jueves, 16 de febrero de 2017

DCLXXIII - Trent 1º, Trent 2º, Trent 3º y el rio Trent

-El nombre de Trent se asocia actualmente al gran motor Turbofan de enorme potencia de los Airbus A-380 y otros aviones de gran tamaño. En realidad el nombre de Trent proviene de un  importante rio de Inglaterra -pasa por Nottingham- y es que el fabricante Rolls-Royce ha puesto a todas sus turbinas aéreas los nombres de sus rios. Como a los motores de pistón les puso nombres de aves. Ver también el capitulo CCXX de éste Blogspot.

"El rio Trent"   (BBC)
-Entrando en materia, el primer Trent fué un turbohélice basado en el turboreactor Derwent. A su vez el Derwent RD-1 al RD-11 (RD, nombre comercial del Rolls-Royce Derwent) era un derivado del Welland 2B/26. En realidad la denominación dentro de la empresa del Derwent turboreactor era el RB-26 y RB-37. Y RB indicaba que era un diseño de la Oficina de Rolls-Royce situada en Barnoldswick. cerca de Lancanshire.

"Trent turbohélice con base Derwent en el Museo de RR-Derby" (foto Autor)
-Del motor Derwent mantenía la sección caliente y con el añadido de reductora, eje y hélice de cinco palas. Era el Trent RB-50, con 750 CV de potencia y se le añadían 1250 Lbs de empuje por los gases residuales de la turbina. 

"El primer Trent, en banco de ensayos" (Arch. RMV)
-Se hicieron pruebas en un Gloster Meteor, pero no se afianzaron operativamente puesto que los RR-Nene y luego los Avon superaron a éste tipo de motor. En turbohélices el turbohélice Dart fué un éxito.

"Meteor con los Trent"
-El segundo Trent fué un turboreactor con número de proyecto RB-203, posterior a los famosos Avon, Spey y Conway, incluso a los Pegasus de los Harrier o RB-199 de los Tornado.

"El RB-203, segundo en llevar el nombre de Trent" (de A-Z)
-Con intención de sustituir a los Spey. Tenía cámara de combustion anular, considerado de By-pass medio. Y tres ejes: uno para una turbina de alta presión, otro de una turbina intermedia y dos turbinas de baja presión. Del orden de las 10.000 lbs de empuje. Tenía el "core" del Adour (RR-Snecma).

"RR-Trent 900 en el Airbus A-380"
-Pero el motivo de abrir de nuevo este tema ha sido el haber recibido una foto de los Trent de la 3ª época los enormes Turbofan para grandes aviones como los Airbus 380. Sin haberme dado cuenta en la pegantina RR del capotaje, al fijarme en los álabes del fan y su inclinación, correspondiente a un giro a izquierdas, ó LH, ó levogiro enseguida dije: inglés, luego Rolls-Royce. Se pueden instalar los motores turbofan semejantes de P&W/GE americanos también de giro a derechas, ó RH, ó dextrogiro.

"Trent 900"  (Foto R-R)
-De éstos motores Trent hay varias series, la 500 y 600 para  los Airbus A-340. Los Trent 700 para los A-330. Los Trent 800 para los B-777. Los Trent 900 y los Trent 1000 para A-380 y A-350, también los B-787, y llegan a las 93.000 libras de empuje. Los Trent pueden evolucionar a más de 100.000 libras de empuje. Lo último es el XWB de consumo y contaminación más bajos.


ReF.:        (DCLXXIII)     RMV   /  RR  /  BBC  /  "Los Motores Aeroespaciales, A-Z"



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viernes, 10 de febrero de 2017

DCLXXII - "Inyectores" o "Eyectores" en los motores de pistón turbosobrealimentados. (Parte 2 de 2)

-En la Parte 1 de 2 de éste mismo titulo se menciona que los "Eyectores" de los motores Turbo-sobrealimentados son algo diferentes. El motivo es que el turbo-sobrealimentador alimenta el motor por encima de la presión atmosférica y el funcionamiento y misión del eyector de un motor atmosférico no se produce pues el aire penetraría por el eyector y saldría por los orificios al exterior. También impediría la llegada suficiente de combustible.

