPORAN UN ENGRANAJE PLANETARIO FIJO, IMPULSADO POR UN MECANISMO DE ENGRANAJE SOLAR, EL CUAL PROVEE UNA RELACION DE 21 A 1. Y 2,000 RPM A 100 % DE LA VELOCIDAD DEL MOTOR. PARA LAS HELICES QUE GIRAN EN SENTIDO HORARIO, SE UTILIZA UN ENGRANAJE FIJO, CON LAS ESTRIAS DE ENGRANAJES PLANETARIOS HACIA EL EJE DE LA HELICE PARA DAR UNA RELACION DE 26 A 1 Y UNA VELOCIDAD DEL MOTOR DE 1,591 RPM A 100%.
LA CAJA DE ENGRANES PROVEE TAMBIEN SUPERFICIE DE MONTAJE PARA LOS ACCESORIOS DEL MOTOR.
CAJA DE ENGRANES (GEAR BOX)
ESTACIONES DE FLUJO DE AIRE PARA HACER FACIL LA IDENTIFICACION DE PARAMETROS DEL MOTOR, SE UTILIZA UN SISTEMA DE ESTACIONES SITUADAS EN VARIAS AREAS DEL MOTOR. 1 = Para las condiciones ambientales 2 = Para entrada de compresores 3 = Para descarga del compresor 4 = Para entrada de turbina 5 = Para descarga de turbina รณ escape
1 = Para las condiciones ambientales 2 = Para entrada de compresores 3 = Para descarga del compresor 4 = Para entrada de turbina 5 = Para descarga de turbina ó escape LA TEMPERATURA ENTRE RUEDAS DE TURBINA (1ª y 2ª Etapa) ES “T 4.1 ” LLAMADA TAMBIEN “ ITT ” ( TEMPERATURA DE INTER-ETAPA DE LA TURBINA)
IDENTIFICACION DEL MOTOR EJEMPLO NUMERO DE MODELO TIPICO:
TPE331-10UGR-511G TPE = MOTOR TURBOHELICE (TURBOPROP) 331 = No. INDICADOR DE SERIE DEL MOTOR -10 = CLASIFICACION DEL MOTOR DE ACUERDO A SU POTENCIA CERTIFICADA. (FAA) U = TOMA DE AIRE EN LA PARTE SUPERIOR DEL MOTOR. G = MEDIDOR DE PAR DE TORSION ELECTRONICO (STRAIN GAGGE) R = RESERVA DE PERFORMANCE AUTOMATICO (APR). -511= CONFIGURACION (TIPO DE HELICE) G = APLICACIÓN- FABRICANTE DEL AVION ( G PARA FAIRCHILD)
VALORES NOMINALES DEL MOTOR TPE331 - CABALLAJE CABALLAJE AL EJE (SHP) = POTENCIA DISPONIBLE A LA HELICE SHP TERMODINAMICO = (CABALLAJE DE EJE TERMODINAMICO) ES LA CAPACIDAD DE CABALLAJE DE LA SECCION DE POTENCIA CUANDO EL MOTOR OPERA A TEMPERATURA DE ENTRADA DE TURBINA MAXIMA PERMITIDA (T4) EN CONDICIONES NORMALES AL NIVEL DEL MAR.
POTENCIA NOMINAL LIMITADA A MENUDO SE SELECCIONAN MOTORES CUYA POTENCIA TERMODINAMICA EXCEDE LA REQUERIDA PARA EL RENDIMIENTO DEL AVION DISEÑADO. ESTOS MOTORES DE “SOBREMEDIDA” SON CERTIFICADOS AL VALOR DE POTENCIA NOMINAL LIMITADA EN SU INSTALACION ESPECIFICA.
BENEFICIO: • • •
Bajas temperaturas de turbina al despegue. Mejor rendimiento en altura. Vida mas larga del motor.
CONSUMO DE COMBUSTIBLE SFC = CONSUMO ESPECIFICO DE COMBUSTIBLE(SPECIFIC FUEL COMSUPTION). MEDIDO EN LIBRAS(COMBUSTIBLE) POR HP POR HORA. ES LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE CONSUMIDO PARA PRODUCIR UN CABALLAJE DETERMINADO. EL SISTEMA DE COMBUSTIBLE DEL AVION MIDE EL VOLUMEN DEL COMBUSTIBLE CONSUMIDO INDICADO EN LIBRAS POR HORA “PPH” ( POUND PER HOUR). PARA CALCULAR EL FLUJO DE COMBUSTIBLE, EL CONSUMO ESPECIFICO QUE FIGURA EN LA SIGUIENTE TABLA ES MULTIPLICADO POR EL CABALLAJE PRODUCIDO.
