Por que os motores turbofan possuem compressores de baixa pressão?

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No meu entender, os motores turbofan geralmente têm 2 estágios de compressores:

  • um compressor de baixa pressão
  • seguido por um compressor de alta pressão

Mas parece que o compressor de alta pressão cancela o trabalho feito pelo compressor de baixa pressão, não é?

Qual é o ponto de diminuir a pressão no primeiro compressor se você aumentá-lo no segundo compressor? Por que não usar apenas o compressor de alta pressão?

    
por Eylan 06.09.2015 / 23:05

2 respostas

O compressor de baixa pressão não reduz a pressão. Aumenta, mas opera a uma pressão mais baixa que o compressor de alta pressão. Alguns motores também têm um estágio de pressão intermediária (IP).

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Cada estágio aumenta a pressão à medida que o ar é forçado a voltar para os tubos de chama.

    
06.09.2015 / 23:10

Os motores a jato iniciais tinham apenas um conjunto de discos de compressor que estavam no mesmo eixo e giravam na mesma velocidade. Designs mais modernos usam dois ou até três carretéis concêntricos, cada um girando em sua própria velocidade. Todos os carretéis possuem vários discos de compressor na parte dianteira e um ou alguns discos de turbina na extremidade traseira, e permitindo que eles funcionem em diferentes velocidades, permite executar cada combinação de compressor-turbina para funcionar com mais eficiência. Note que todos os componentes do compressor aumente a pressão a jusante .

Turbinas a gás devem ser capazes de funcionar de forma eficiente, não só em pleno impulso, mas também em configurações de empuxo intermediário . Especialmente nos casos em que o avião não está totalmente carregado, as companhias aéreas preferem reduzir um pouco o empuxo, porque isso diminui o desempenho do motor. Permitir diferentes velocidades permite adaptar melhor o motor às condições de operação. Adicionar um spool adiciona complexidade e introduz novos modos de falha , mas o torna óbvio o quanto eles trazem benefícios. No caso do GE-90 , o carretel de baixa pressão funciona a 2261,5 RPM quando N1 é 100%, e o carretel de alta pressão é executado mais de quatro vezes mais rápido a 9332 RPM quando o N2 é 100%.

O sucesso da Rolls-Royce no mercado de motores deve-se, em grande parte, à sua capacidade de adequar sua motor Trent para o muitas variantes de aeronaves que são vendidas pela Boeing e pela Airbus. Essa adaptação é feita adaptando os componentes de baixa velocidade, deixando o núcleo idêntico entre os modelos. Por ter três componentes para mexer com enquanto seus concorrentes General Electric e Pratt & Whitney tem apenas dois, a Rolls-Royce tem uma vantagem no negócio de oferecer motores sob medida.

Outra razão para ter dois conjuntos rotativos independentes pode ser encontrada em jatos de decolagem verticais: Por girando os componentes de baixa e alta pressão em diferentes direções , suas forças de giro podem ser bastante reduzidas. Embora isso não seja relevante para aviões regulares, pairar um jato de decolagem vertical é muito mais simples quando seu motor não adiciona um movimento de inclinação a cada movimento de guinada e vice-versa.

    
07.09.2015 / 04:03