BR102015029067A2

BR102015029067A2 - motor de turbina a gás e método para montar um motor de turbina a gás

Info

Publication number: BR102015029067A2
Application number: BR102015029067A
Authority: BR
Inventors: Alan Roy Stuart; Darek T Zatorski; Patrick John Lonneman
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2016-08-09
Also published as: US10465538B2; CA2911832A1; CN105626310A; CN105626310B; EP3023623A1; EP3023623B1; US20160146113A1; JP2016098820A

Abstract

motor de turbina a gás e método para montar um motor de turbina a gás. trata-se de um motor de turbina a gás que tem um modo de impulso de avanço e um modo de impulso inverso. o motor de turbina a gás inclui um ventilador de passo variável configurado para gerar impulso de avanço no modo de impulso de avanço do motor e impulso inverso no modo de impulso inverso do motor. o motor também inclui uma carenagem de ventilador que circunda o ventilador de passo variável, em que a carenagem de ventilador forma um duto de desvio para fluxo de ar gerado pelo ventilador. a carenagem de ventilador inclui um bordo de fuga que define uma área de fluxo física do duto de desvio, e um dispositivo de deflexão configurado para defletir fluxo de ar próximo ao bordo de fuga, em que o dispositivo de deflexão é configurado para a operação no modo de impulso inverso do motor. a área de fluxo física do duto de desvio no bordo de fuga permanece igual no modo de impulso de avanço do motor e no modo de impulso inverso do motor.

Description

“MOTOR DE TURBINA A GÁS E MÉTODO PARA MONTAR UM MOTOR DE TURBINA AGÁS” Referência Cruzada A Pedidos Relacionados [001] Este pedido não provisório reivindica o benefício de prioridade, sob 35 U.S.C. § 119(e), sobre o Pedido de Patente Provisório na U.S, 62/083137, intitulado “GAS TURBINE ENGINE AND METHOD OF ASSEMBLING THE SAME”, depositado em 21 de novembro de 2014, que é incorporado ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

Antecedentes [002] O campo desta revelação se refere, de modo geral, a um motor de turbina a gás e, mais particularmente, a um motor de turbina a gás que tem um dispositivo de deflexão de fluxo de ar que facilita possibilitar que um ventilador de passo variável produza impulso inverso.

[003] Muitos motores de turbina a gás conhecidos têm um ventilador em duto e um núcleo dispostos um em comunicação de fluxo com o outro. O ventilador fornece ar ao núcleo (um “fluxo de núcleo”) e a um duto de desvio que circunda o núcleo (um “fluxo de desvio”). O núcleo comprime o fluxo de núcleo e, subsequentemente, mistura o mesmo com combustível para inflamar a mistura para gerar um fluxo de gás de combustão através de uma turbina. O gás de combustão aciona a turbina, que, por sua vez, aciona o ventilador para gerar o fluxo de núcleo e o fluxo de desvio.

[004] Visto que o fluxo de desvio é uma fonte de impulso para o motor, alguns ventiladores conhecidos têm pás cujo passo pode ser variado para otimizar o desempenho do ventilador. Nesse sentido, esses ventiladores podem ser configurados de forma que as pás, em um ângulo de passo, gerem um fluxo de desvio direcionado para trás, resultando em impulso de avanço, e, em outro ângulo de passo, gerem um fluxo de desvio direcionado para frente, resultando em impulso inverso. No entanto, nesses motores conhecidos, a condição do fluxo de desvio frequentemente não é ideal em ambas as direções. Assim sendo, para motores de turbina a gás que têm ventiladores de passo variável, seria útil aprimorar a condição do fluxo de desvio.

Breve Descrição da Invenção [005] Em um aspecto, é fornecido um motor de turbina a gás que tem um modo de impulso de avanço e um modo de impulso inverso. O motor de turbina a gás inclui um ventilador de passo variável configurado para gerar impulso de avanço no modo de impulso de avanço do motor e impulso inverso no modo de impulso inverso do motor. O motor também inclui uma carenagem de ventilador que circunda o ventilador de passo variável, em que a carenagem de ventilador forma um duto de desvio para fluxo de ar gerado pelo ventilador. A carenagem de ventilador tem um bordo de fuga que define uma área de fluxo física do duto de desvio e um dispositivo de deflexão configurado para defletir fluxo de ar próximo ao bordo de fuga, em que o dispositivo de deflexão é configurado para a operação no modo de impulso inverso do motor. A área de fluxo física do duto de desvio no bordo de fuga permanece igual no modo de impulso de avanço do motor e no modo de impulso inverso do motor.

