Como o ar que entra é roteado dentro dos diferentes sistemas de um motor a jato?

O ar que entra é caracterizado por vários jatos dentro do motor.

Os motores a jato funcionam comprimindo o ar que entra através de uma série de compressores e combinando-o com combustível atomizado na câmara de combustão. A mistura ar-combustível é inflamada, expandida e liberada através do escapamento para produzir empuxo. Outra corrente de ar, maior, simplesmente passa através da corrente de desvio sem ser comprimida ou inflamada.

A taxa de desvio é a razão entre a taxa de fluxo de massa do ar que desvia do núcleo do motor (fluxo secundário) e a taxa de fluxo de massa do ar que entra no núcleo do motor (fluxo primário). Uma terceira corrente, fluxo de ar parasita (ar de sangria), passa do compressor e é usada fora da câmara de combustão para resfriamento e pressurização de vários sistemas. Este artigo explora as três correntes de ar no motor a jato.

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O ar que entra pelo ventilador entra em uma série de estágios de compressão de baixa pressão (LP) (booster) antes de entrar no compressor de alta pressão (HP). Cada estágio de compressão consiste em um componente rotativo e um componente estacionário. O ar é comprimido e condicionado à medida que passa por cada estágio. A velocidade do ar diminui à medida que a pressão (e a temperatura) aumentam.

O ar do compressor LP é guiado para o compressor HP através das palhetas guia de entrada (IGVs) para reduzir qualquer turbulência residual causada pela rotação. O ar pressurizado de alta temperatura é misturado com combustível pressurizado para combustão. Os gases quentes se expandem, transferindo energia para as turbinas HP e LP. O ar existe pelo escapamento do motor, gerando empuxo.

O ar parasita é utilizado para pressurização e resfriamento de componentes internos do motor. O ar sangrado do fluxo primário é usado para pressurizar reservatórios, válvulas e outros sistemas internos. O ar parasita também é usado para resfriar os reservatórios e componentes de alta temperatura, incluindo pás e bicos de turbinas.

Vale ressaltar que, embora o ar já esteja aquecido a cerca de 930 graus F (500 graus C), ele é relativamente mais frio do que as temperaturas dentro e ao redor do combustor (~2.730 graus F/1.500 graus C).

O ar parasita também é usado para pressurização de cabine, ar condicionado e outros sistemas internos. Ele também fornece ar quente para sistemas antigelo de entrada do motor e antigelo de asas de aeronaves. Notavelmente, qualquer quantidade de ar retirada da seção de compressão afeta negativamente a eficiência do motor. No entanto, o ar sangrado é controlado com precisão através de inúmeras válvulas e fornecido aos sistemas críticos do motor e da aeronave.

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O fluxo de ar secundário é aquele que contorna o núcleo do motor e flui na parte externa do motor, fornecendo a maior parte do empuxo do motor. O ar que entra no ventilador é direcionado através de palhetas guia de saída (OGVs) para minimizar o efeito das forças centrífugas do ventilador giratório. O fluxo de ar secundário mantém todo o motor resfriado por fora, ao mesmo tempo que ajuda a minimizar o ruído do motor.

Uma parte do ar secundário é usada para resfriamento adicional das coberturas e carcaças da turbina. Os componentes da turbina expandem e contraem devido às variações de temperatura. Como resultado, a folga entre as carcaças e as pás muda, afetando a eficiência do motor. O ar secundário é transmitido às linhas de controle de folga ativa instaladas nas carcaças da turbina para otimizar a folga das pás em todas as fases do voo.

Como a temperatura do ar secundário depende em grande parte da altitude da aeronave, o fluxo de massa de ar é controlado através de válvulas de controle de folga. O ar secundário também é usado em outros componentes externos, incluindo o compartimento central e o resfriamento do sistema de ignição.

O que você acha dos vários fluxos de ar dentro do motor a jato? Conte-nos na seção de comentários.

Escritor - Omar é um entusiasta da aviação e possui doutorado. em Engenharia Aeroespacial. Com vários anos de experiência técnica e de pesquisa, Omar pretende se concentrar em práticas de aviação baseadas em pesquisa. Além do trabalho, Omar tem paixão por viajar, visitar locais de aviação e localizar aviões. Com sede em Vancouver, Canadá