AD2 Motores Aviacao convencionais Reacao

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Universidade do Sul de Santa Catarina – Unisul
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Disciplina: Motores de Aviação convencionais e a Reação
Curso: Ciências Aeronáuticas 
Professor: Helio Luis Camoes de Abreu
Nome do aluno:
Data: 19/04/2018
Orientações:
Procure o professor sempre que tiver dúvidas.
Entregue a atividade no prazo estipulado.
Esta atividade é obrigatória e fará parte da sua média final.
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Pesquise e escolha um avião utilizado na aviação comercial atual que utilize motor a reação. Descreva esse motor em termos das características estudadas na UA. Descreva pelo menos cinco características estudadas. (5,0).
típica: Mach 0.789 (a 35.000 pés)
Motor CFM56-7B O Avião escolhido foi o boeing 737-800, muito usado na aviação comercial, no Brasil a empresa aerea Gol é quem tem uma maior frota de aeronaves desse modelo.
Ficha Tecnica:
Quantidade de passageiros: 162 para configuração de duas Classes e 189 para configuração de uma classe.
Carga: 1.555 pés cúbicos (44 m3)
Motores: CFM56-7BE com empuxo maximo de 28,400 lb
Capacidade máxima para combustível: 6.875 galões (26.020 litros)
Máximo peso na decolagem: 174,200 lb (79,010 kg)
Alcance máximo: 2,935 nm1 (5.440 km)
Velocidade de cruzeiro
1-) IDENTIFICAÇAO: 
A sigla CFM quer dizer COMERCIAL FAM MODULE, isto porque são três empresas construtoras do motor. 
O numero 56-7B, se refere ao modelo que pode variar de 19,500 lbs até 27,300 lbs de empuxo como segue abaixo: 
7B18------até 19,500 lbs de empuxo 
7B20------até 20,600 lbs de empuxo 
7B22------até 22,700 lbs de empuxo 
7B24------até 24,200 lbs de empuxo 
7B26------até 26,400 lbs de empuxo 
*com alta razão de bypass - 5,6:1 
*máximo EGT partida: 725 °C 
*EGT RED LINE: 950 °C 
*peso: 5,205 lbs ou 2,631 kg 
*diâmetro FAN: 61 in ou 1,55 m 
2-) CONSTRUÇÃO: 
O motor CFM 56-7 B constitui-se de 13 estágios de compressão e 5 estágios de turbinas sendo: 
a-) 4 estágios de compressão de baixa pressão sendo, FAN 1 estagio + 3 estágios de LPC (low pressure compressor, também chamado de BOOSTER); 
b-) 9 estágios de alta pressão, HPC (High pressure compressor), sendo que os 4 primeiros estágios são estatoras variáveis, e as demais são fixas; 
c-) Câmara de combustão do tipo anular: 
- Pode ser SAC (modelo + usado na frota GOL devido baixo custo, porém + poluente). Pode ser identificada observando se há apenas um manifold de distribuição de combustível para todos os 20 bicos injetores; 
- Pode ser DAC (modelo menos usado na frota GOL devido alto custo, porém - poluente). Pode ser identificada observando se há dois manifold de distribuição de combustível para todos os 20 bicos injetores onde pode ser também instalada a BSV (BURNER SELECTOR VALVE) já desativada em quase toda frota GOL. 
d-) um e único estágio de turbina de alta pressão (HPT). 
e-) quatro estágios de turbina de baixa pressão (LPT). 
f-) Rolamentos: Possuem 5, sendo que o terceiro é composto por dois rolamentos (um de esfera e outro de rolete): 
- Rolamento 1, 2 e 3 - estão localizados no sump dianteiro (área fria); 
- Rolamento 4 e 5 - estão localizados no sump traseiro (área quente). 
3-) SISTEMA DE CONTROLE E DISTRIBUIÇÃO DE COMBUSTÍVEL 
É dividido em três subsistemas: Sistema de distribuição, Sistema de controle e Sistema de indicações. 
a-) Sistema de distribuição: 
*conjunto bombas de combustível: bomba de baixa pressão modelo centrifuga, fornece no máximo. 125 psi pressão, e bomba de alta pressão modelo engrenagem, que fornece 1100 psi de pressão para servos e bicos; 
*main oil/fuel heater exchanger; 
*servos fuel heater: trocador de calor dos servos de atuação VBV, VSV, TBV, HPTACC, LPTACC e BSV (se houver esta ultima); 
*idg oil cooler: trocador de calor óleo idg com combustível do motor; 
*Hidromecânico Unit (HMU); 
*Fuel/flow transmitter; 
*Fuel nozzle filter; 
*Fuel manifold; 
*Fuel nozzles. 
b-) Sistema de controle: 
*interfaces com acft; 
*sensores; 
*EEC; 
*HMU. 
c-) Sistema de indicação de combustível: 
*razão de fuel flow; 
*combustível usado; 
*HPSOV (posição da válvula de corte do motor); 
*filter bypass light. 