PERFORMANCE RATINGS MODELOS TPE331
SE COMPARAN VALORES NOMINALES DE PERFORMANCE EN MOTORES (-1 A -12 ). NOTA.- OBSERVE LOS MODIFICADORES EN LOS MOTORES ( -1, -5, -6, -8 Y -10. ESTAS TEMPERATURAS REPRESENTAN LOS EFECTOS COMO CONSECUENCIA DE MOTORES CON LIMITACION DE POTENCIA NOMINAL. CADA UNO DE ESTOS MOTORES PUEDE DESARROLLAR UNA POTENCIA DE DESPEGUE A LAS TEMPERATURAS AMBIENTALES INDICADAS POR DEBAJO DE SU TEMPERATURA LIMITE DE TURBINA. MOTORES QUE NO TIENEN LA LIMITACION DE POTENCIA ( -3 Ó -11 ), NO SERAN CAPACES DE DESARROLLAR POTENCIA DE DESPEGUE DEBAJO DE SU TEMPERATURA LIMITE DE TURBINA, CUANDO OPEREN EN CONDICIONES AMBIENTE SOBRE 59 GRADOS CENTIGRADOS.
GENERADOR DE GASES DE TURBINA LIBRE EXISTEN VARIOS TIPOS DE CONVERSION DE POTENCIA. EL GENERADOR DE GASES NO PRODUCE TRABAJO UTIL HASTA NO SER ACOPLADO A LA HELICE PARA PROVEER EMPUJE. UNO DE LOS METODOS ES LLAMADO DE “TURBINA LIBRE” UNA RUEDA DE TURBINA ADICIONAL ES INSERTADA EN LA SONA DE DESCARGA DE LOS GASES DE ESCAPE. ESTA TURBINA LIBRE O TURBINA DE POTENCIA SE CONECTA A LA HELICE POR MEDIO DE UN CONJUNTO DE EJE Y CAJA DE ENGRANES. ESTE SISTEMA ES ALTAMENTE ADAPTABLE PARA USARSE EN HELICOPTEROS. ESTA CONFIGURACION DEL MOTOR REDUCE EN GRAN PARTE EL NIVEL DE RUIDO DE LA HELICE DURANTE EL CARRETEO, YA QUE PROVEE VELOCIDADES DE HELICE, MAS BAJAS MIENTRAS QUE LAS VELOCIDADES DEL GENERADOR DE GASES SE MANTIENEN RELATIVAMENTE ALTAS.
GENERADOR DE GASES DE TURBINA DE EJE FIJO EN ESTE CASO, UNA TERCERA RUEDA DE TURBINA HA SIDO AGREGADA AL GENERADOR DE GASES, LA CUAL ESTA DIRECTAMENTE CONECTADA A LA HELICE A TRAVÉS DE LA CAJA DE ENGRANAJES. ESTA EXTRAE EL TRABAJO REQUERIDO POR ENCIMA DE LAS NECESIDADES DE LA SECCION DEL COMPRESOR. ESTE METODO PROVEE VARIAS VENTAJAS, UNA DE ELLAS ES EL REGIMEN DE RESPUESTA. ESTO ES QUE COMO EL GENERADOR DE GASES ESTA DIRECTAMENTE ACOPLADO A LA HELICE, AUMENTANDO LA ENERGIA TERMICA A LA TURBINA SE AUMENTA TAMBIEN EL CABALLAJE, EL CUAL ES INSTANTANEAMENTE PERCIBIDO POR LA HELICE Y CONVERTIDO EN EMPUJE UTIL, POR LO TANTO, LA RESPUESTA ESTA SOLAMENTE LIMITADA POR EL TIEMPO QUE REQUIERE LA HELICE PARA REACCIONAR. ESTO ES REFERIDO COMO:
“REGIMEN DE RESPUESTA INSTANTANEA”
VENTAJA DE LA VELOCIDAD CONSTANTE EL MOTOR TPE331 ES DEL TIPO EJE FIJO Y GENERALMENTE CONOCIDO COMO:
“MOTOR DE VELOCIDAD CONSTANTE” EL CONCEPTO BASICO DE DISEÑO DEL MOTOR ES OPERAR A UNA VELOCIDAD CONSTANTE, LO CUAL ES IMPORTANTE ENTENDER Y RECORDAR POR QUE CONSTITUYE LA BASE PARA LA TEORIA DEL MANEJO DE LA POTENCIA, Y HARA COMPRENDER MAS FACILMENTE LO REFERENTE A LA HELICE Y A LOS SISTEMAS DE COMBUSTIBLE. NOTA.- Para algunas operaciones especificas se pueden seleccionar varias velocidades.