[006] Em outro aspecto, é fornecido um método para montar um motor de turbina a gás que tem um modo de impulso de avanço e um modo de impulso inverso. O método inclui fornecer um núcleo e fornecer um ventilador de passo variável em comunicação de fluxo com o núcleo. O ventilador é configurado para gerar impulso de avanço no modo de impulso de avanço do motor e impulso inverso no modo de impulso inverso do motor. O método também inclui circundar o núcleo com uma carenagem de núcleo e circundar o ventilador com uma carenagem de ventilador. A carenagem de ventilador tem um bordo de fuga que define uma área de fluxo física de um duto de desvio formado pela carenagem de ventilador. O método inclui, ainda, acoplar um dispositivo de deflexão a pelo menos uma dentre a carenagem de núcleo e a carenagem de ventilador. O dispositivo de deflexão é configurado para defletir fluxo de ar próximo ao bordo de fuga no modo de impulso inverso do motor de forma que a área de fluxo física do duto de desvio no bordo de fuga permaneça igual no modo de impulso de avanço do motor e no modo de impulso inverso do motor.

[007] Em outro aspecto, é fornecido um motor de turbina a gás que tem um modo de impulso de avanço e um modo de impulso inverso. O motor de turbina a gás inclui um ventilador de passo variável configurado para gerar impulso de avanço no modo de impulso de avanço do motor e impulso inverso no modo de impulso inverso do motor. O motor também inclui uma carenagem de ventilador que circunda o ventilador de passo variável, em que a carenagem de ventilador forma um duto de desvio para fluxo de ar gerado pelo ventilador. A carenagem de ventilador tem um bordo de fuga e um spoiler configurado para defletir fluxo de ar próximo ao bordo de fuga. O spoiler é configurado para ser acondicionado no modo de impulso de avanço do motor e para ser acionado no modo de impulso inverso do motor, em que o spoiler é um mecanismo estritamente externo da carenagem de ventilador.

Breve Descrição das Figuras - A Figura 1 é uma representação esquemática de um motor de turbina a gás operando em modo de impulso de avanço; - A Figura 2 é uma representação esquemática do motor de turbina a gás mostrado na Figura 1 operando em modo de impulso inverso; - A Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma carenagem de ventilador do motor de turbina a gás mostrado na Figura 1 e configurado para modo de impulso de avanço; - A Figura 4 é uma vista em corte transversal de um segmento posterior da configuração de carenagem de ventilador mostrada na Figura 3; - A Figura 5 é uma vista em perspectiva da carenagem de ventilador mostrada na Figura 3 e configurada para modo de impulso inverso conforme mostrado na Figura 2; - A Figura 6 é uma vista em corte transversal de um segmento posterior da configuração de carenagem de ventilador mostrada na Figura 5; - A Figura 7 é uma vista em perspectiva de outra realização de uma carenagem de ventilador para uso no motor de turbina a gás mostrado na Figura 1 e configurado para modo de impulso inverso; - A Figura 8 é uma vista em corte transversal de um segmento posterior da configuração de carenagem de ventilador mostrada na Figura 7; - A Figura 9 é uma representação esquemática de outra realização de uma carenagem de ventilador para uso no motor de turbina a gás mostrado na Figura 1 e configurado para modo de impulso inverso; - A Figura 10 é uma representação esquemática de outra realização de uma carenagem de ventilador para uso no motor de turbina a gás mostrado na Figura 1 e configurado para modo de impulso inverso; - A Figura 11 é uma representação esquemática de outra realização de uma carenagem de ventilador para uso no motor de turbina a gás mostrado na Figura 1 e configurado para modo de impulso inverso; e - A Figura 12 é uma representação esquemática de outra realização de uma carenagem de ventilador para uso no motor de turbina a gás mostrado na Figura 1 e configurado para modo de impulso inverso.