HMU-HIDROMECANICO UNIT 
Função: fornecer combustível dosado para os bicos e para os servos de atuação do motor vbv, vsv, tbv, hptacc, lptacc, fmv e hpsov. 
FUEL FLOW TRANSMITER 
Função: mede a massa de combustível que vai para o manifold e bicos e envia esses dados para o EEC controlar o motor. 
BICOS INJETORES 
Função: pulverizar o combustível, sendo 20 bicos, todos com fluxo primário e secundário. São 4 bicos prateados e 16 bicos azuis. 
Os bicos prateados localizados ao lado de cada vela, servem para 
melhorar a eficiência da partida do motor devido alto fluxo de combustível. Também ajudando na operação em chuva, gelo e neve. 
Todos os bicos abrem o fluxo primário com 15 psi, e secundário com 125 psi. 
OPERAÇÃO DO SISTEMA DE COMBUSTÍVEL 
O conjunto bomba de combustível recebe o combustível do sistema de combustível da acft pelas BOOSTER PUMPs dos tanques e segue para dentro da LOW PRESSURE STAGE PUMP (bomba de baixa pressão-centrífuga) e depois segue para o IDG OIL COOLER. Depois segue para o MAIN OIL/FUEL HEATER EXCHANGE (trocador de calor óleo / combustível), que envia este para a FUEL PUMP FILTER (filtro da bomba de combustível). O combustível limpado vai para dentro da HIGH PRESSURE STAGE PUMP (bomba de alta pressão-engrenagem), esta aumenta a pressão de combustível e envia para duas direções. 
Na primeira direção o combustível vai direto para FMV (fuel metering valve - válvula dosadora) que controla a dosagem correta de combustível na razão correta para a queima, controlada pela EEC. 
O combustível dosado passa pela HPSOV e vai direto para o FUEL FLOW TRANSMITER e passando depois pelo filtro da linha dos manifolds de distribuição e por fim, para os bicos injetores. 
Na segunda direção o combustível passa direto para o Servo Wash Filter (filtro de retenção de água), depois o combustível é aquecido pelo SERVO FUEL HEATER (trocador de calor do combustível dos servos). O combustível então está pronto para atuar nos sistemas de servos nas válvulas do motor: VBVs, VSVs, TBV, BSV (opcional), HPTACC, LPTACC e FMV. 
4-) SISTEMA DE LUBRIFICAÇÃO DO MOTOR 
O sistema de lubrificação do motor e composto por: 
*LUBRIFICATION UNIT: uma bomba de suprimento e 3 bombas de recalque (retorno), num único corpo. E com três chips detector: sump dianteiro, sump traseiro e accessory gear box / transfer gear box; 
*um filtro de óleo de pressão (filtro lube) e um filtro de retorno (scavenge); 
*válvulas BYPASS dos filtros (lube e scavenge); 
*indicador de pop-out (no filtro lube) e no filtro scavenge indicação na cabine pela luz - OIL FILTER BYPASS; 
*Sensor de pressão e temperatura do óleo (juntos num único corpo). 
*Anti leakage valve: Função: cortar o óleo caso necessite fazer algum serviço de remoção de tubulação ou componente. E também impede a diminuição da quantidade de óleo após o corte do motor. Abre com um diferencial de pressão de óleo da rear sump (motor em funcionamento). 
5-) SISTEMA DE AR DO MOTOR 
O sistema de ar do motor controla o clearance entre as blades e a carcaça da turbina. E evitar o stall dos compressores. Os componentes envolvidos são: HPTACC, LPTACC, VBV, VSV, TBV. 
a-) Turbine Clearance Control: 
HPTACC (high pressure turbine active clearance control) 
LPTACC (low pressure turbine active clearance control) 
b-) Compressor Air Flow Control: 
VSVs (variável stator vanes) 
VBVs (variável bleed valves) 
TBV (transient bleed valve) 
DESCRIÇÃO, LOCALIZAÇÃO E FUNÇÃO DAS VÁLVULAS: 
HPTACC VALVE: Localizada na posição 3 horas na carcaça do HPC. 