PARA MANTENER LA VELOCIDAD CONSTANTE, EL EXCESO DE POTENCIA DE LA TURBINA DEBE SER IGUAL A LA CARGA DE LA HELICE.
PARA MANTENER CONSTANTE LA VELOCIDAD O LAS RPM, LA POTENCIA DE LA TURBINA DEBE IGUALAR A LA CARGA DE LA HELICE. LA POTENCIA PRODUCIDA ES RELATIVA A LA CANTIDAD DE COMBUSTIBLE AGREGADO PARA GENERAR LA ENERGIA TERMICA NECESARIA. PARA ESTE FIN, ES UTILIZADO UN SISTEMA DE GOBERNACION DE LA HELICE, PARA REGULAR LAS RPM SELECCIONADAS, CAMBIANDO LA CARGA DE LA HELICE. AUMENTANDO EL COMBUSTIBLE AL MOTOR, EL SISTEMA DE GOBERNACION DE LA HELICE AUMENTARA LA CARGA DE LA HELICE, O EL ANGULO DE LA PALA Y EL EMPUJE. SIN EMBARGO MIENTRAS TODO ESTO SUCEDE LA VELOCIDAD DEL MOTOR PERMANECE CONSTANTE. SI EL COMBUSTIBLE ES REDUCIDO OCURRE LO CONTRARIO.
LIMITES DE LA POTENCIA LA POTENCIA MAXIMA EXTRAIDA DEL MOTOR TPE331 ESTA LIMITADA POR: •
•
TORQUE (HP) = ESTA DETERMINADO POR EL DISEÑO, PERFORMANCE E INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DEL AVION. TEMPERATURA DE LA TURBINA = ESTA DETERMINADA POR EL DISEÑO DEL MOTOR.
“ CUALQUIERA DE LOS LIMITES QUE SE ALCANCE PRIMERO ” LOS LIMITES DE MAXIMO TORQUE SON FUNCION DEL FABRICANTE DEL AVION PARA CUMPLIR EL PERFORMANCE DE DISEÑO Y MANTENER LA INTEGRIDAD ESTRUCTURAL, MIENTRAS QUE LOS LIMITES DE MAXIMA TEMPERATURA SON FUNCION DEL FABRICANTE DEL MOTOR Y DEPENDE DE LOS TIPOS DE MATERIAL Y DE VELOCIDADES CRITICAS. AUN EN UN AVION EQUIPADO CON FUNCIONES AUTOMATICAS DE LIMITACION DE TORQUE Y TEMPERATURA, EL PILOTO DEBE CONOCER ESTOS LIMITES. LA PALANCA DE POTENCIA DEBE AVANZARSE HASTA EL LIMITE DE TORQUE O DE TEMPERATURA, CUALQUIERA DE LOS DOS QUE SE ALCANCE PRIMERO.
DESCUIDAR ESTOS LIMITES PUEDE DAR COMO RESULTADO UNA VIDA MAS CORTA DE LOS MOTORES, AUMENTO DEL MANTENIMIENTO Y UNA OPERACIÓN MAS COSTOSA.
EFECTO DE LAS CONDICIONES DE AMBIENTE EN LAS CUALES EL LIMITE DEL MOTOR ES ALCANZADO PRIMERO. EN ESTE EJEMPLO LA PALANCA DE POTENCIA SE HA ADELANTADO HASTA ALCANZAR LA MAXIMA TEMPERATURA DE ENTRADA DE TURBINA (TIT) O LIMITE TERMODINAMICO. (EJEMPLO PARA MOTOR TPE331-10)
EFECTOS DEL AIRE FRIO O DE MAYOR DENSIDAD. EJEMPLO A – 29 GRADOS CENTIGRADOS “OAT/SL” MOVIENDO LA PALANCA DE POTENCIA ADELANTE HACIA EL LIMITE DELA TEMPERATURA TERMODINAMICA DA UN FLUJO DE AIRE DE 9.2 LIBRAS POR SEGUNDO CON UN FLUJO DE COMBUSTIBLE DE 710 LB/HR, APROX. LA ALZA EN EL FLUJO DE COMBUSTIBLE ES DEBIDO A AL AUMENTO EN LA DENSIDAD DEL AIRE. BAJO ESTAS CONDICIONES EL MOTOR PRODUCE 1,395 SHP. LO CUAL ES UNA CONDICION DE “SOBRETORQUE” Y REPRESENTA UNA CONDICION DE REQUERIMIENTO DE UN LIMITADOR DE TORQUE, ASI COMO DE UN LIMITADOR DE TEMPERATURA.