Descrição Detalhada da Invenção [008] A descrição detalhada a seguir apresenta um dispositivo de deflexão de fluxo de ar para um motor de turbina a gás e um método para montar o mesmo a título de exemplo e não de limitação. A descrição deve claramente possibilitar que um indivíduo versado ordinariamente na técnica produza e use o dispositivo e a descrição apresenta várias realizações, adaptações, variações, alternativas e usos do dispositivo, incluindo o que se acredita no momento ser o melhor modo dos mesmos. O dispositivo é descrito no presente documento como aplicado a uma realização preferencial, especificamente um sistema de reversão de impulso para um motor de turbina a gás. No entanto, contempla-se que o dispositivo e os métodos para montar o dispositivo podem ter aplicação geral em uma ampla gama de sistemas e/ou uma variedade de aplicações comerciais, industriais e/ou de consumo diferentes dos sistemas de reversão de impulso para motores de turbina a gás.

[009] As Figuras 1 e 2 são ilustrações esquemáticas de um motor de turbina a gás 100 que tem um ventilador 102 e um núcleo 104 dispostos um em comunicação de fluxo com o outro ao longo de um eixo geométrico de linha central 106 do motor 100. O ventilador 102 fornece ar ao núcleo 104 que, por sua vez, gera gás de combustão que alimenta uma turbina que aciona o ventilador 102 para produzir impulso para motor 100. O ventilador 102 é um ventilador de passo variável, o que significa que o passo de suas pás 108 pode ser seletivamente variado para gerar impulso de avanço ou impulso inverso para motor 100. Uma carenagem de ventilador 110 circunda o ventilador 102 para definir um duto de desvio 112 em torno do núcleo 104, e a carenagem de ventilador 110 inclui um dispositivo de deflexão de fluxo de ar ambiente (por exemplo, um spoiler 114).

[010] Quando o motor 100 está em seu modo de impulso de avanço (Figura 1), o fluxo de ar entra no duto de desvio 112 através de uma entrada dianteira 116 de duto de desvio 112 e sai do duto de desvio 112 através de uma saída posterior 118 do duto de desvio 112 (isto é, o ar flui através do duto de desvio 112 em uma direção de frente para trás). Por outro lado, quando o motor 100 está em seu modo de impulso inverso (Figura 2), a entrada dianteira 116 se torna uma saída dianteira 120, e a saída posterior 118 se torna uma entrada posterior 122. Sendo assim, o ar flui para o interior do duto de desvio 112 a partir da entrada posterior 122 e o ar sai do duto de desvio 112 através da saída dianteira 120 (isto é, o ar flui através do duto de desvio 112 em uma direção de trás para frente).

[011] Conforme apresentado em mais detalhes abaixo, é dito que o spoiler 114 é acondicionado em modo de impulso de avanço de motor 100. No entanto, em modo de impulso inverso de motor 100, é dito que o spoiler 114 é acionado de forma que o spoiler 114 deflita o fluxo de ar ambiente em uma direção radial 124 para facilitar que se dote o fluxo de ar ambiente de um raio mais largo em torno do qual girar ao entrar no duto de desvio 112 através da entrada posterior 122, aumentando a área de fluxo efetiva do duto de desvio 112. Sendo assim, o spoiler 114 facilita o fornecimento de uma quantidade maior de fluxo de ar ambiente no interior do duto de desvio 112 de maneira mais controlada e estabilizada (isto é, sem o spoiler 114 acionado, o fluxo de ar que entra no duto de desvio 112 a partir da entrada posterior 122 tende a experimentar uma separação de fluxo significativa a partir da carenagem de ventilador 110, e o spoiler 114 facilita a minimização de tal separação de fluxo). Especialmente, quando acionado, o spoiler 114 também gera arrasto adicional para o motor 100 para facilitar a diminuição da quantidade de impulso inverso que precisa ser gerada pelo ventilador 102.