Função: sangrar ar do 4º e 9º estágio do HPC, e envia até o SHROUD SUPPORT (carcaça da HPT) para controlar a dilatação ou contração do shroud support, diminuindo o espaço entre as palhetas da turbina e a carcaça da turbina evitando perda desnecessária de ENERGIA.LPTACC VALVE: Localizada na posição 4 horas do lado direito do HPC. 
Função: sangra ar do fluxo secundário e controla o fluxo de ar que vai para o LPT CASE (carcaça da LPT). Isto provoca a expansão ou contração da carcaça da LPT CASE, também para evitar uma perda desnecessária de energia e conseqüente diminuição do consumo de combustível. 
VBVs: São 12 válvulas tipo FLAP, localizadas no compressor de baixa pressão em todo o diâmetro da carcaça e têm a função de evitar stall do compressor abrindo durante desaceleração rápida do motor, descarregando o excesso de ar para o fluxo secundário (FAN). OBS: o único momento em que as VBVs abrem numa aceleração é durante a operação de reverso do motor, para ejetar qualquer objeto ingerido pelo motor e expeli-lo pelo fluxo de ar do FAN. Possuem dois atuadores (servos rotativos) localizados na posição 9 horas e 3 horas. 
VSVs: conjunto de vanes estatoras variáveis - IGV (inlet guide vane) e do 1º ao 3º estágio de compressão do HPC, e nos demais estágios são fixas. São articuladas por um conjunto de cintas e atuadas por dois SERVOS, um no lado esquerdo do motor pos# 8 horas e outro no lado direito pos# 02 horas. Sua função é aumentar ou diminuir o fluxo de ar que vai para o HPC abrindo 
durante acelerações, momento este em que o motor necessita de grande demanda de ar para queima, e fecha na desaceleração rápida e corte, assim prevenindo o stall. Sua operação é o inverso das VBVs, porém como já foi dito que o único momento em que ambas as válvulas VBVs e VSVs estarão abertas é somente durante uma aceleração do motor com o reverso atuado. 
TBV: válvula e servo (num único corpo) localizado na posição 6 horas no HPT CASE (carcaça). Tem a função de melhorar a eficiência de N2 durante a partida e acelerações rápidas. Sangra ar do 9º estágio do HPC para o 1º estágio de LPT NOZZLE e opera nestas condições: 
*na partida está aberta; 
*em IDLE, TBV está fechada; 
*durante aceleração de IDLE para 76% está aberta; 
*76% a 80 % de N2 fecha dependendo da temperatura do T25; 
*acima de 80% de N2 está fechada.
Fonte: https://www.cfmaeroengines.com/engines/cfm56/
Faça uma comparação entre o motor a reação pesquisado e o motor convencional descrito na AD1 (ou um motor convencional qualquer, caso não tenha entregue a AD1). Nessa comparação, descreva quantas vezes é maior ou menor pelo menos cinco itens (potência, consumo, teto de operação, peso, etc) 
(5,0). 
Comparação do motor do B737 CFM56-7B com o motor do CAP 4 Continental A-65-8
*Potencia do CFM56-7B é de 26400 lbs de empuxo Maximo, equivalentes a 43824 HP de potência, enquanto o motor Continental A-65-8 desenvolve uma potencia de 65 HP de potencia, comparando os dois, o motor a reação em questão é 674 vezes mais potente que o convencional.
*O consumo do motor CFM56-7B é de 1275kg/h, a aeronave em questão possui dois motores totalizando um consumo horário do avião de 2550kg/h de vôo, já O Cap 4 com seu motor Continental A-65-8 consome em torno de 18 lt/h isso representa que o Boeing consome em torno de 135 vezes mais combustível, levando em consideração a densidade do combustível.
*O teto de operação do Motor a reação em questão é de 41.000 FT, já o convencional é de 8500 FT, o motor a reação opera quase 5 vezes mais alto que o motor convencional.
*O peso do CFM56-7B é de 2631kg para um motor em pronto para operação, enquanto o continental 65-8 pesa 77kg seco, com isso entende-se que unicamente um motor do 737-800 é 34 vezes maior que o motor do Cap 4.