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E como funciona este motor que a Embraer escolheu para equipar sua segunda geração de E-Jets?

Imagem do site da PW mostrando o PurePower na asa de um E-Jet

Imagem do site da PW mostrando o PurePower na asa de um E-Jet

A Embraer acabou de dar um passo importantíssimo para se consolidar como a terceira maior fabricante de aeronaves comerciais do mundo: fechou parceria com a Pratt & Whitney para equipar a segunda geração de E-Jets com o PurePower® Geared Turbofan™. Exclusivamente! Isto é inovação (leiam também este artigo que publiquei sobre a inovação da Embraer como vista pelos americanos)

A segunda geração de E-Jets está prevista para entrar em serviço em 2018, e os motores PW1700G and PW1900G vão oferecer reduções significantes de consumo, emissão de poluentes e chegará a ser até 50% mais silencioso que os motores atuais. Isto mesmo, 50 porcento!

Com o anúncio de hoje, a Embraer se torna a quinta fabricante a optar pelo PurePower, além da Airbus, Mitsubishi, Irkut e Bombardier (a principal concorrente).

PW PurePower Geared Turbofan

Este motores que possuem o Fan acoplado a uma caixa de engrenagens já comprovaram ser realmente inovadores e bateram recordes de economia de combustível. É um motor que vai mudar o jogo quando alcançar o nível tecnológico exigido para um motor de maior tamanho e potência exigido por aeronaves de grande porte.

O coração do sistema: a caixa de engrenagens, via https://twitter.com/Aolenergy/status/200236456357265408/photo/1

O bicho funciona mais ou menos assim: Os motores a reação convencionais possuem turbinas presas a eixos concêntricos que giram discos de compressores. Nos motores modernos como o GEnX (que equipa o Boeing 787), chegou-se ao limite da eficiência através de eixos contra-rotativos (ver imagem) e 9 estágios de turbina (2 de alta e 7 de baixa), com uma razão de Bypass de 9.2:1 [ Razão de bypass é a quantidade de ar que passa pelo duto do motor sem ser usado pelo compressor para produzir energia, e é responsável por 90% da potência – uma razão de 9.2 significa que a cada 1 Kg de ar engolido pelo compressor, 9.2 Kg passam por fora pelo duto ].

Motor GEnX, mostrando compressores e turbinas de alta e baixa em contra-rotação

Olhem este vídeo para entender um pouco sobre a montagem de um motor GEnX do zero.



Apesar da alta eficiência destes motores, os engenheiros fazem mágica para conseguir manter o Fan e as turbinas em suas velocidades ótimas de desempenho, perdendo um pouco de cada lado. Exemplo: O ideal seria que o Fan girasse mais devagar para ter mais torque e produzir mais potência, mas como o Fan está ligado no mesmo eixo das turbinas de baixa, a velocidade destas também diminuiriam e a eficiência iria por água abaixo, já que a turbina precisa girar o mais rápido possível.

O que se consegue é uma relação “ótima”, com o Fan girando com mais rotação do que a ideal e as turbinas um pouco mais devagar do que deveriam.

O que a Pratt & Whitney fez foi colocar uma caixa de engrenagens entre os eixos de turbinas e compressores e o Fan, fazendo com que este gire mais devagar e as turbinas muito mais rápido, obtendo o melhor de dois mundos. Publiquei o primeiro voo deste motor em 15 de Outubro de 2008.

Mas como ninguém pensou nisso antes?

Na verdade já pensaram antes, mas colocar uma caixa de engrenagens aumenta consideravelmente o peso do motor e a quantidade de peças móveis também, o que elevaria o risco de panes e a idéia foi abandonada. Com o passar dos anos e o avanço tecnológico de materiais resistentes e leves, a idéia foi retomada e posta em prática para motores da classe CFM/PW2000, embora ainda não tenha avançado o suficiente para permitir construir motores maiores da classe CF6/PW4000.

Com a adição da caixa de engrenagens conseguiu-se uma razão de Bypass de 12:1, daí o nome fantasia do motor – PurePower (Pura Potência), pois a cada 1 kg de ar ingerido, 12 produzem potência.

Queria ouvir o ruído dele.

Abaixo o vídeo da PW explicando o funcionamento (em inglês).

O motor é o componente mais caro de uma aeronave. o GEnX-1B que vocês viram a montagem no vídeo acima tem o preço de catálogo de 20 milhões de dólares por unidade, ou seja, só embaixo da asa o 787 leva 40 milhões de dólares. E o motor não desvaloriza nunca, por isso que os cemitérios de aviões possuem só a carcaça e nunca o motor, pois é o primeiro a ser retirado.

Há uma razão para este preço ser tão elevado: a confiabilidade. Vejam mais este vídeo para encerrar o post e atenção ao tamanho das bolas de gelo lançadas na boca do motor durante os testes.

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Sobre o Autor

Graduado em Manutenção de Aeronaves, com muito bom senso :) 30 anos de aviação comercial (e contando), de Lockheed Electra à Boeing 787. Tentando simplificar a complexidade da aviação.
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