"Esquema del sistema turbo, colector, mariposa y cilindro"
-Es importante tener claro el esquema anterior: el tramo entre el turbo y la mariposa del mando de potencia es de una importancia máxima para entender el funcionamiento de un motor de éste tipo, normalmente instalado en aviones de alta performance.

"El Upper-Deck (UD) tiene más presión que después de la mariposa"
-Es el tramo llamado  "Upper Deck", para el autor es una "despensa" de aire a mayor presión, comprimido por el turbo-sobrealimentador que se utiliza para que el piloto "tome" de éste aire para alimentar el motor. Tras la mariposa se manifiesta la presión real que llega al motor y es la que se indica en el instrumento de MP (Manifold Pressure).

"El eyector está presurizado para favorecer el flujo correcto"
-Esta despensa de mayor presión también es llamada "presión de referencia", se lleva al instrumento de flujo de gasolina, a la unidad medidora (a su cápsula aneroide) y a los "eyectores" para que se introduzca la gasolina en el cilindro sin retornos. simplemente por la diferencia de presiones.

"Cessna bimotor C-337 presurizado, turbosobrealimentado, inyección, etc. etc. etc."
-Pero atención, la presión del "UD" se utiliza también para presionizar el interior de las magnetos en ciertos aviones de elevada cota o en los de cabina presurizada, de ahí se toma el aire limpio con presión y temperatura para confort del pasaje. Pasando por aditamentos como un venturi o tubo sónico para mantener el flujo estable ante variaciones de la marcha del motor.

"El bote de la derecha es la válvula APV conocida también como de "overboost""
-Finalmente para proteger la descarga del turbosobrealimentador, para que no sobrepase los limites de diseño, en el colector "Upper-Deck" se instala una válvula de seguridad, tarada al valor asignado en cada caso. Es la APV o "Absolute Pressure Valve", (a veces APC o "Absolute Pressure Control").

-A pesar de estos razonamientos, por practicidad y de forma habitual se siguen llamado "Inyectores" a éstos dispositivos con  principio de funcionamiento diferente.


ReF.:    (DCLXXII)      RMV  / Cessna Aircraft Co. /  MC Aviación en General SL





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DCLXXI - "Inyectores" o "Eyectores" en los motores de pistón atmosféricos. (Parte 1 de 2)

-Los Inyectores que conocemos de los motores Diesel, introducen el combustible en la cámara de combustión directamente con una fuerte presión, de más de 100 KGs/cm2. En aviación hace bastantes décadas que se utiliza la "inyeccion" de combustibles en los aviones con motor de gasolina de Aviación General, pero de forma distinta.
"Inyectores motores Diesel"  (del catálogo Bosch)
-En los motores de inyección de gasolina para aviación, el combustible entra poco antes de las válvulas de admisión. Esto ya ocurrió en el motor de los hermanos Wright en 1903. Luego en los Antoinette de 1910, y muchos ejemplos más. No es nada nuevo.

"El combustible llega en flujo continuo por el tubo de cobre"  (PeT)

"Antoinette completo en el Museo Leonardo da Vinci de Milan" (Restaurado)
-A partir de la segunda mitad del siglo XX, las dos principales marcas americanas de motores de baja y media potencia, la Continental y la Lycoming introdujeron la "inyección de gasolina" en algunos modelos. Los "inyectores" eran semejantes, aunque los controles "medidores" de la proporción de mezcla eran totalmente diferentes. 

"Una bomba impulsora envia la gasolina a la valvula medidora, al colector y al eyector"
-Lycoming usa un servo-sistema automático y Continental un simple "grifo" conectado a la mariposa de potencia (Throttle), convenientemente ajustado y proporcional, todos los orificios y calibres han sido suficientemente estudiados. Dando un funcionamiento perfecto.

