Qual é o valor do sensor principal que causa a falha do compressor de alta pressão no motor turbojato?

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Li o artigo "Modelagem de Propagação de Danos para a Simulação de Execução a Falhas em Motores de Aeronave" ( Referência ).  Estou fazendo uma análise para descobrir quais sensores monitorar as falhas injetadas nos conjuntos de dados simulados.

Uma dessas falhas é o compressor de alta pressão que fez com que os motores fossem marcados como defeituosos.

Minha análise me deu os seguintes sensores:

  • Velocidade do ventilador corrigida (NRf em rpm),
  • Velocidade do ventilador físico (Nf rpm) e
  • Relação de pressão do motor (P50 / P2).

Não consegui encontrar as respostas adequadas on-line. Alguém poderia ser gentil o suficiente para verificar como estão relacionados esses sensores para a ocorrência de falha de HPC em um motor turbofan?

Eu não sou do fundo da aviação. Agradeço imensamente quaisquer sugestões / referências ou respostas válidas.

    
por Joe 15.04.2018 / 18:25

2 respostas

Parece que você está procurando entender como a eficiência do HPC afeta o desempenho geral do mecanismo. Minha sugestão aqui seria usar o excelente simulador de mecanismo da NASA: link Um dos muitos variáveis com as quais você pode brincar é a eficiência do HPC. Observe que à medida que você diminui a eficiência do HPC, o EPR geral vai diminuir. Em um motor real, o controlador perceberá isso e despejará mais combustível para compensar e voltar ao EPR original. Neste simulador, você terá que fazer isso ajustando o controlador de aceleração.

Aqui está uma captura de tela do simulador do mecanismo em execução. O da esquerda tem uma alta eficiência de compressor e o da direita tem uma baixa eficiência de compressor (note como eu mudei os aceleradores e o fluxo de combustível diferente). Observe como as temperaturas à direita são todas maiores. Isso é um sintoma de um componente menos eficiente. O motor tem que trabalhar mais para gerar o mesmo empuxo. Existem várias outras saídas. Você também pode brincar com outros componentes, por exemplo Veja como a eficiência de uma turbina degradada parece versus uma eficiência de compressor degradada.

A única coisa que este simulador não tem é a velocidade do rotor. Para isso, embora eu não tenha esgotado os cálculos, acho que a velocidade do ventilador não mudará muito com a eficiência do HPC, pelo menos para uma configuração de bypass alta. Como eu disse, o controle vai mudar o fluxo de combustível para voltar ao mesmo empuxo (via EPR), e como a maior parte do empuxo vem do ventilador, a velocidade do ventilador será praticamente a mesma. A velocidade do núcleo, por outro lado, deve subir. Porque o núcleo tem que trabalhar mais para produzir a mesma quantidade de energia produzida.

    
16.04.2018 / 03:49

Eu li sua referência um pouco, e parece que o objetivo era modelar a degradação sem olhar profundamente nos fenômenos subjacentes. Então, basicamente, você está interessado apenas na eficiência do módulo HPC.

A perda de desempenho e, portanto, o desgaste do módulo podem ser avaliados por meio de diferentes sondas, mas o principal valor é a taxa de pressão entre a entrada e a saída do módulo HPC.

Esta relação dependerá muito dos múltiplos fenômenos de desgaste ocorridos no interior do módulo, especialmente o desgaste das estruturas devido às fricções do rotor ao estator. Além disso, pequenos danos devido a falhas por fadiga podem levar a perdas na taxa de pressão.

    
15.04.2018 / 22:57