BR102016015269A2 - Gas turbine motor - Google Patents

Description

“MOTOR DE TURBINA A GÁS” REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido é uma continuação em parte do Pedido Internacional N.° PCT/US13/23559, depositado em 29 de janeiro de 2013, o qual reivindica prioridade do Pedido dos Estados Unidos N.° 13/645.606, depositado em 5 de outubro de 2012, agora Patente dos Estados Unidos N.° 8.935.913, concedida em 20 de janeiro de 2015, o qual era uma continuação em parte do Pedido dos Estados Unidos N.° 13/363.154, depositado em 31 de janeiro de 2012, e reivindica prioridade do Pedido Provisional dos Estados Unidos N.° 61/653.745, depositado em 31 de maio de 2012.

FUNDAMENTOS

[002] Um motor de turbina a gás tipicamente inclui uma seção de ventilador, uma seção de compressor, uma seção de combustor e uma seção de turbina. O ar que entra na seção de compressor é comprimido e fornecido para a seção de combustão onde ele é misturado com combustível e inflamado para gerar um fluxo de gás de exaustão de alta velocidade. O fluxo de gás de exaustão de alta velocidade expande através da seção de turbina para acionar o compressor e a seção de ventilador. A seção de compressor inclui, tipicamente, compressores de baixa e alta pressão e a seção de turbina inclui turbinas de baixa e alta pressão.

[003] A turbina de alta pressão aciona o compressor de alta pressão através de um eixo externo, para formar um carretei de alta e a turbina de baixa pressão aciona o compressor de baixa pressão através de um eixo interno para formar um carretei de baixo. O eixo interno também pode acionar a seção de ventilador. Um motor de turbina a gás de acionamento direto inclui uma seção de ventilador acionada pelo eixo interno, de modo que o compressor de baixa pressão, a turbina de baixa pressão e a seção de ventilador girem numa velocidade comum numa direção comum.

[004] Um dispositivo de redução de velocidade, tal como um conjunto de engrenagem epicíclica, pode ser utilizado para acionar a seção de ventilador de modo que a seção de ventilador possa girar a uma velocidade diferente da seção de turbina, de modo a aumentar a eficiência propulsiva global do motor. Em tais arquiteturas de motores, um eixo acionado por uma das seções de turbina fornece uma entrada para o conjunto de engrenagem epicíclica que aciona a seção de ventilador a uma velocidade diferente da seção de turbina, de modo que tanto a seção de turbina quanto a seção de ventilador possam girar em velocidades mais perto das ótimas.

[005] Embora arquiteturas engrenadas tenham melhorado a eficiência propulsiva, os fabricantes de motores de turbina continuam a procurar melhorias adicionais no desempenho do motor incluindo melhorias em eficiências térmica, de transferência e propulsiva.

SUMÁRIO

[006] Um motor de turbina a gás de acordo com uma modalidade exemplar desta divulgação, entre outras coisas possíveis, inclui um ventilador incluindo uma pluralidade de pás de ventilador giratórias em tomo de um eixo de motor, uma seção de compressor, um combustor em comunicação de fluido com a seção de compressor, uma seção de turbina em comunicação de fluido com o combustor, a seção de turbina incluindo uma turbina de acionamento de ventilador e uma segunda turbina, em que a segunda turbina é disposta para vante da turbina de acionamento de ventilador e a turbina de acionamento de ventilador inclui uma pluralidade de estágios de turbina de acionamento de ventilador com uma razão entre o número de pás de ventilador e o número de estágios de turbina de acionamento de ventilador que é maior que cerca de 2,5, e um sistema de mudança de velocidade acionado pela turbina de acionamento de ventilador para girar o ventilador em tomo do eixo de motor, em que a turbina de acionamento de ventilador tem uma primeira área de saída e é configurada para girar a uma primeira velocidade, a segunda seção de turbina tem uma segunda área de saída e é configurada para girar a uma segunda velocidade a qual é mais rápida que a primeira velocidade, em que a seção de turbina inclui um volume definido dentro de uma periferia interna e uma periferia externa entre uma borda de ataque de uma palheta mais a montante para uma borda de fuga de um aerofólio rotativo mais a jusante e é configurada para fornecer uma densidade de empuxo maior que 1,5 lbf/in3 e menor ou igual a 5,5 lbf/in3 no Empuxo de Decolagem ao Nível do Mar.

[007] Numa modalidade adicional do motor precedente, o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e o ventilador e a turbina de acionamento de ventilador giram ambos numa primeira direção em tomo do eixo do motor e a segunda seção de turbina gira numa segunda direção oposta à primeira direção.

