Estudo dos motores propfan em aeronaves de pequena dimensão: propfan como alternativa ao turbofan

• Autor(a) principal: Álvarez Álvarez, Raquel
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.6/2020
• topic: Motores propfan; Aeronaves

A pressente dissertação estuda a viabilidade da utilização de motores Propfan em aeronaves de pequena dimensão, o que poderia permitir uma poupança no consumo específico. Esta ideia surgiu pela procura crescente de voos com jatos particulares para a realização de viagens de negócios, e particularmente pela necessidade da redução das emissões poluentes cada vez maior, o que implica consumir menos combustível. Os motores Propfan combinam os motores a jato existentes com um novo conceito de hélices, que os permite atingir as elevadas velocidades de cruzeiro dos turbofan com a economia de operação dos turbohélice. Estimam-se os parâmetros de desempenho e eficiência do novo motor e suas hélices, e comparam-se os resultados obtidos com os dados originais. Esperam-se modificações na configuração aerodinâmica da aeronave, nos campos de ruído e cargas estruturais. O desenho aerodinâmico das pás Propfan, atrasa a velocidade de ponta da pá para a qual se reduz o rendimento propulsivo, em comparação com as hélices convencionais. Estas hélices têm um maior número de lâminas (entre 6 e 12), com uma largura (corda) maior para aumentar a carga aerodinâmica em cada uma delas, e um diâmetro menor para reduzir a velocidade linear na ponta. Possuem também uma curvatura de entre 20 a 45 graus e uma espessura menor do que o habitual para aumentar ainda mais a velocidade a que acontece o drag-divergence. A transmissão de potência entre o motor e as hélices pode ser feita através de dois mecanismos: turbina livre ou caixa redutora. No primeiro caso, os estágios da turbina são ligados alternadamente às hélices, girando cada conjunto em direções opostas. Noutro caso, a configuração da caixa redutora reduz a velocidade do veio do motor para as hélices. Este sistema permite a utilização da configuração “push” ou “pull”, com um ou mais propulsores e gera menor ruído. À medida que a potência transmitida aumenta, as caixas tornam-se muito mais robustas do que as utilizadas nos turbohélices convencionais. Para o caso do Allison 578DX foi obtida uma eficiência de 0,93, em projecto para 13 000 hp com um design compacto, leve e com engrenagens planetárias. Também exige menos manutenção (a cada 32.000 horas) tornando-o mais atraente para as companhias aéreas comerciais.