EFECTO DE ALTA TEMPERATURA AMBIENTE EJEMPLO .- A 49 GRADOS CENTIGRADOS OAT/SL (TEMPERATURA LIMITE). A UNA TEMPERATURA DE AIRE EXTERIOR DE 49 GRADOS CENTIGRADOS, EL AIRE ES CONSIDERABLEMENTE MENOS DENSO QUE EN EL EJEMPLO ANTERIOR. EL COMPRESOR MUEVE SOLAMENTE 6.4 LB POR SEGUNDO. CON UNA REDUCCION EN LA RELACION DEL AIRE, HAY UNA REDUCCION EN EL FLUJO DE COMBUSTIBLE A 450 PPH. OPERANDO NUEVAMENTE EN EL LIMITE DE TEMPERATURA TERMODINAMICA SE OBTIENEN SOLAMENTE 700 SHP. CUALQUIER INTENTO PARA PRODUCIR UN CABALLAJE TERMODINAMICO NOMINAL, EXCEDERIA EL LIMITE DE TEMPERATURA DEL MOTOR Y RESULTANDO EN DAÑOS EN LA SECCION DE LA TURBINA.
TEMPERATURA LIMITE A GRAN ALTITUD ( HIGHT ALTITUDE) EJEMPLO PARA UN MOTOR EN VUELO A 20,000 PIES DE ALTURA. EL FLUJO DEL AIRE ES SOLAMENTE DE 4.6 LB/SEG . Y EL COMBUSTIBLE REQUERIDO PARA ALCANZAR EL LIMITE DE TEMPERATURA ES DE 345 PHP SOLAMENTE. Y EN EL LIMITE DE TEMPERATURA EL CABALLAJE ES DE SOLAMENTE 680 SHP. DE IGUAL MANERA, UN INTENTO POR ALCANZAR EL LIMITE DE TORQUE RESULTARIA EN UNA CONDICION DE SOBRE-TEMPERATURA. (OBSERVAR LAS SIMILITUDES ENTRE LAS CONDICIONES A GRAN ALTITUD Y ALTA OAT.
DENSIDAD DEL AIRE vs POTENCIA DE LOS EJEMPLOS ANTERIORES PODEMOS SINTETIZAR QUE EN UN DIA FRIO A ALTITUDES BAJAS, SE ESPERA QUE EL MOTOR ESTE LIMITADO POR EL TORQUE. A MEDIDA QUE LA ALTITUD O LA TEMPERATURA AMBIENTE AUMENTAN, EL MOTOR SE LIMITA POR TEMPERATURA. LA TEMPERATURA AMBIENTE O DE ALTITUD DONDE EL MOTOR SE LIMITA POR TEMPERATURA SERA DETERMINDA POR LA LIMITACION DE SU POTENCIA NOMINAL.
PARAMETROS DEL MOTOR
PARAMETROS EN UN MOTOR NORMAL
RPM = 100% EGT = 650 Grados C. FUEL FLOW = 500 PPH TORQUE = 100%
EJEMPLO DE FALLA
EN EL EJEMPLO LAS RPM, TEMPERATURA Y TORQUE SON NORMALES, PERO EL FLUJO DE COMBUSTIBLE ES BAJO. PARECIESE QUE EL MOTOR NECESITARA MENOS COMBUSTIBLE PARA PRODUCIR EL HP NOMINAL , LO CUAL NO TIENE LOGICA. PUEDE SOSPECHARSE QUE SE TRATA DE UNA INDICACION DE FLUJO DE COMBUSTIBLE ERRONEA.
EJEMPLO DE FALLA
EN EL EJEMPLO EGT, FUEL FLOW Y TORQUE SON BAJOS, MIENTRAS QUE LO UNICO QUE SE MANTIENE NORMAL SON LAS RPM. USANDO LA TEORIA DE LA VELOCIDAD CONSTANTE, SE DETERMINA QUE EL MOTOR ESTA LIMITADO EN COMBUSTIBLE.