[008] Numa modalidade adicional do motor precedente, o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e o ventilador, a turbina de acionamento de ventilador e a segunda seção de turbina giram todos numa primeira direção em torno do eixo do motor.

[009] Numa modalidade adicional do motor precedente, o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e em que o ventilador e a segunda turbina giram ambos numa primeira direção em tomo do eixo do motor e a turbina de acionamento de ventilador gira numa segunda direção oposta à primeira direção.

[0010] Numa modalidade adicional do motor precedente, o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e em que o ventilador é giratório numa primeira direção e a turbina de acionamento de ventilador e a segunda seção de turbina giram numa segunda direção oposta à primeira direção em tomo do eixo do motor.

[0011] Em uma modalidade adicional do motor precedente, o sistema de mudança de velocidade compreende uma redução de engrenagem tendo uma relação de transmissão maior que 2,3.

[0012] Em uma modalidade adicional do motor precedente, o ventilador fornece uma porção de ar para um duto de derivação e uma porção de derivação sendo definida como a porção de ar fornecida para o duto de derivação dividida pela quantidade de ar fornecida para a seção de compressor, com a razão de derivação sendo maior que 6,0.

[0013] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a razão de derivação é maior que 10,0.

[0014] Em uma modalidade adicional do motor precedente, uma razão de pressão de ventilador através do ventilador é menor que 1,5.

[0015] Em outra modalidade do motor precedente, o ventilador tem 26 ou menos pás.

[0016] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a seção de turbina de acionamento de ventilador tem até 6 estágios.

[0017] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a razão entre o número de pás de ventilador e o número de estágios de turbina de acionamento de ventilador é menor que 8,5.

[0018] Em uma modalidade adicional do motor precedente, uma razão de pressão através da turbina de acionamento de ventilador é maior que cerca de 5:1.

[0019] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo e o segundo conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma segunda conexão entre o segundo rotor a ré e o segundo eixo.

[0020] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo, e o segundo conjunto de mancai é disposto axialmente a vante de uma segunda conexão entre o segundo rotor a ré e o segundo eixo.

[0021 ] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo, e o segundo conjunto de mancai é disposto dentro do espaço anular definido entre o primeiro eixo e o segundo eixo.

[0022] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a vante de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo e o segundo conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma segunda conexão entre o segundo rotor a ré e o segundo eixo.

[0023] Em outra modalidade do motor precedente, a turbina de acionamento de ventilador é uma de três rotores de turbina, enquanto os outros dois dos rotores de turbina cada um aciona um rotor de compressor.

[0024] Em uma modalidade adicional do motor precedente, a turbina de acionamento de ventilador aciona um rotor de compressor.

[0025] Em uma modalidade adicional do motor precedente, o sistema de mudança de velocidade é posicionado intermediariamente a um rotor de compressor acionado pela seção de turbina de acionamento de ventilador e o ventilador.

[0026] Em uma modalidade adicional do motor precedente, o sistema de mudança de velocidade é posicionado intermediariamente à turbina de acionamento de ventilador e ao rotor de compressor acionado pela turbina de acionamento de ventilador.

[0027] Embora os diferentes exemplos tenham os componentes específicos mostrados nas ilustrações, modalidades desta divulgação não são limitadas a essas combinações particulares. E possível utilizar alguns dos componentes ou características de um dos exemplos em combinação eom características ou componentes de outros exemplos.

[0028] Estas e outras características descritas neste documento podem ser melhor compreendidas a partir da seguinte especificação e figuras, com a breve descrição a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0029] A Figura 1 é uma vista esquemática de um motor de turbina a gás de exemplo.

[0030] A Figura 2 é uma vista esquemática indicando a rotação relativa entre seções de um motor de turbina a gás de exemplo.

[0031] A Figura 3 é outra vista esquemática indicando a rotação relativa entre seções de um motor de turbina a gás de exemplo.

[0032] A Figura 4 é outra vista esquemática indicando a rotação relativa entre seções de um motor de turbina a gás de exemplo.

[0033] A Figura 5 é outra vista esquemática indicando a rotação relativa entre seções de um motor de turbina a gás de exemplo.

[0034] A Figura 6 é uma vista esquemática de uma configuração de mancai suportando rotação de carretéis de alta e baixa de exemplo do motor de turbina a gás de exemplo.

[0035] A Figura 7 é outra vista esquemática de uma configuração de mancai suportando rotação de carretéis de alta e baixa de exemplo do motor de turbina a gás de exemplo.

