Turboshaft - Turboshaft

Diagrama esquemático mostrando a operação de um motor turboeixo simplificado. O carretel do compressor é mostrado em verde e o carretel livre / alimentação está em roxo.

Um motor turboeixo é uma forma de turbina a gás otimizada para produzir potência de eixo em vez de empuxo a jato . Em conceito, os motores turboeixo são muito semelhantes aos turbojatos , com expansão adicional da turbina para extrair energia térmica do escapamento e convertê-la em potência do eixo de saída. Eles são ainda mais semelhantes aos turboélices , com apenas pequenas diferenças, e um único motor é frequentemente vendido em ambas as formas.

Os motores turboeixo são comumente usados ​​em aplicações que requerem uma saída de alta potência sustentada, alta confiabilidade, tamanho pequeno e peso leve. Isso inclui helicópteros , unidades de energia auxiliares , barcos e navios , tanques , hovercraft e equipamento estacionário.

Visão geral

Um motor turboeixo pode ser composto de dois conjuntos de peças principais: o 'gerador de gás' e a 'seção de potência'. O gerador de gás consiste no compressor , câmaras de combustão com ignitores e bocais de combustível , e um ou mais estágios de turbina . A seção de potência consiste em estágios adicionais de turbinas, um sistema de redução de engrenagem e a saída do eixo. O gerador de gás cria os gases quentes em expansão para acionar a seção de energia. Dependendo do projeto, os acessórios do motor podem ser acionados pelo gerador a gás ou pela seção de potência.

Na maioria dos projetos, o gerador de gás e a seção de energia são mecanicamente separados para que cada um possa girar em velocidades diferentes apropriadas para as condições, conhecidas como ' turbina de energia livre '. Uma turbina de potência livre pode ser um recurso de projeto extremamente útil para veículos, pois permite que o projeto renuncie ao peso e ao custo de transmissões e embreagens complexas de relação múltipla .

Um exemplo incomum do princípio do turbofan é o motor turbofan Pratt & Whitney F135 -PW-600 para o STOVL F-35B - no modo convencional ele opera como um turbofan, mas ao alimentar o LiftFan , ele muda parcialmente para o modo turboeixo para enviar 29.000 cavalos de força para a frente através de um eixo e parcialmente para o modo turbofan para continuar a enviar empuxo para o ventilador do motor principal e o bocal traseiro.

Helicópteros grandes usam dois ou três motores turboeixo. O Mil Mi-26 usa dois Lotarev D-136 com 11.400 HP cada, enquanto o Sikorsky CH-53E Super Stallion usa três General Electric T64 com 4.380 HP cada.

Turbina a gás Austin 250hp, seccionada

História

O primeiro motor de turbina a gás considerado para um veículo blindado de combate, o GT 101, baseado no turbojato BMW 003 , foi testado no tanque Panther em meados de 1944. O primeiro motor turboeixo para helicópteros foi construído pela empresa francesa de motores Turbomeca , liderada por seu fundador Joseph Szydlowski . Em 1948, eles construíram o primeiro motor de turbina de projeto francês, o 100-shp 782. Originalmente concebido como uma unidade de energia auxiliar , ele logo foi adaptado para a propulsão de aeronaves e encontrou um nicho como um motor para helicópteros movidos a turboeixo na década de 1950 . Em 1950, a Turbomeca usou o seu trabalho do 782 para desenvolver o Artouste de 280 shp maior , que foi amplamente utilizado no Aérospatiale Alouette II e outros helicópteros. Isso ocorreu após a instalação experimental de um turboeixo Boeing T50 em um exemplo do sincróptero Kaman K-225 em 11 de dezembro de 1951, como o primeiro helicóptero movido a turboeixo de qualquer tipo a voar. O tanque T-80 , que entrou em serviço no Exército Soviético em 1976, foi o primeiro tanque a usar uma turbina a gás como motor principal. Desde 1980, o Exército dos EUA opera o tanque M1 Abrams , que também possui um motor de turbina a gás. (A maioria dos tanques usa motores alternativos a pistão a diesel.) O Stridsvagn 103 sueco foi o primeiro tanque a utilizar uma turbina a gás como um motor secundário de "sprint" de alta potência para aumentar o desempenho de seu motor de pistão primário. Os motores turboeixos usados ​​em todos esses tanques têm consideravelmente menos peças do que os motores de pistão que eles substituem ou complementam, são mecanicamente muito confiáveis, produzem ruído externo reduzido e funcionam com praticamente qualquer combustível: gasolina (gasolina), óleo diesel e combustíveis de aviação.

Veja também

Referências

  1. ^ Warwick, Graham. " F-35B - The STOVL Challenges Archived 2014-04-13 at the Wayback Machine " Aviation Week & Space Technology , 09 de dezembro de 2011. Acesso em: 10 de abril de 2014.
  2. ^ " Mi-26 HALO " fas.org , 21 de setembro de 1999. Acesso em 10 de abril de 2014.
  3. ^ " About the GE T64 " BGA-aeroweb , 17 de maio de 2012. Acesso em: 10 de abril de 2014.
  4. ^ Kay, Antony, Desenvolvimento Alemão de Motor a Jato e Turbina a Gás 1930-1945 , Airlife Publishing, 2002
  5. ^ "1955: SE3130, helicóptero alouette, turbomeca - Eurocopter, uma empresa EADS" . 22-12-2015. Arquivado do original em 22/12/2015 . Página visitada em 02/11/2019 .
  6. ^ "Museu Nacional do Ar e Espaço Smithsonian - Kaman K-225" . airandspace.si.edu . NASM . Recuperado em 14 de janeiro de 2015 .

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