EJEMPLO 3 DE FALLA
EN ESTE CASO TODAS LAS INDICACIONES SON NORMALES EXCEPTO LA TEMPERATURA QUE ES BAJA. TORQUE Y FUEL FLOW SON NORMALES POR LO QUE SE DEDUCE QUE LA FALLA ES DE INDICACION EN EL INSTRUMENTO DE EGT.
EJEMPLO 4 DE FALLA
EN ESTE EJEMPLO LA PALANCA DE POTENCIA ESTA ADELANTADA PARA EL DESPEGUE Y TENEMOS QUE LAS RPM SON NORMALES, LA EGT A SU LIMITE, MIENTRAS QUE EL FLUJO DE COMBUSTIBLE Y EL TORQUE SON BAJOS. EL PROCEDIMIENTO NORMAL PARA AVERIGUAR LA FALLA SERIA ADELANTAR LA PALANCA AL LIMITE DE TORQUE O DE EGT. LO QUE OCURRA PRIMERO.SE DEDUCIRIA QUE EL MOTOR ESTA DESGASTADO.
CONTROL DE LA POTENCIA
EN EL ESQUEMA SE MUESTRA LA “PALANCA DE POTENCIA” DEL LADO IZQUIERDO. SI ESE CONTROL ES DE COMBUSTIBLE O DE TORQUE ESO DEPENDE DEL MODO EN QUE ESTA OPERANDO EL MOTOR. AMBAS FUNCIONES TIENEN RELACION DIRECTA CON LA TEMPERATURA. “LA PALANCA DE VELOCIDAD ”(A LA DERECHA), LLAMADA TAMBIEN PALANCA DE “CONDICION” O DE RPM SIRVE PARA SELECCIONAR EL RANGO DE VELOCIDAD DE OPERACIÓN DEL MOTOR.
TOMANDO COMO BASE LA TEORIA DE LA VELOCIDAD CONSTANTE LA QUE CONSTITUYE LA BASE PARA EL SISTEMA DE CONTROL DE POTENCIA.
PARA MANTENER UNA VELOCIDAD CONSTANTE, LA POTENCIA DEL MOTOR DEBE SER IGUAL A LA CARGA DE LA HELICE. EL CONTROL DE LA POTENCIA ES EL CONTROL DE ESTOS DOS FACTORES PARA CUMPLIR CON EL REQUERIMIENTO DE LA VELOCIDAD CONSTANTE.
FUEL/PROP CONTROLS PARA CUMPLIR LO ANTERIOR SE REQUIERE DE 4 DISPOSITIVOS DE CONTROL: • FUEL CONTROL • PROPELER GOBERNOR • PROPELER PITCH CONTROL INCORPORADOS DENTRO DE LA “FUEL CONTROL UNIT” (FCU), TENEMOS UNA VALVULA MANUAL DE COMBUSTIBLE (MFV) Y UN GOBERNADOR DE BAJA VELOCIDAD (USG). PARA CONTROLAR LA CARGA DE LA HELICE SE UTILIZAN “EL CONTROL DE PASO DE LA HELICE” (PPC) Y EL “GOBERNADOR DE LA HELICE” (PG). ESTOS COMPONENTES ESTAN MONTADOS EN EL LADO POSTERIOR DE LA CAJA DE ENGRANES.
CONTROL DE POTENCIA DEL MOTOR EL MOTOR TPE331 INTEGRA DOS FUNCIONES EN UNA SOLA PALANCA DE POTENCIA, (C0NTROL DE LA POTENCIA Y CONTROL DE LA CARGA DE LA HELICE). CONECTADA A DOS LEVAS DE MAQUINADO ESPECIAL, SITUADAS EN LA VALVULA MANUAL DE COMBUSTIBLE Y EN EL CONTROL DE PASO DE LA HELICE. CUANDO LA PALANCA DE POTENCIA ES ADELANTADA DE SU POSICION RALENTY (FLIGHT IDLE), LA LEVA DE PASO DE LA HELICE MANTENDRA MOMENTANEAMENTE LA HELICE EN PASO FIJO. EN ESTE MOMENTO LA LEVA DE LA VALVULA MANUAL DE COMBUSTIBLE CAUSARA EL AUMENTO DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE . DESPUES DE MANTENER FIJO EL PASO, LA LEVA DE CONTROL DE PASO QUEDA BASICAMENTE INEFECTIVA.