[0036] A Figura 8A é outra vista esquemática de uma configuração de mancai suportando rotação de carretéis de alta e baixa de exemplo do motor de turbina a gás de exemplo.

[0037] A Figura 8B é uma vista ampliada da configuração de mancai de exemplo mostrada na Figura 8A.

[0038] A Figura 9 é outra vista esquemática de uma configuração de mancai suportando rotação de carretéis de alta e baixa de exemplo do motor de turbina a gás de exemplo.

[0039] A Figura 10 é uma vista esquemática de uma seção de turbina compacta de exemplo.

[0040] A Figura 11 é uma seção transversal esquemática de estágios de exemplo para o motor de turbina a gás de exemplo divulgado.

[0041] A Figura 12 é uma vista esquemática de um rotor de turbina de exemplo perpendicular ao eixo de rotação.

[0042] A Figura 13 é outra modalidade de um motor de turbina a gás de exemplo para uso com a presente invenção.

[0043] A Figura 14 é ainda outra modalidade de um motor de turbina a gás de exemplo para uso com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0044] A Figura 1 ilustra esquematicamente um motor de turbina a gás de exemplo 20 que inclui uma seção de ventilador 22, uma seção de compressor 24, uma seção de combustor 26 e uma seção de turbina 28. Motores alternativos podem incluir uma seção aumentadora (não mostrada) entre outros sistemas ou recursos. A seção de ventilador 22 conduz ar ao longo de um caminho de fluxo de derivação B enquanto a seção de compressor 24 aspira ar ao longo de um caminho de fluxo de núcleo C, onde ar é comprimido e comunicado a uma seção de combustor 26. Na seção de combustor 26, ar é misturado com combustível e inflamado para gerar uma corrente de gás de escape de alta pressão que expande através da seção de turbina 28 onde energia é extraída e utilizada para acionar a seção de ventilador 22 e a seção de compressor 24.

[0045] Embora a modalidade não limitativa divulgada represente um motor de turbina a gás de turboventilador, deve ser entendido que os conceitos aqui descritos não estão limitados ao uso com turboventiladores, pois os ensinamentos podem ser aplicados a outros tipos de motores de turbina; por exemplo, um motor de turbina incluindo uma arquitetura de três carretéis na qual três carretéis concentricamente giram em tomo de um eixo comum, de modo que um carretei de baixa permita a uma turbina de baixa pressão acionar um ventilador via uma caixa de engrenagem, um carretei intermediário que permite a uma turbina de pressão intermediária acionar um primeiro compressor da seção de compressor e um carretei de alta que permite a uma turbina de alta pressão acionar um compressor de alta pressão da seção de compressor.

[0046] O motor de exemplo 20 geralmente inclui um carretei de baixa velocidade 30 e um carretei de alta velocidade 32 montados para rotação em tomo de um eixo longitudinal central de motor A em relação a uma estmtura estática de motor 36 via vários sistemas de mancai 38. Deve ser entendido que vários sistemas de mancais 38 em vários locais podem altemativamente ou adicionalmente ser fornecidos.

[0047] O carretei de baixa velocidade 30 inclui geralmente um eixo interno 40 que conecta um ventilador 42 e uma seção de compressor baixa pressão (ou primeira) 44 a uma seção de turbina de baixa pressão (ou primeira) 46. O eixo interno 40 aciona o ventilador 42 através de um dispositivo de mudança de velocidade, tal como uma arquitetura com engrenagem 48, para acionar o ventilador 42 a uma velocidade mais baixa do que o carretei de baixa velocidade 30. O carretei de alta velocidade 32 inclui um eixo externo 50 que interliga uma seção de compressor de alta pressão (ou segunda) 52 e uma seção de turbina de alta pressão (ou segunda) 54. O eixo interno 40 e o eixo externo 50 são concêntricos e giram através dos sistemas de mancai 38 em torno do eixo longitudinal central de motor A.

[0048] Um combustor 56 é disposto entre o compressor de alta pressão 52 e a turbina de alta pressão 54. Num exemplo, a turbina de alta pressão 54 inclui pelo menos dois estágios para proporcionar uma turbina de alta pressão de dois estágios 54. Em outro exemplo, a turbina de alta pressão 54 inclui apenas um único estágio. Como aqui utilizado, um compressor ou turbina de "alta pressão" experimenta uma pressão mais alta do que um compressor ou turbina de "baixa pressão" correspondente.