"El eyector tiene un cuerpo con orificio calibrados, un filtro y una campana protectora"

"El combustible llega en flujo continuo y una parte del aire aspirado por el pistón penetra en el eyector"

"El aire se emulsiona con la gasolina y entra en la culata"
-El flujo de combustible se mezcla con el aire forzado a entrar en el "eyector" emulsionándose con la gasolina, mezclándose en finas gotitas que se vaporizan al entrar en la muy caliente culata e inmediatamente se gasifica al pasar por la lumbrera de la válvula de admisión. Perfectamente preparada para la combustión.

-Vista la construcción del nombrado "Inyector", el autor entiende que se trata de un "Eyector" por su principio de funcionamiento. Cierto es que en el texto aparece el nombre de "Nozzle" o "Boquilla". Pero nunca es adecuado el nombre de "Inyector". 

-Y esto en cuando a los motores "atmosféricos" o "naturalmente aspirados". Para los turbo-sobrealimentados es preciso un aditamento para evitar el retorno del aire al exterior por la diferencia de presiones del aire en el colector de admisión.


ReF.:    (DCLXXI)        RMV   / Continental / Lycoming / "Los Motores Aeroespaciales, A-Z"


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jueves, 9 de febrero de 2017

DCLXX - Más sobre el hielo en el carburador (Parte 2 de 2)

-El hielo en el carburador se forma por dos motivos, uno proviene de la humedad del aire y ocurre en determinadas circunstancias. El otro por la vaporización del propio combustible, algo menos común.

"Dos tipos de hielo"
-Primero veamos que en el carburador ocurre lo siguiente: Las partes principales de un carburador son el venturi, el surtidor y la cubeta de nivel constante. En reposo tanto la Presión como la Velocidad del aire en cada punto tiene el mismo valor. Cuando el motor empieza a funcionar la presión en el venturi disminuye por el aumento de la Velocidad del aire en ese punto (Teorema de Bernouilli). En la cubeta los valores son los mismos anteriores.

"Carburador en reposo y sentido del aire por el venturi"
-Cuando los cilindros empiezan a aspirar y la presión en el cuello del venturi disminuye, la gasolina "brota" presionada por la presión ambiente en la cubeta. Al brotar es arrastrada por el torrente de aire y se mezcla y emulsiona con el aire. Sigue hacia el colector, que al estar caliente vá vaporizándose culminando en su llegada a la culata muy caliente del cilindro en que se gasifica. Preparada así la mezcla para una combustión correcta.

"Sección de un carburador con hielo formado" (Dibujo PeT)
-Cuando se forma hielo por la humedad del aire ambiente -más en invierno o con mal tiempo- puede ir congelándose en la restricción que forman el venturi y la palomilla, por aumento de velocidad y enfriamiento "por expansión", como en la válvula de expansión de cualquier aire acondicionado.

"Hot Air Carb., es el ultimo tirador de la derecha"
-Lo malo es que si el piloto no se ha avanzado en seleccionar aire caliente al carburador antes de entrar en condiciones de formación de hielo y lo hace más tarde, resulta que al enriquecimiento de la mezcla por la restricción del aire y perdida de potencia, se le suma la nueva entrada de aire caliente, todavía con  menos peso, agravándose el problema.  Es por ello que de ocurrir esta circunstancia, hay que poner "un poco" de aire caliente y observar, si aumenta la potencia del motor, añadir otro poco y así ir fundiendo el hielo.  Si se pone el "aire caliente" de un sólo movimiento puede pararse el motor, por el motivo anterior.  Pocas veces se explica así.


"Piper Super Cub"
-Cuando creí tener clara la idea de que el hielo en el carburador se formaba con cierta temperatura, lluvia, mal tiempo en general, ocurrió que en pleno verano, con 35ºC de temperatura, en un aeropuerto de la costa, con bastante humedad proveniente del mar a una Piper Cub se paró el motor haciendo una maniobra especial, Eran los tiempos en que se pensaba en la eficacia -quizá sí lo era- de hacer vuelos llamados de "tosferina" en que se subía rapidamente y a cierta altura se cortaban los gases y se bajaba rapidamente en espiral. Varias veces.