CONTROL DE LAS RPM DEL MOTOR PARTIENDO DE LA TEORIA DE LA VELOCIDAD CONSTANTE SE SEÑALA QUE CON CARGA Y POTENCIA IGUALES, EL MOTOR BASICAMENTE OPERARIA A UNA SOLA RPM. PERO POR DIFERENTES CONDICIONES DE OPERACIÓN COMO CARRETEO Ó CRUCERO, ES NECESARIO OPERAR EL MOTOR A OTRAS RPM ADEMAS DEL 100%. ESTO SE DEBE A LA NECESIDAD DE REDUCCION DEL NIVEL DE RUIDO, AHORRO DE COMBUSTIBLE U OPERACIÓN CON CARGA MINIMA. PARA LOGRAR LO ANTERIOR EL MOTOR TPE331 INTEGRA LA FUNCION DE CONTROL DE VELOCIDAD A TRAVES DE LA “PALANCA DE CONDICION” Ó DE VELOCIDAD. Y SU FUNCION ES AJUSTAR LAS RPM DE OPERACIÓN DEL MOTOR. ESTA CONECTADA AL GOBERNADOR DE COMBUSTIBLE DE BAJA VELOCIDAD Y AL GOBERNADOR DE LA HELICE.
MODO DE GOBERNACION DE LA HELICE EN EL MODO DE GOBERNACION DE LA HELICE EN VUELO, EL RANGO DE OPERACIÓN DE LA PALANCA DE POTENCIA VA DESDE RALENTI DE VUELO (FLIGHT IDLE) HASTA MAXIMA POTENCIA. EL COMPONENTE EFECTIVO ES LA VALVULA MANUAL DE COMBUSTIBLE (MFV). EL RANGO NORMAL DE OPERACIÓN DEL MODO DE GOBERNACION DE LA HELICE EN EL CUADRANTE ES POR LA PALANCA DE VELOCIDAD DESDE CRUCERO HASTA DESPEGUE O ALTA. LA DEMANDA DE AUMENTO DE COMBUSTIBLE AUMENTA IMPULSA LAS RPM AL AJUSTE DEL GOBERNADOR DE HELICE EL CUAL CAMBIA EL ANGULO DE PALAS DE LA HELICE PARA IGUALAR LA POTENCIA DEMANDADA.
MODO BETA EN MODO “BETA” O DE OPERACIÓN EN TIERRA EL PILOTO TIENE CONTROL MANUAL DE LA CARGA DE LA HELICE, MEDIANTE EL CONTROL DE PASO DE LA HELICE (PPC). EL RANGO DE OPERACIÓN PARA LA PALANCA DE POTENCIA VA DESDE RALENTI DE VUELO (FLIGHT IDLE) HASTA REVERSA. EL RANGO NORMAL PARA LA PALANCA DE VELOCIDAD EN MODO BETA VA DESDE BAJO A ALTO. PARA OPERACIÓN BETA, MOVIENDO LA PALANCA DE POTENCIA ATRÁS DE RALENTI DE VUELO (FLIGHT IDLE), TIENE COMO EFECTO REDUCIR EL COMBUSTIBLE AL PUNTO QUE LAS RPM CAEN ABAJO DEL AJUSTE DEL GOBERNADOR DE LA HELICE. EL GOBERNADOR DE BAJA VELOCIDAD ASUME ENTONCES EL CONTROL DE COMBUSTIBLE A FIN DE MANTENER LAS RPM. MINIMAS SELECCIONADAS. SI LA PALANCA DE VELOCIDAD ESTUVIESE EN ALTA, LAS RPM SERIAN DE 97%. LA NECESIDAD DE UN MODO BETA DERIBA DE LA NECESIDAD DE CONTROLAR Y DEMANDAR MANUALMENTE UN PASO DE REVERSA PARA DETENER EL AVION DESPUES DEL ATERRIZAJE. ADEMAS DE UN CONTROL DIRECCIONAL DE EMPUJE PARA PROVEER UN CONTROL ADECUADO DEL AVION PARA EL CARRETEO.