[0049] A turbina de baixa pressão de exemplo 46 tem uma razão de pressão que é maior que cerca de 5. A razão de pressão da turbina de baixa pressão de exemplo 46 é medida antes de uma entrada da turbina de baixa pressão 46 quando relacionada à pressão medida na saída da turbina de baixa pressão 46 antes de um bocal de exaustão.

[0050] Uma estrutura de turbina intermediária 58 da estrutura estática de motor 36 é disposta geralmente entre a turbina de alta pressão 54 e a turbina de baixa pressão 46. A estrutura de turbina intermediária 58 suporta ainda sistemas de mancai 38 na seção de turbina 28, bem como ajusta o fluxo de ar que entra na turbina de baixa pressão 46.

[0051] O fluxo de ar de núcleo C é comprimido pelo compressor de baixa pressão 44, então, pelo compressor de alta pressão 52, misturado com combustível e inflamado no combustor 56 para produzir gases de exaustão de alta velocidade que são, então, expandidos através da turbina de alta pressão 54 e turbina de baixa pressão 46. A estrutura de turbina intermediária 58 inclui palhetas 60 as quais estão no caminho de fluxo de ar de núcleo e funcionam como uma palheta de guia de entrada para a turbina de baixa pressão 46. O uso da palheta 60 da estrutura de turbina intermediária 58 como a palheta de guia de entrada para a turbina de baixa pressão 46 diminui o comprimento da turbina de baixa pressão 46 sem aumentar o comprimento axial da estrutura de turbina intermediária 58. A redução ou eliminação da série de palhetas na turbina de baixa pressão 46 encurta o comprimento axial da seção de turbina 28. Assim, a compacidade do motor de turbina a gás 20 é aumentada e uma densidade de potência mais alta pode ser conseguida.

[0052] O motor de turbina a gás divulgado 20 em um exemplo é um motor de aeronave engrenado de derivação alta. Em um exemplo adicional, o motor de turbina a gás 20 inclui uma razão de derivação maior do que cerca de seis (6), com uma modalidade de exemplo sendo maior do que cerca de dez (10). A arquitetura de engrenagem de exemplo 48 é um conjunto de engrenagens epicíclicas, tal como um sistema de engrenagem planetária, sistema de engrenagem principal ou outro sistema conhecido de engrenagem, com uma razão de redução de engrenagem de mais do que cerca de 2,3.

[0053] Em uma modalidade divulgada, o motor de turbina a gás 20 inclui uma razão de derivação maior do que cerca de dez (10:1) e o diâmetro do ventilador é significativamente maior do que o diâmetro externo do compressor de baixa pressão 44. Deve ser compreendido, no entanto, que os parâmetros acima são apenas exemplares de uma modalidade de um motor de turbina a gás incluindo uma arquitetura com engrenagem e que a presente divulgação é aplicável a outros motores de turbina a gás.

[0054] Uma quantidade significativa de empuxo é fornecida pelo fluxo de derivação B devido à alta razão de derivação. A seção de ventilador 22 do motor 20 se destina a uma condição de voo particular — tipicamente cruzeiro a cerca de 0,8 Mach e cerca de 35.000 pés. A condição de voo de 0,8 Mach e 35.000 pés, com o motor no seu melhor consumo de combustível de cruzeiro para o empuxo que ele produz - também conhecido como “bucket cruise Thrust Specific Fuel Consumption (‘TSFC’)” - é o parâmetro padrão da indústria de libra-massa (lbm) de combustível por hora sendo queimado dividido por libra-força (lbf) de empuxo que o motor produz nesse ponto de cruzeiro bucket mínimo.

[0055] "Baixa razão de pressão de ventilador" é a razão de pressão através da pá de ventilador apenas, sem um sistema de Palheta Guia de Saída de Ventilador ("FEGV"). A baixa razão de pressão de ventilador como divulgada neste documento de acordo com uma modalidade não limitante é menor que cerca de 1,50. Em outra modalidade não limitante, a baixa razão de pressão de ventilador é menor que cerca de 1,45.

[0056] "Baixa velocidade de ponta de ventilador corrigida" é a velocidade de ponta de ventilador real em ft/s dividida por uma correção de temperatura padrão na indústria de [(Tram °R) / 518,7)0,5]. A "Baixa velocidade de ponta de ventilador corrigida", como divulgado neste documento de acordo com uma modalidade não limitativa, é menor que cerca de 1150 pés/segundo.

