BRPI0713164A2

BRPI0713164A2 - motor a jato para aeronave

Info

Publication number: BRPI0713164A2
Application number: BRPI0713164-0A
Authority: BR
Inventors: Porte Alain; Gantié Fabrice; Chelin Frédéric; Oberlé Patrick
Original assignee: Airbus France
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2012-04-03
Also published as: CN101490390B; JP5097773B2; CA2656137A1; EP2038534A1; FR2903734A1; US20090255589A1; CA2656137C; CN101490390A; EP2038534B1; WO2008006961A1; DE602007002824D1; ATE445771T1; RU2382218C1; US9261021B2; JP2009542974A; FR2903734B1

Abstract

MOTOR A JATO PARA AERONAVE. De acordo com a invenção, a parede interna da entrada de ar (2) e o dito cárter do compressor (3) formam uma única peça tubular (30) produzida em material compósito de fibras/resina.

Description

"MOTOR A JATO PARA AERONAVE".

A presente invenção refere-se aos motores a jato para aeronave e, mais especificamente, à entrada de ar e ao cárter do compressor de tal motor a jato.

Nos motores a jato conhecidos, a parede interna da entrada de ar e o cárter do compressor são metálicos e a extremidade traseira da dita parede interna da entrada de ar e a extremidade dianteira do dito cárter de compressor possuem flanges periféricos salientes que cooperam, permitindo sua união por meio de elementos de fixação (parafusos, porcas, etc.) que atravessam os ditos flanges.

Considerando-se as propriedades mecânicas, térmicas e mássicas dos materiais compósitos de fibras/resina, seria vantajoso poder realizar inteiramente a dita parede interna da entrada de ar e o dito cárter do compressor na forma de peças em tal material compósito. Todavia, os testes efetuados nesse sentido não se revelaram interessantes pelo fato de, no decorrer do uso, ocorrer uma delaminação das fibras na altura do cotovelo de união de 90° entre os ditos flanges periféricos e o resto tubular da dita parede interna e do dito cárter, delaminação essa que acarreta uma importante diminuição da resistência mecânica das ditas peças e até a ruptura destas últimas.

A presente invenção tem por objetivo remediar tal inconveniente. Para tal, de acordo com a invenção, o motor a jato para aeronave que apresenta um eixo longitudinal e que compreende:

- uma entrada de ar, provida de uma parede interna tubular; e

- um compressor, alimentado em ar pela dita entrada de ar e encerrado em um cárter, também tubular,

é notável pelo fato de a dita parede interna da entrada de ar e o dito cárter do compressor formarem uma única peça tubular, produzida em material compósito de fibras/resina. Assim, graças à invenção, eliminam-se os flanges respectivamente dispostos na extremidade traseira da parede interna da entrada de ar e na extremidade dianteira do cárter do compressor. Portanto, os inconvenientes relativos à presença dos flanges mencionados acima são inteiramente eliminados. Além disso, obtém-se um conjunto integrado parede interna de entrada de ar/cárter de compressor especialmente vantajoso no que se refere â massa e ao custo.

A dita peça única tubular compósita pode ser produzida por meio de fibras de carbono, boro, vidro, carbureto de silício, etc., contudo, sendo as fibras de carbono preferidas. Esta peça pode ser obtida por qualquer processo conhecido (enrolamento filamentar, bobinamento, depósito de fibras impregnadas ou de tecidos impregnados, etc.).

Em sua extremidade traseira, a dita peça tubular compósita pode ser ligada, por flange e parafusos, ao capô externo do canal de compressor do dito motor a jato. Neste caso, para evitar os inconvenientes de delaminação mencionados acima, é vantajoso que a extremidade traseira da dita peça tubular compósita seja uniforme e que o dito flange seja sobreposto e fixado à dita extremidade traseira.

As figuras do desenho anexo mostrarão bem como a invenção pode ser realizada. Nestas figuras, referências idênticas designam elementos semelhantes.

A Figura 1 mostra, em meio corte esquemático parcial, a parte dianteira de um motor a jato conhecido;

A Figura 2 mostra, também em meio corte esquemático parcial, um exemplo de união entre a extremidade traseira da entrada de ar e a extremidade dianteira do cárter de compressor, no motor a jato conhecido da figura 1;

A Figura 3 mostra, em vista semelhante à da figura 1, a parte dianteira de um motor a jato de acordo com a presente invenção;

A Figura 4 mostra, em corte aumentado parcial comparável à figura 2, a peça compósita tubular única formando a parede interna da entrada de ar e o capô do compressor do motor a jato da figura 3; e

A Figura 5 mostra, em corte aumentado parcial, a ligação entre a dita peça compósita tubular única e o capô externo do canal de compressor.

O motor a jato de tipo conhecido 1, cuja parte dianteira é mostrada esquemática e parcialmente na figura 1, compreende um eixo longitudinal L-L. Esta parte dianteira compreende essencialmente uma entrada de ar tubular 2 e um compressor 3.

A entrada de ar tubular 2 apresenta um bordo de ataque 4 e é provida de uma parede interna tubular metálica 5, por exemplo, em alumínio, com um revestimento tubular de atenuação acústica 6 interno. Um capô externo 7 encerra a dita entrada de ar e delimita com a dita parede interna 5 uma câmara 8 de seção anelar, obstruída por uma parede traseira anelar 9 do lado oposto ao dito bordo de ataque 4.