SISTEMA DE CONTROL DE LA HELICE
EL SISTEMA DE CONTROL DE LA HELICE ESTA DISEÑADO PARA OPERAR EN UNO DE DOS MODOS: EL MODO DE GOBERNACION DE LA HELICE DE MODO EN VUELO. Y EL MODO GOBERNACION DE LA HELICE. EL GOBERNADOR DE LA HELICE (PG) MIDE ACEITE ENVIADO A LA HELICE EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DEL MOTOR Y REQUERIMENTOS DE POTENCIA. EN EL MODO DE OPERACIÓN BETA O EN TIERRA, EL ACEITE ES MEDIDO A LA HELICE POR EL CONTROL DE PASO DE LA MISMA (PPC), Y EL ANGULO DE LA PALA DE LA HELICE ES DIRECTAMENTE CONTROLADO POR EL MOVIMIENTO DE LA PALANCA DE POTENCIA. UN SWITCH DE PRESION EN EL SISTEMA DE CONTROL HIDRAULICO DE LA HELICE, ES USADO PARA ENCENDER UNA LUZ INDICADORA EN EL PANEL DE INSTRUMENTOS. LA LUZ SE ENCIENDE CUANDO LA HELICE ESTA OPERANDO EN MODO BETA Y SE APAGA DURANTE LA GOBERNACION DE LA HELICE.
SI EL MOTOR PERDIESE POTENCIA DURANTE EL VUELO, UN SISTEMA SENSOR DE TORQUE NEGATIVO ES USADO PARA EN FORMA AUTOMATICA ENVIAR LA HELICE HACIA LA POSICION DE BANDERA. EL SISTEMA DE CONTROL DE LA HELICE CONSTA DE: • • • • • • •
HELICE TUBO DE TRANSFERENCIA DE ACEITE GOBERNADOR DE LA HELICE CONTROL DE PASO DE LA HELICE VALVULA DE PUESTA EN BANDERA DE LA HELICE BOMBA DE SACADO DE BANDERA SISTEMA DE TORQUE NEGATIVO
HELICE DOWTY ROTOL
HELICE HARTZELL
HELICE McCAULEY
CONTROLADOR DE PASO DE LA HELICE
GOBERNADOR DE LA HELICE
FUEL SOLENOID VALVE MAUALLY OVERRIDDEN CLOSED
COMPUTADOR SRL EL COMPUTADOR “SRL” ESTA DISEÑADO PARA SER USADO CON EL SISTEMA DE MEDIDA DE TEMPERATURA DE GASES DE ESCAPE. ESTE COMPUTADOR ELIMINA LA NECESIDAD DEL PILOTO, DE USAR DIAGRAMAS DE CORRECCION PARA DETERMINAR LA TEMPERATURA DE OPERACIÓN MAXIMA PERMITIDA. EL SISTEMA RECIBE SEÑALES DE LA TEMPERATURA DEL AIRE EXTERIOR, VELOCIDAD DEL AIRE, RPM DEL MOTOR, Y TEMPERATURA DE GASES DE ESCAPE. LA SEÑAL DE TEMPERATURA DE GASES DE ESCAPE ES LUEGO MODIFICADA Y ENVIADA AL INDICADOR DEL AVION. LA FUNCION DEL COMPUTADOR MODIFICA LA SEÑAL EGT PARA ENTREGAR UNA SEÑAL DE TEMPERATURA CONSTANTE CUANDO ESTÉ OPERANDO A TEMPERATURA DE ENTRADA DE TURBINA MAXIMA POR CONDICIONES AMBIENTALES VARIABLES. EL SISTEMA SRL RECIBE SEÑALES DE UN TRANSDUCTOR “DELTA” P/P, SENSOR DE TEMPERATURA DE ENTRADA T2, RPM DEL MOTOR Y TEMPERATURA COMPENSADA DE GASES DE ESCAPE. EL TRANSDUCTOR DELTA P/P , RECIBE SEÑALES DE LA PRESION DE LA VELOCIDAD DEL AIRE (PT2) Y DEL TUBO DE ESCAPE (PS5). EL TRANSDUCTOR “DELTA” P/P , ENVIA UNA SEÑAL DE VOLTAJE CORREGIDO AL COMPUTADOR SRL, LA CUAL REPRESENTA EL EFECTO DE LA ALTITUD BAROMETRICA EN LA OPERACIÓN DEL MOTOR. EL SENSOR DE “T2” ES UNA RESISTENCIA SENSITIVA DE LA TEMPERATURA QUE ENVIA UNA SEÑAL DIFERENCIAL DE VOLTAJE AL COMPUTADOR SRL. LA SEÑAL DE TEMPERATURA T2 CAUSA LA MAYOR CORRECCION A LA SEÑAL DE TEMPERATURA DE LOS GASES DE ESCAPE. EL COMPUTADOR SRL TAMBIEN CAMBIA LA CORRECCION DE TEMPERATURA DIFERENCIAL CUANDO LAS RPM DEL MOTOR SON REDUCIDAS. ESTE CAMBIO TIENE POR EFECTO REDUCIR LA TEMPERATURA DE ENTRADA DE LA TURBINA EN RELACION A LA TEMPERATURA DE GASES DE ESCAPE INDICADA.