[012] As Figuras 3 e 4 ilustram a carenagem de ventilador 110 configurada para o modo de impulso de avanço do motor 100 conforme mostrado na Figura 1. As Figuras 5 e 6 ilustram a carenagem de ventilador 110 configurada para o modo de impulso inverso do motor 100 conforme mostrado na Figura 2. Na realização exemplificativa, a carenagem de ventilador 110 inclui um bordo de ataque anular 126, um bordo de fuga anular 128 e um corpo anular 130 que se estende a partir do bordo de ataque 126 até o bordo de fuga 128. Especialmente, a parte anular do corpo 130 pode, em alguns casos, ser interrompida por um pilone ou outra estrutura adequada para montar o motor 100 na asa de uma aeronave, deixando, assim, o corpo 130 não tão anular em algumas realizações.

[013] O corpo 130 tem uma parede interna 132 e uma parede externa 134, e o spoiler 114 é montado na parede externa 134, na parede interna 132 e/ou em uma estrutura de montagem adequada disposta entre a parede externa 134 e a parede interna 132. Na realização exemplificativa, o spoiler 114 inclui uma pluralidade de painéis de spoiler 136 dispostos lado a lado em uma disposição anular quando acondicionados de forma que os painéis de spoiler adjacentes 136 quase encostem uns nos outros em seus lados 138. A disposição anular de painéis de spoiler 136 é recebida em uma reentrância anular 140 da parede externa 134 de forma que os painéis de spoiler 136 quase encostem na parede externa 134 em uma extremidade dianteira 142 da reentrância 140 e em uma extremidade posterior 144 da reentrância 140 para fornecer uma transição de contorno aerodinâmico substancialmente suave para o ar ambiente que flui sobre a parede externa 134 e os painéis de spoiler 136 quando os painéis de spoiler 136 são acondicionados (isto é, quando acondicionados, os painéis de spoiler 136 são substancialmente rentes à parede externa 134 na extremidade dianteira 142 e na extremidade posterior 144 da reentrância 140). Em outras realizações, o spoiler 114 pode ter qualquer quantidade adequada de painéis de spoiler dispostos de qualquer maneira adequada quando acondicionados para fornecer qualquer contorno aerodinâmico adequado em relação à parede externa 134 que facilita possibilitar que o spoiler 114 aprimore a qualidade do fluxo de ar através do duto de desvio 112 conforme descrito no presente documento.

[014] Ademais, em termos de acionamento, cada painel de spoiler 136 é montado em uma articulação 146, e os painéis de spoiler 136 são dotados de um mecanismo de atuação 148 para girar os painéis de spoiler 136 na direção radial 124 em torno de suas articulações 146 associadas. Na realização exemplificativa, o mecanismo de atuação 148 inclui uma pluralidade de dispositivos de fole 150 em que cada um é específico para um painel de spoiler 136. Além disso, cada dispositivo de fole 150 é acoplado a um lado inferior 152 de seu painel de spoiler 136 associado de forma a ser inflável para acionar seu painel de spoiler 136 associado e esvaziável para acondicionar seu painel de spoiler 136 associado. Adequadamente, cada dispositivo de fole 150 pode ser operado por sua(s) própria(s) bomba(s) específica(s); ou a pluralidade de dispositivos de fole 150 pode, como uma unidade coletiva, compartilhar uma ou mais bombas, ou ser configurada para utilizar o ar de sangria do núcleo 104.

[015] Na realização exemplificativa, os dispositivos de fole 150 são operados simultaneamente para sincronizar a transição de painéis de spoiler 136 entre seu estado acondicionado e seu estado acionado. Mais especificamente, mediante a operação do mecanismo de atuação 148, a disposição anular dos painéis de spoiler 136 quando acondicionados (Figura 3) é convertida em uma disposição substancialmente espalhada de painéis de spoiler 136 quando acionados (Figura 5). Para facilitar que se acione e acondicione os painéis de spoiler 136 simultaneamente, cada par adjacente de painéis de spoiler 136 tem seus componentes acoplados entre si por uma ligação 154 que faz com que cada painel de spoiler 136 gire em resposta ao giro do seu painel de spoiler 136 adjacente, e cada ligação 154 é dotada de um par de braços articulados 156 que possibilitam que a ligação 154 se expanda e contraia de modo dobrável à medida que os painéis de spoiler 136 realizam a transição entre a disposição anular e a disposição espalhada. Quando acondicionada, cada ligação 154 fica escondida sob seus painéis de spoiler 136 associados e não fica exposta ao ar ambiente que flui sobre seus painéis de spoiler 136 associados. Quando acionada, por outro lado, cada ligação 154 se estende entre seus painéis de spoiler 136 associados e é, portanto, exposta ao ar ambiente que flui entre seus painéis de spoiler 136 associados.