O compressor 3 compreende palhetas 10 e é encerrado por um cárter de compressor 11 constituído por uma peça tubular metálica 12, por exemplo, em alumínio, com um revestimento tubular de atenuação acústica 13 interno.

A extremidade traseira 2R da entrada de ar 2 e a extremidade dianteira IIA do cárter de compressor 11 são unidas uma à outra em um plano de junção J1.

Como mostrado em escala aumentada na figura 2, a união das extremidades traseira 2R e dianteira IIA é obtida por dois flanges anelares cooperantes 14 e 15 salientes em direção ao exterior da parede interna 5 e da peça tubular 12, e unidos um ao outro por parafusos 16 passando por furos alinhados 17 e 18 efetuados nos ditos flanges 14 e 15. No exemplo de realização conhecido da figura 2, o flange anelar 14 é sobreposto à parede interna 5 e fixado à mesma por parafusos 19 e 20. Inversamente, neste exemplo o flange 15 é usinado em conjunto com a peça tubular 12. Por outro lado, a cada parafusol6 associa-se uma bucha 21, atravessada pelo dito parafuso 16 e unida ao flange 15 pelo mesmo. As buchas 21 são produzidas de maneira a poder ser comprimidas axialmente de maneira plástica.

Assim, quando uma palheta 10 do compressor 3 se parte e colide contra o cárter 11, a energia do choque pode ser pelo menos parcialmente absorvida pelas ditas buchas 21.

A extremidade traseira IlR do cárter de compressor 11 é montada à extremidade dianteira 22A do capô externo 22 do canal de compressor 23 em um plano de junção J2. Tal montagem é obtida por intermédio de um sistema de flanges 24, 25 semelhante ao sistema de flanges 14, 15, sendo o flange 24 da peça tubular 12, por exemplo, idêntico ao f lange 15, e podendo o f lange 25 do capô externo 22 apresentar qualquer forma apropriada (ver figura 5) . Evidentemente, os ditos flanges 24 e 25 são unidos por parafusos (não representados).

O capô externo de compressor 22 compreende um revestimento tubular de atenuação acústica interno26. Na figura 3, que representa esquematicamente a parte dianteira do motor de acordo com a presente invenção, encontram-se novamente os elementos 2 a 4, 7 a 10, 22, 22A, 23, 25, 26 e J2, descritos acima. Em contrapartida, a parede interna 5 da entrada de ar 2 e o cárter do compressor 11 foram substituídos por uma única peça tubular 30 de material compósito de fibras/resina, com um revestimento tubular interno de atenuação acústica 31 substituindo os revestimentos 6 e 13 (ver também a figura 4). O resultado é que os flanges 14, 15, os parafusos 16, 19, 20 e o plano de junção Jl foram eliminados. Na figura 4, indicou-se o traço do plano de junção Jl se não tivesse sido eliminado.

Na extremidade traseira 30R da peça 30, projetou-se um flange 32 destinado a cooperar com o flange 25 do capô externo 22 do canal de compressor 23, para unir a dita peça 30 do dito capô.

Como se pode ver na figura 5, o flange 32 é constituído por uma coroa sobreposta na extremidade traseira uniforme 30R da dita peça 30 e fixada à mesma por parafusos 33, 34. Parafusos 35 asseguram a junção dos flanges 25 e 32, e, portanto a da peça tubular 30 e do capô 22 do canal de compressor.

Notar-se-á que, em caso de ruptura de uma palheta 10 do compressor 3 e de choque desta palheta partida contra a peça 30, esta é, por forma e por natureza, capaz de absorver a energia do choque.

Por outro lado, notar-se-á que o revestimento tubular 31 pode compreender diferentes zonas adaptadas de acordo com seu posicionamento em relação ao motor. Por exemplo, o revestimento tubular 31 pode ser de natureza:

- puramente acústica na entrada de ar 2;

- acústica e com propriedades de ablação na altura das palhetas 10 do compressor 3 (para levar em conta a dilatação das ditas palhetas); e

- acústica e mecanicamente resistente para trás das ditas palhetas 10 (para resistir a impactos de objetos, tais como pedaços de gelo que se desprendem das ditas palhetas).

Notar-se-á, além disso, que a entrada de ar de acordo com a presente invenção não apresenta nenhuma ruptura de impedância, o que permite melhorar a atenuação acústica global.

Claims

1. Motor a jato para aeronave, compreendendo: - uma entrada de ar (2) , provida de uma parede interna tubular; e - um compressor (3) , alimentado em ar pela dita entrada de ar e encerrado em um cárter, também tubular, caracterizado pelo fato de a dita parede interna da entrada de ar e o dito cãrter do compressor formarem uma única peça tubular (30), produzida em material compósito de fibras/resina.

2. Motor a jato, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito material compósito ser à base de fibras de carbono.

3. Motor a jato, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo, em sua extremidade traseira (30R) , a dita peça tubular (30) de material compósito ser ligado por um flange (32) e parafusos (35) ao capô externo (22) do canal de compressor (23).

4. Motor a jato, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a extremidade traseira (30R) da dita peça tubular (30) ser uniforme, e ainda, de o dito flange (32) ser sobreposto e fixado à dita extremidade traseira (30R).