SISTEMA DE INYECCION DE AGUA METANOL ES USADO EN ALGUNOS MODELOS DEL TPE33 1. ES UN SISTEMA QUE AUMENTA LA POTENCIA DEL MOTOR. CUANDO ESTA EN OPERACIÓN, ESTE EXTIENDE EL DESEMPEÑO DE LA POTENCIA DE DESPEGUE EN ALTAS CONDICIONES DE TEMPERATURA Y PRESION AMBIENTE. DEPENDIENDO DE LOS REQUERIMIENTOS OPERACIONALES DE L AVION, LA INYECCION DE AGUA/METANOL (AWI) PUEDE SER DESIGNADO COMO DE USO “CONTINUO” O USO EN “EMERGENCIA”. USADO EN CONTINUO (AWI) (CAWI) EN AMBOS MOTORES DURANTE UN DESPEGUE HUMEDO LIMITADO A 5 MINUTOS. UNA DESIGNACION PARA USARSE COMO SISTEMA DE EMERGENCIA TIPICA SERA CUANDO SE ACTIVE AUTOMATICAMENTE EN CASO DE LA FALLA DE UN MOTOR DURANTE EL DESPEGUE. BASADO EN LAS CONDICIONES AMBIENTALES, SE INTRODUCE UNA MEZCLA DE AGUA/METANOL EN LA ENTRADA AL COMPRESOR: PERMITIENDO QUE LA POTENCIA DEL MOTOR SE INCREMENTE ARRIBA DEL 100% DE TORSION DURANTE 5 MINUTOS DEL RANGO DE DESPEGUE “HUMEDO” O PERMITIENDO AL MOTOR MANTENER EL 100 % DE LA TORSION A UNA ALTA TEMPERATURA , CUANDO EL DESEMPEÑO A POTENCIA DE DESPEGUE LIMITA A LA TURBINA POR TEMPERATURA. SE USA UNA MEZCLA DE 60% DE AGUA POR 40% DE METANOL. LA TEMPERATURA TOTAL DE ENTRADA ES DISMINUIDA POR MEDIO DE EVAPORACION, LO CUAL INCREMENTA EL FLUJO DE LA MASA DE AIRE ATRAVES DEL MOTOR. ESTO TIENE EL MISMO EFECTO EN LA POTENCIA DE EMPUJE COMO SI FUESE OPERADO A UNA BAJA TEMPERATURA AMBIENTE. ADICIONALMENTE INTRODUCIENDO METANOL EN EL CURSO DE FLUJO PRIMARIO DE AIRE INCREMENTANDO LA CANTIDAD DE ENERGIA CALORIFICA DISPONIBLE DURANTE LA COMBUSTION. EL MULTIPLE DE AGUA/METANOL ESTA INSTALADO EN LA ENTRADA DEL COMPRESOR EN LOS MOTORES. TIENE 4 INYECTORES QUE ESTAN POSICIONADOS PARA EVITAR QUE EL AGUA/METANOL SEA DIRIGIDO A LA ENTRADA DE LOS SENSORES.
SISTEMA DE LUBRICACION
SISTEMA ANTIHIELO
SISTEMA DE COMBUSTIBLE DEL MOTOR
MAGNETIC CHIP DETECTOR EL DETECTOR DE PARTICULAS MAGNETICAS ESTA LOCALIZADO EN EL AREA DEL COLECTOR DELANTERO INFERIOR DE LA CAJA DE ENGRANAJES DEL MOTOR. LLEVA UN SOLO ALAMBRE ELECTRICO Y CONSISTE DE UN IMAN PERMANENTE QUE ATRAE MATERIAS FERROSAS. CUANDO ESTAS MATERIAS SUJETADAS POR EL IMAN COMPLETAN EL CIRCUITO Y UNA LUZ DE ADVERTENCIA EN LA CABINA DE PILOTOS SE ENCENDERA Y ALERTARA. EN AVIONES QUE NO DISPONES DE UNA LUZ DE ADVERTENCIA EN LA CABINA, EL DETECTOR DE PARTICULAS MAGNETICAS SE VERIFICA CON UN MEDIDOR DE CONTINUIDAD.
580 Max 100%
580 Max
100% 10,000 ft 250 Kts 24 C
580