[016] Adequadamente, em outras realizações, o spoiler 114 pode ser configurado com qualquer mecanismo de atuação que facilita que se girem seletivamente os painéis de spoiler 136 na direção radial 124 {por exemplo, o mecanismo de atuação pode incluir um atuador linear adequado operado pneumática ou hidraulicamente, tal como um atuador linear tipo cilindro de pistão ou, alternativamente, um atuador giratório adequado, específico para cada painel de spoiler 136). Ademais, no lugar de ou juntamente com as ligações 154, o spoiler 114 pode ter qualquer(quaisquer) dispositivo(s) adequado(s) para sincronizar o movimento dos painéis de spoiler 136 (por exemplo, a operação pneumática ou hidráulica do mecanismo de atuação 148 pode sincronizar inerentemente o movimento dos painéis de spoiler 136, ou outro dispositivo de sincronização mecânico pode ser empregado para auxiliar ou substituir as ligações 154 conforme desejado).

[017] Especialmente, devido ao fato de que as superfícies interiores 158 de carenagem de ventilador 110 definem o limite radialmente externo do duto de desvio 112 conforme mostrado nas Figuras 1 e 2, a continuidade de tais superfícies interiores 158 pode influenciar a qualidade do fluxo de ar através do duto de desvio 112. Em particular, as descontinuidades, tais como vãos ao longo das superfícies interiores 158, podem resultar em vazamento a partir do fluxo de ar através do duto de desvio 112 e, portanto, na despressurização do mesmo. Dessa forma, é desejável que as superfícies interiores 158 sejam substancialmente contínuas {por exemplo, substancialmente livres de descontinuidades tais como vãos) para facilitar a minimização das perdas de pressão dentro do duto de desvio 112 e para facilitar a otimização do impulso gerado pelo fluxo de ar que sai do duto de desvio 112, facilitando, por sua vez, a otimização da eficiência de combustível do motor 100.

[018] Com essa meta em mente, o spoiler 114 é configurado como um mecanismo estritamente externo da carenagem de ventilador 110 na realização exemplificativa (isto é, nenhum componente móvel do spoiler 114, o incluindo os painéis de spoiler 136, entra em contato com o fluxo de ar dentro do duto de desvio 112 durante a operação do motor 100). Dito de outra forma, o spoiler 114 é configurado como um mecanismo estritamente externo no sentido em que a área de fluxo física da carenagem de ventilador 110 no bordo de fuga 128 (isto é, a área física de saída de bocal) permanece igual (isto é, não muda) independentemente de o spoiler 114 ser acondicionado ou acionado, visto que o próprio spoiler 114 não faz parte da definição do contorno das superfícies interiores 158 da carenagem de ventilador 110 próximo ao bordo de fuga 128. Pelo menos por esse motivo, o spoiler 114 fornece benefícios distintos sobre um bocal de carenagem de ventilador variável (VFN). Ademais, configurando-se o spoiler 114 dessa maneira, a carenagem de ventilador 110 é fabricada de forma que somente a parede interna 132 defina as superfícies interiores 158 da carenagem de ventilador 110 próximo ao bordo de fuga 128, possibilitando, assim, que as superfícies interiores 158 próximo ao bordo de fuga 128 sejam definidas por uma estrutura estritamente estática (por exemplo, a parede interna 132 que não é configurada com componentes móveis) em oposição a uma estrutura dinâmica (por exemplo, o spoiler 114 que é configurado com componentes móveis e, por isso, os vãos de tolerância entre os componentes móveis). Dessa forma, em virtude de o spoiler 114 ser um mecanismo estritamente externo na realização exemplificativa, as superfícies interiores 158 têm menos descontinuidades tais como vãos que, de outro modo, estariam presentes ao longo das superfícies interiores 158 caso as superfícies interiores 158 tivessem sido definidas em parte pelos componentes móveis do spoiler 114.

