Planta de poder Beechcraft B350i eR.pptx
- 1. PLANTA DE PODER PT6 OP DI TOMASO MATIAS
- 2. Reseña • Es de origen canadiense de la empresa Pratt & Whitney. • De 61 años desde su primera fabricación con alrededor de 110.000 por todo el mundo. • Caracteristica particular: El PT6 es el único motor turbopropulsor en el mundo que se aprobó para operar en IFR con un sólo motor en vuelos comerciales de pasajeros en Europa, América del Norte, Nueva Zelanda y Australia.
- 3. Introducción y condiciones generales • En los motores turbohélice, la potencia se mide en caballos de fuerza en el eje (SHP) y caballos de fuerza en el eje equivalentes (ESHP). • SHP está determinado por las rpm de la hélice y el par aplicado para girar el eje de la hélice. • Los gases de escape calientes que salen del motor también desarrollan una energía cinética similar a la de un motor turborreactor. Este empuje adicional creado por el escape asciende a aproximadamente el 10% del total del motor. • La energía equivalente es el total incluido potencia de eje de hélice y a su vez los gases de escape calientes.
- 6. Principios generales • Consta básicamente de un motor de flujo inverso de turbina libre que impulsa una hélice a través de engranajes planetarios. • El término turbina libre se refiere a las secciones de turbina del motor. Hay dos secciones de turbina: la turbina del compresor impulsa el compresor del motor y los accesorios (sección generadora de gas) y la turbina de doble potencia impulsa la sección de potencia y la hélice (sección potencia). • El término flujo inverso se refiere al flujo de aire a través del motor. El aire de entrada entra al compresor en el extremo de popa del motor. Luego avanza a través de la sección de combustión y las turbinas. Finalmente, se descarga en la parte delantera del motor.
- 8. Concepto modular • La sección del generador de gas cumple la función de introducir aire en el motor y agregarle energía en forma de combustible quemado para producir los gases necesarios para accionar el compresor y las turbinas. • La sección potencia tiene como función convertir el flujo de gas de la sección del generador de gas en acción mecánica para impulsar la hélice Relación de reducción: 17,6:1
- 9. Operación general • Como ya se dijo, el aire ingresa al compresor por flujo inverso, a través de una cámara anular dirigiéndose a la entrada del compresor. • El compresor consta de tres etapas axiales y una centrifuga, que se ensamblan íntegramente en un eje común. • Cada etapa consta de paletas que dirigen el aire, aumentando su presión, a la siguiente, pasando por tubos difusores que giran el aire transformándolo de energía cinética (axial) en presión estática (centrifuga). • Finalmente el aire pasa a través de paletas de enderezamiento que derivan en el anillo que rodea la cámara de combustión, donde a su vez el aire cambia el sentido en 180 grados. • El 25% del aire se mezcla con combustible para hacer posible la combustión, mientras que el restante 75% se utiliza para enfriamiento.
- 10. Arranque • Para facilitar el arranque, se inyecta combustible en el revestimiento de la cámara de combustión usando flujo velocidad y alto par requerido donde el 25% del aire se pasa a través de tubos difusores primarios y secundarios (14 boquillas) que giran combustible. • La combustión es posible por dos encendedores de chispa que sobresalen del revestimiento. Luego del arranque las boquillas se apagan porque la combustión es autosostenida. Se activa con el interruptor START ON en cabina
- 11. Componentes y controles • Se energiza el sistema en cabina, utilizando 28 volts de CC. • El encendido y arranque del motor tiene tres posiciones ON – OFF – STARTER ONLY. • ON: activa tanto arrancador como encendedor de boquillas. • STARTER ONLY: este botón esta retenido por resorte a la posición OFF, solo proporciona movimiento del sistema despejando así el combustible sin quemarlo. Es decir no hay encendido • AUTOIGNITION: estos interruptores deben colocarse en posición ARM en condiciones de turbulencia, precipitación y formación de hielo (FAA: +10 y -10ºC , humedad visible), se activa al censar que el torque del motor cae por debajo de 17%.
- 12. Caja reductora Consta de dos etapas planetarias de reducción, localizada en la parte frontal, de fundición de magnesio, la primera etapa se ubica en la parte trasera y la segunda en la parte delantera lubricados siempre a través de un tubo de aceite. El empuje es reducido por los engranajes y un cojinete delantero.