"Maniobra espiral sobre una referencia"           (Simonini V4, PeT)
-Esto provocaba dilataciones y presiones en los pulmones de la persona que sufría la tos-ferina. Y según los médicos que solían acompañar, era eficaz. Pues bien, al cerrar los gases para proceder al descenso pronunciado y evitar que el avion se acelere, sin poner aire caliente -por pensar que el calor ambiental era suficiente- la hélice girando rapidamente por el efecto "molinete" hizo que los pistones actuaran como una bomba de aire, muy potente. El aire húmedo al pasar por el venturi y la mariposa cerrada -excepto un poco por cada lado- actuó como una válvula de expansión enfriando el aire al extremo de congelar la humedad ambiental. El paro del motor ocurrió sobre el mismo aerodromo, aterrizando sin problemas.

"Pequeño paso para un gran caudal forzado por los pistones"
-Se hacían vuelos de "tosferina" constantemente. Y al menos tanto los afectados como los familiares se iban satisfechos.


ReF.:    (DCLXX)      RMV  /  "Motores de Aviacion, Alternativos" (de RMV)


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DCLXIX - Algún comentario sobre la formación de hielo en un carburador (Parte 1 de 2)

-Me han contado casos de formación de hielo, en alas, tomas de los motores, domos y pocas veces en los carburadores. Claro que muchos aviones tienen sistemas para evitar éste problema. 

"Solución Lycoming de colector calentado por el propio aceite"
"Carter o sumidero de aceite de un Lycoming de 4 cilindros"

-Genéricamente los sistemas para evitarlo se llaman de dos maneras "Anti-Ice" y "De-Ice". El primer sistema previene la formación y el segundo es para deshacerlo cuando ya se ha formado. No voy a tratar del hielo formado mientras el avión está en tierra sinó en vuelo y concretamente en los motores con carburador. Los de inyección de combustible "multipunto" -en cada cilindro- o "unipunto" -ante el batidor o sobrealimentador-  manejan solo aire en el control y son menos susceptibles de la formación de hielo en el mismo.

"Introducir agua caliente en la "T" del colector para caldear la mezcla"
-Cada fabricante lo soluciona de diferente manera, Unos con sistemas anti-hielo y des-hielo fijos y otros que hay que actuarlos. En la foto anterior la Hispano-Suiza en su V8 hace circular el agua caliente del motor por la bifurcación que lleva la mezcla a los dos bloques de cilindros. Otros motores utilizan el aceite caliente del motor en éste punto.

"Colectores del Ranger V12"
-En un motor enfriado por aire, como el caso del Ranger de 12 V invertido, el aire de enfriamiento entra por el centro formado por la V de los cilindros saliendo por ambos lados entre ellos, incidiendo en el colector de admisión, calentando la mezcla que vá a los cilindros.

"Aprovechamiento del calor del tubo de escape"
-Todavía hay otra forma de calentar el aire que entra o pasa por el carburador. El método de los motores radiales que utilizan el calor del colector escape es clásico y se define en la ilustración anterior: una válvula de palomilla mandada por el piloto selecciona la toma directa dinámica o a través del colector de escape.

"Toma de aire -a veces campana- con el filtro de entrada"

"Por detrás, la entrada de aire caliente con la palanca de la válvula selectora de mariposa"
-Es el mismo sistema utilizado en Aviación General, el piloto utiliza el aire que le lleva del filtro en vuelo normal. Ante la sospecha de formación de hielo, mueve el mando de la palomilla de  aire caliente (Hot air de-ice).     Observar que un destornillador mantiene abierta una entrada de aire intermedia con trampilla mantenida por resorte que abrirá, -aun en caso de olvido del piloto- si el filtro se ha cubierto de hielo o nieve. También por FOD.


ReF.:     (DCLXIX)           RMV /    "Los Motores Aeroespaciales, A-Z"



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