[019] Conforme usado no presente documento, “área de fluxo física” se refere a uma área de fluxo que é definida em termos de estrutura (por exemplo, o bordo de fuga 128), enquanto “área de fluxo efetiva” se refere à porção da área de fluxo física que, durante a operação do motor 100, é realmente utilizável para gerar impulso (por exemplo, em alguns casos, segmentos da área de fluxo física podem se tornar ocupados por vórtices ou outras perturbações que agem para bloquear o fluxo de ar gerador de impulso através desses segmentos da área de fluxo física, deixando essencialmente esses segmentos da área de fluxo física inutilizáveis para fins de geração de impulso).

[020] As Figuras 7 e 8 ilustram outra realização de spoiler 114. Novamente, o spoiler 114 é estritamente um mecanismo externo, conforme apresentado acima. No entanto, nessa realização, o spoiler 114 é configurado com um mecanismo de atuação que translada os painéis de spoiler 136 para trás durante o acionamento (isto é, conforme os painéis de spoiler 136 são girados na direção radial 124, os mesmos são transladados para trás). Dessa forma, embora os painéis de spoiler 136 não se estendam para além do bordo de fuga 128 quando acondicionados, os painéis de spoiler 136 se estendem para além do bordo de fuga 128 quando acionados. Tal realização do spoiler 114 pode facilitar que se possibilite que o fluxo de ar ambiente circunde mais facilmente o bordo de fuga 128 no modo de impulso inverso do motor 100 e, portanto, reduza a separação do fluxo de ar da parede interna 132 do duto de desvio 112 mediante a entrada no duto de desvio 112, aumentando a área de fluxo efetiva do duto de desvio 112 gerando ao mesmo tempo também arrasto adicional para o motor 100.

[021] A Figura 9 ilustra outra realização do spoiler 114. Nessa realização, o spoiler 114 é estritamente um mecanismo externo como as realizações apresentadas acima. No entanto, nessa realização, os painéis de spoiler 136 se abrem girando na direção para trás (isto é, em direção ao bordo de fuga 128), em oposição às realizações acima em que os painéis de spoiler 136 se abrem girando na direção de avanço {isto é, em direção ao bordo de ataque 126). Sendo assim, essa realização é configurada com a articulação 146 disposta mais posteriormente do que nas realizações apresentadas acima, assim como com uma haste 160 fixada ao painel de spoiler 136 e transladável ao longo de um trilho 162 por meio de um mecanismo de atuação adequado de forma a ser girável em relação ao trilho 162 em uma junta de pivô 164 para abrir o painel de spoiler 136 empurrando e fechar o painel de spoiler 136 puxando conforme desejado.

[022] As Figuras 10 a 12 são realizações alternativas do dispositivo de deflexão do motor 100 em que, em vez de incluir o spoiler 114, o dispositivo de deflexão é dotado de jatos que sopram ar pressurizado para alterar o curso do fluxo de ar ambiente que entra no duto de desvio 112 e, portanto, aprimorar a qualidade de fluxo de ar fornecido à carenagem de ventilador 102. Particularmente, a Figura 10 ilustra uma disposição anular dos jatos de carenagem de ventilador exteriores 166 configurados para soprar ar pressurizado na direção radial 124 para defletir o fluxo de ar ambiente similarmente aos spoilers 114 e, portanto, dotar o fluxo de ar ambiente de um raio maior em torno do qual girar ao entrar no duto de desvio 112. A Figura 11 ilustra uma disposição anular dos jatos de carenagem de núcleo exteriores 168 configurados para soprar ar pressurizado no interior do duto de desvio 112 a partir de uma carenagem de núcleo 170 do núcleo 104 para facilitar a deflexão do fluxo de ar ambiente que entra no duto de desvio 112 em direção à parede interna 132 da carenagem de ventilador 110, reduzindo, assim, a separação do fluxo de ar da parede interna 132 mediante a entrada no duto de desvio 112. A Figura 12 ilustra uma disposição anular dos jatos de carenagem de ventilador interiores 172 configurados para soprar ar pressurizado no interior do duto de desvio 112 a partir da parede interna 132 para facilitar que se impeça que o fluxo de ar que já tenha entrado no duto de desvio 112 volte e forme vórtices ao longo das superfícies interiores 158 próximo ao bordo de fuga 128, visto que tais vórtices podem funcionar como obstruções para o fluxo de ar que entra no duto de desvio 112. Adequadamente, nas realizações das Figuras 10 a 12, os jatos podem ser providos com ar pressurizado proveniente de bomba(s) pneumática(s) ou podem ser providos com ar pressurizado proveniente de um sistema de sangria do núcleo 104. Especialmente, os dispositivos de deflexão apresentados no presente documento podem também ser fabricados a partir de uma liga com memória de formato adequada conforme desejado.