- 13. Caja de accesorios • Abarca todos los accesorios accionados por motor, excepto el tacómetro de la hélice y governol de hélice. • Se ubica en la parte trasera del motor y se accionan impulsados por el eje del compresor a través de un eje de acoplamiento.
- 14. Válvula de purga del motor • Como se dijo, existen tres etapas axiales y una centrifuga que trabajan en conjunto, pero a bajas revoluciones del motor (N1) estas tres primeras van a producir mas aire comprimido del que necesita la etapa centrifuga para operar, es por ello que el motor cuenta con esta válvula de purga de aire, que integra el sistema neumático, drenando a la altura de P2.5 evitando de este modo una parada de motor. • En el despegue y crucero, por encima de 90% de N1, la válvula esta cerrada. • Si la válvula se traba abierta, en voy a tener un ITT mas alto y torque bajo. Si se mantiene cerrada en bajo porcentaje de N1 el compresor va a tender a detenerse.
- 15. Lubricación • Posee una doble función: Por un lado enfriar y lubricar los cojinetes y casquillos del motor. Y por otro lado, proporcionar aceite al gobernador de hélice y sistema de control de inversión. • Esta compuesto por un taque de aceite principal (4 qts de galón), cuyo consumo es de 1 qts de galón cada 10hs, una bomba de presión, regulador de presión y filtro. • El aceite sale del tanque por acción de la bomba, y se dirige a la parte delantera del motor por debajo del mismo, a su vez, posee sensores de presión y temperatura a la salida del mismo. Por el mismo sitio regresa al tanque de aceite por acción de engranajes una vez que cumplió su misión. • Otra función que cumple es la de calentamiento de combustible, evitando la formación de hielo en el filtro de la bomba de combustible. • El sistema también posee un CHIP DETECTOR, ubicado debajo de la caja de accesorios que activa un anunciador en el panel de alarmas de color amarillo. Lo que censa es la contaminación de metal en el aceite, no indica necesariamente que el motor corra riesgo de apagarse, si los parámetros son anormales, es discreción del comandante el apagado del motor correspondiente.
- 17. Combustible de motor Componentes: Bomba accionada por motor Filtro de combustible Intercambiador de calor aceite-combustible Bomba de alta presión Unidad de control de combustible Transmisor de flujo Valvula de minima presión Divisor de flujo Boquillas de combustible
- 18. Bomba de combustible: funciona accionada por el eje del generador de gas que proporciona la suficiente presión (mínimo 30 PSI) pasando por un intercambiador de calor, para la bomba de alta presión que posee un filtro de entrada y salida (presión máxima 1050 PSI), luego es dirigido a la Unidad de control de combustible (FCU). Existe una pequeña línea de purga a la salida de la bomba que refluye el combustible nuevamente a la línea de alimentación por gravedad, evitando vapores y burbujas en la line de la FCU. En la FCU también se encuentra la válvula de descarga de la bomba. La palanca de condición controla esta válvula. Está abierto para descargar la presión o cerrado. No hay posición intermedia. Seguido de la FCU encontramos La válvula de mínima presión, ubicada en conjunto con el divisor de flujo. Bloquea el flujo de combustible durante los arranques hasta que la presión del combustible aumenta lo suficiente como para mantener un patrón de rociado adecuado en la cámara de combustión. Se requieren alrededor de 100 psi para abrir la válvula de presión mínima. La bomba de combustible de alta presión impulsada por el motor mantiene esta presión requerida. Para el arranque, el combustible fluye desde el divisor de flujo a las boquillas progresivamente con el aumento de N1 hasta llegar a las 14 boquillas. Posterior al apagado, el sistema de purga elimina el combustible residual en el divisor de flujo.
- 19. Unidad de control de combustible (FCU) • Tiene múltiples funciones: • Principal: suministrar la adecuada cantidad de combustible a las boquillas dependiendo del modo de funcionamiento deseado. Lo hace comparando N1 con la configuración de la palanca de potencia y de ese modo regula el combustible a suministrar. • Secundaria: Detectar la presión de descarga de la sección del compresor, analizar la velocidad del eje del compresor, establece limites del flujo en aceleración, actuando indirectamente sobre la Helice. • Funcionamiento: a medida que la velocidad de N1 aumenta o disminuye, se acciona directamente sobre un contrapeso que mueve la leva 3D cambiando el ajuste de la válvula de flujo que afecta las boquillas.
