El control de espacio libre activo ( ACC ) es un método utilizado en turbinas de gas para mejorar la eficiencia del combustible. Esto se logra controlando dinámicamente la holgura de la punta de la turbina .
Durante el vuelo de crucero normal , el motor está expuesto a muchas cargas, como calor intenso y fuerza centrífuga . Esto provoca la expansión de ciertos componentes y altera el espacio entre la carcasa de la turbina y las puntas de los álabes giratorios de la turbina . La cantidad de aire que se filtra alrededor, más allá del borde de las palas sin pasar a través de ellas, es fundamental para el rendimiento del motor y la eficiencia del combustible . Por esta razón, desde finales de la década de 1960, el sellado de la punta de las palas ha adquirido un papel destacado en el diseño de motores de aviones. [1] El sistema ACC controla dinámicamente la holgura de las palas de la turbina de alta presión (HPT). Esto se puede lograr de muchas formas.
Fondo
La holgura de la punta de la pala de la HPT (turbina de alta presión) tiene un impacto significativo en el consumo de combustible y las emisiones. [2]
El sellado de la punta de las palas ha sido un problema desafiante desde el desarrollo del motor de turbina de gas. Es así porque la holgura entre las puntas de las palas y la carcasa circundante (cubierta) tiende a variar debido principalmente a cambios en las cargas térmicas y mecánicas en las estructuras giratorias (rueda de turbina) y estacionarias ( estator , carcasa de turbina). [1]
El uso de ACC brinda importantes beneficios en el consumo de combustible de crucero, el alcance y la capacidad de carga útil para aeronaves de largo alcance. [2]
Descripción general del sistema básico
Un control de espacio activo común consiste en la válvula ACC que mezcla aire frío y caliente de la salida del compresor y el conducto de derivación , respectivamente, a la temperatura deseada. El aire se dirige para que fluya a través de los tubos que rodean la carcasa en cada etapa de la turbina. Este aire expande o contrae la caja de la turbina y, al hacerlo, mantiene la separación precisa entre la caja de la turbina y la punta de la pala. Esta holgura debe mantenerse con precisión, lo que es esencial para la eficiencia del motor y su rendimiento. La apertura de la válvula ACC es ajustada automáticamente por el sistema FADEC dependiendo de la posición de la palanca de empuje .
Categorías
Los sistemas de control de espacio libre HPT se pueden clasificar como pasivos y activos, y los activos se controlan mediante un control hidromecánico o mediante FADEC (control de motor digital de autoridad total). Los sistemas se pueden clasificar además como térmicos o mecánicos. [2]
Referencias
- Notas
- ^ a b "Sistemas de control de holgura de motores de turbina: prácticas actuales y direcciones futuras" (PDF) . Septiembre de 2002 . Consultado el 3 de abril de 2017 .
- ^ a b c Nasa (octubre de 2005). "Control de autorización HTP" (PDF) . Consultado el 3 de abril de 2017 .