[023] As realizações descritas acima facilitam a configuração e a operação eficazes de um dispositivo de deflexão de fluxo de ar, tal como um spoiler, para um motor de turbina a gás de maneira que facilite a otimização das capacidades de impulso de avanço e de impulso inverso do motor. Mais especificamente, no modo de impulso inverso, as realizações descritas acima facilitam a minimização das regiões de recirculação (e, portanto, obstruções) ao longo das superfícies interiores da carenagem de ventilador do motor aumentando o raio em torno do qual o fluxo de ar ambiente gira para entrar no duto de desvio, aumentando, assim, a quantidade de ar que flui através do duto de desvio até o ventilador. Sendo assim, as realizações facilitam o aprimoramento das capacidades de impulso inverso do motor promovendo o uso de toda a área de fluxo física do duto de desvio para o ar que flui de trás para frente no modo de impulso inverso (ou, em outras palavras, aumentando a área de fluxo efetiva do duto de desvio no modo de impulso inverso). Ademais, as realizações facilitam a minimização da distorção de pressão no fluxo de ar de trás para frente através do duto de desvio e, assim, facilitam a redução das vibrações indesejáveis nas pás de carenagem de ventilador. No que se refere ao modo de impulso de avanço, as realizações descritas acima facilitam a redução do vazamento no duto de desvio de um motor que tem um ventilador de passo variável minimizando o contato entre o fluxo de ar de frente para trás e os componentes móveis de um dispositivo de deflexão de fluxo de ar ambiente posicionado próximo ao bordo de fuga da carenagem de ventilador.

[024] As realizações exemplificativas de um motor de turbina a gás e um método para fabricar o mesmo são descritos acima em detalhes. Os métodos e sistemas não são limitados às realizações específicas descritas no presente documento, mas, em vez disso, os componentes dos métodos e sistemas podem ser utilizados independente e separadamente de outros componentes descritos no presente documento. Por exemplo, os métodos e sistemas descritos no presente documento para fornecer um dispositivo de deflexão de fluxo de ar podem ter outras aplicações industriais e/ou de consumo e não se limitam à prática somente com motores de turbina a gás conforme descrito no presente documento. Em vez disso, a presente invenção pode ser implantada e utilizada em conexão com muitas outras indústrias.

[025] Embora a invenção tenha sido descrita em termos de várias realizações específicas, os indivíduos versados na técnica reconhecerão que a invenção pode ser praticada com modificação dentro do espírito e do escopo das reivindicações.

Reivindicações

Claims

1. MOTOR DE TURBINA A GÁS, que tem um modo de impulso de avanço e um modo de impulso inverso, caracterizado pelo fato de que o dito motor de turbina a gás compreende: - um ventilador de passo variável configurado para gerar impulso de avanço no modo de impulso de avanço do dito motor e impulso inverso no modo de impulso inverso do dito motor; - uma carenagem de ventilador que circunda o dito ventilador de passo variável, em que a dita carenagem de ventilador forma um duto de desvio para fluxo de ar gerado pelo dito ventilador, sendo que a dita carenagem de ventilador compreende: - um bordo de fuga que define uma área de fluxo física do dito duto de desvio; e - um dispositivo de deflexão configurado para defletir fluxo de ar próximo ao dito bordo de fuga, sendo que o dito dispositivo de deflexão é configurado para a operação no modo de impulso inverso do dito motor, - em que a área de fluxo física do dito duto de desvio no dito bordo de fuga permanece igual no modo de impulso de avanço do dito motor e no modo de impulso inverso do dito motor.

2. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de deflexão é um spoiler.

3. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito spoiler compreende uma pluralidade de painéis de spoiler.

4. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito spoiler compreende adicionalmente uma ligação para acoplar entre si os ditos painéis adjacentes.

5. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito spoiler compreende um dispositivo de fole associado a cada um dos ditos painéis de spoiler para realizar a transição de cada um dos ditos painéis de spoiler entre um estado acondicionado e um estado acionado.

6. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os ditos painéis de spoiler são configurados para o acionamento de forma que cada um dos ditos painéis de spoiler se estenda para além do dito bordo de fuga da dita carenagem de ventilador.

7. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os ditos painéis de spoiler são acionáveis em uma direção radial.

8. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os ditos painéis de spoiler são acionáveis de forma que os ditos painéis de spoiler se abram girando em uma direção de avanço.

9. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os ditos painéis de spoiler são acionáveis de forma que os ditos painéis de spoiler se abram girando em uma direção para trás.

10. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de deflexão compreende uma pluralidade de jatos de ar.

11. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os ditos jatos de ar são jatos de ar interiores.

12. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os ditos jatos de ar são jatos de ar exteriores.

13. MÉTODO PARA MONTAR UM MOTOR DE TURBINA A GÁS, que tem um modo de impulso de avanço e um modo de impulso inverso, caracterizado pelo fato de que o dito método compreende: - fornecer um núcleo; - fornecer um ventilador de passo variável em comunicação de fluxo com o núcleo, em que o ventilador é configurado para gerar impulso de avanço no modo de impulso de avanço do motor e impulso inverso no modo de impulso inverso do motor; - circundar o núcleo com uma carenagem de núcleo; - circundar o ventilador com uma carenagem de ventilador, em que a carenagem de ventilador tem um bordo de fuga que define uma área de fluxo física de um duto de desvio formado pela carenagem de ventilador; e - acoplar um dispositivo de deflexão a pelo menos uma dentre a carenagem de núcleo e a carenagem de ventilador, em que o dispositivo de deflexão é configurado para defletir fluxo de ar próximo ao bordo de fuga no modo de impulso inverso do motor de forma que a área de fluxo física do duto de desvio no bordo de fuga permaneça igual no modo de impulso de avanço do motor e no modo de impulso inverso do motor.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fornecer o dispositivo de deflexão como um spoiler acoplado à carenagem de ventilador.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente dotar o spoiler de uma pluralidade de painéis de spoiler.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente acoplar entre si painéis de spoiler adjacentes por uma ligação.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente acoplar os painéis de spoiler à carenagem de ventilador, de forma que cada um dos painéis de spoiler se estenda para além do bordo de fuga da carenagem de ventilador quando acionada.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fornecer o dispositivo de deflexão como uma pluralidade de jatos de ar disposta na carenagem de ventilador.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente fornecer o dispositivo de deflexão como uma pluralidade de jatos de ar disposta na carenagem de núcleo.

20. MOTOR DE TURBINA A GÁS, que tem um modo de impulso de avanço e um modo de impulso inverso, caracterizado pelo fato de que o dito motor de turbina a gás compreende: - um ventilador de passo variável configurado para gerar impulso de avanço no modo de impulso de avanço do dito motor e impulso inverso no modo de impulso inverso do dito motor; - uma carenagem de ventilador que circunda o dito ventilador de passo variável, em que a dita carenagem de ventilador forma um duto de desvio para fluxo de ar gerado pelo dito ventilador, sendo que a dita carenagem de ventilador compreende: - um bordo de fuga; e - um spoiler configurado para defletir fluxo de ar próximo ao dito bordo de fuga, sendo que o dito spoiler é configurado para ser acondicionado no modo de impulso de avanço do dito motor e para ser acionado no modo de impulso inverso do dito motor, em que o dito spoiler é um mecanismo estritamente externo da dita carenagem de ventilador.