- 20. Sistema de purga de combustible (de P3) Elimina el combustible residual en el divisor de flujo y el múltiple de combustible después de apagar el motor. Consiste en un tanque de presión P3 con conexiones para entrada de aire P3 en un extremo y una descarga al divisor de flujo en el otro extremo. La presión del combustible contra la válvula de retención de descarga evita que el aire se escape mientras el motor esté funcionando. A medida que la presión del combustible cae a cero durante el apagado, el aire P3 se escapa a través del divisor de flujo hacia el colector de combustible y las boquillas. El flujo de aire empuja cualquier combustible residual hacia la cámara de combustión donde se quema. Como resultado, el piloto puede notar una demora de uno a dos segundos en la desaceleración inicial del motor después del apagado.
- 22. Indicadores • Presión de combustible: ubicado a la salida de la bomba, se muestra en el panel anunciador si posee menos de 10 PSI. • Flujo de combustible: ubicado entre la FCU y el divisor de flujo, se muestra en la MFD.
- 23. • ITT: temperatura a la salida, indica de manera limitante la cantidad de energía disponible del motor bajo condiciones variables de temperatura ambiente y altitud. Normal: 400 a 820ºC, en arranque admite 1000ºC por 5 segundos. • Torquimetro: Fuerza aplicada al eje de la hélice. Par sostenido máximo: 100%. • Tacómetro generador de gas: (N1) velocidad de rotación al eje del compresor siendo 37500 RPM su 100%. Su máximo esta limitado a 104% lo que significa 39000 RPM.
- 24. Hélice Convencional de cuatro palas, de velocidad constante y tendencia a posición bandera, montada directamente en el eje de salida de la caja reductora. Utiliza presión de aceite para control del paso, cuando no existe presión de aceite la hélice se embandera, ya que posee muelles flotantes y contrapesos a esa posición. Posee tres gobernadores que actúan directamente sobre ella, el primario (1450 a 1700 RPM), el de sobrevelocidad (post 1768 RPM, solo reduce presión) y el de relleno de combustible (limita al 106%). Los dos primeros funcionan con presión de aceite y el ultimo con un regulador de tope de flujo directamente a través de la FCU.
- 25. Control de acción de la hélice • El control de la hélice es un acto de equilibrio de fuerzas opuestas. • El regulador primario de la hélice utiliza un conjunto de engranajes de contrapesos giratorios en el eje de la hélice. Los pesos proporcionan una comparación entre la velocidad de referencia deseada (según lo solicitado por las palancas de la hélice en la cabina) y la velocidad real a la que gira la hélice. Los contrapesos y la válvula piloto siempre están haciendo pequeños ajustes para que las rpm de la hélice se mantengan constantes al cambiar los ángulos de las palas de la hélice. • El Regulador de sobrevelocidad solo reduce la presión de aceite en el domo de la hélice. Esta ajustado aproximadamente a 1768 RPM. Actúa sobre la válvula piloto aumentado el ángulo de la hélice. • El regulador de combustible no tiene efecto sobre la hélice, solo limita la cantidad de combustible que fluye a las boquillas a través de la FCU
- 26. Sistema autofeather • Descarga inmediatamente aceite a la cúpula de la hélice, provocando que por sus contrapesos y muelles pase a condición en bandera en caso de falla de un motor. • Posee un interruptor automático que cuando esta en posición ARM cuya finalización se concreta cuando ambas palancas de potencia están por encima de 88% de N1, y ambas indicaciones de par por encima de 17%. Se ilumina de color verde en indicador Autofeather. • Se requiere que este operativo en despegue, ascenso y aproximación
- 28. Diferencias entre PT6 60A y 135 • Potencia: El PT6A-60A generalmente proporciona una potencia máxima continua de alrededor de 1,050 SHP (caballos de potencia al eje) en comparación con el PT6A-135, que puede proporcionar hasta aproximadamente 750 SHP. Por lo tanto, el PT6A-60A es un motor más potente en comparación con el PT6A-135. • Diseño y aplicaciones: El PT6A-60A y el PT6A-135 están diseñados y utilizados en diferentes tipos de aeronaves. El PT6A-60A se encuentra comúnmente en aeronaves de negocios, como el Beechcraft King Air B350, mientras que el PT6A-135 suele usarse en aeronaves más pequeñas y ligeras, como algunos modelos de helicópteros ligeros. • Consumo de combustible y eficiencia: Dado que el PT6A-60A es un motor más potente, generalmente consume más combustible en comparación con el PT6A-135. Sin embargo, esto puede variar según las condiciones de operación y la configuración específica de la aeronave.
- 29. Muchas Gracias!