[0057] O motor de turbina a gás de exemplo inclui o ventilador 42 que compreende numa modalidade não limitativa menos que cerca de 26 pás de ventilador. Em outra modalidade não limitativa, a seção de ventilador 22 inclui menos de cerca de 18 pás de ventilador. Mais ainda, numa modalidade divulgada a turbina de baixa pressão 46 inclui não mais do que cerca de 6 estágios de turbina esquematicamente indicados em 34. Em outra modalidade de exemplo não limitativa a turbina de baixa pressão 46 inclui cerca de 3 ou mais estágios de turbina. A razão entre o número de pás de ventilador 42 e o número de andares de turbina de baixa pressão está entre cerca de 2,5 e cerca de 8,5. A turbina de baixa pressão de exemplo 46 fornece a potência de acionamento para girar a seção de ventilador 22 e, portanto, a relação entre o número de estágios de turbina 34 na turbina de baixa pressão 46 e o número de pás 42 na seção de ventilador 22 divulga um motor de turbina a gás de exemplo 20 com elevada eficiência de transferência de potência.

[0058] Eficiência de transferência de potência elevada é fornecida em parte devido ao elevado uso de materiais de pás de turbina melhorados e métodos de fabricação tais como fundições direcionalmente solidificadas e materiais de cristal único que permitem elevada velocidade de turbina e um número reduzido de estágios. Mais ainda, a turbina de baixa pressão de exemplo 46 inclui configurações de discos de turbina melhorados que permitem ainda mais durabilidade desejada às velocidades de turbina mais altas.

[0059] Em relação às Figuras 2 e 3, um dispositivo de mudança de velocidade divulgado de exemplo é uma caixa de engrenagem epicíclica de um tipo planetário, onde a entrada é para a engrenagem "sol" central 62. Engrenagens planetárias 64 (apenas uma mostrada) em torno da engrenagem solar 62 giram e são espaçadas entre si por um transportador 68 que gira numa direção comum à engrenagem solar 62. Uma engrenagem cilíndrica 66 que é fixada de modo não rotativo à carcaça estática do motor 36 (mostrada na Figura 1) contém a totalidade do conjunto de engrenagem. O ventilador 42 é fixado ao e acionado pelo transportador 68 de modo que a direção de rotação do ventilador 42 seja a mesma que a direção de rotação do transportador 68 que, por sua vez, é a mesma que a direção de rotação da engrenagem solar de entrada 62.

[0060] Nas figuras seguintes nomenclatura é utilizada para definir as rotações relativas entre as várias seções do motor de turbina a gás 20. A seção de ventilador é mostrada com um sinal "+" indicando rotação numa primeira direção. Rotações relativas à seção de ventilador 22 de outras características do motor de turbina a gás são ainda indicadas pelo uso de cada um de um sinal "+" ou um sinal O sinal "-" indica uma rotação que é contrária àquela de qualquer componente indicado com um sinal"+".

[0061] Mais ainda, o termo turbina de acionamento de ventilador é utilizado para indicar a turbina que fornece a potência de acionamento para girar as pás 42 da seção de ventilador 22. Além disso, o termo "segunda turbina" é utilizado para indicar a turbina antes da turbina de acionamento de ventilador que não é utilizada para acionar o ventilador 42. Neste exemplo divulgado, a turbina de acionamento de ventilador é a turbina de baixa pressão 46 e a segunda turbina é a turbina de alta pressão 54. No entanto, deve ser entendido que outras configurações de seção de turbina que incluem mais que as turbinas de alta e baixa pressão mostradas 54, 46 estão dentro da contemplação desta divulgação. Por exemplo, uma configuração de motor de três carretéis pode incluir uma turbina intermediária (não mostrada) utilizada para acionar a seção de ventilador 22 e está dentro da contemplação desta divulgação.

[0062] Em uma modalidade de exemplo divulgada (Figura 2) a turbina de acionamento de ventilador é a turbina de baixa pressão 46 e, portanto, a seção de ventilador 22 e turbina de baixa pressão 46 giram numa direção comum como indicada pelo sinal"+" comum indicando rotação tanto do ventilador 42 quanto da turbina de baixa pressão 46. Mais ainda, neste exemplo, a turbina de alta pressão 54, ou a segunda turbina, giram numa direção comum com a turbina de acionamento de ventilador 46. Em outro exemplo mostrado na Figura 3, a turbina de alta pressão 54, ou a segunda turbina, gira numa direção oposta à turbina de acionamento de ventilador (turbina de baixa pressão 46) e ao ventilador 42.

[0063] A rotação contrária do compressor de baixa pressão 44 e da turbina de baixa pressão 46 em relação ao compressor de alta pressão 52 e a turbina de alta pressão 54 fornece certas condições aerodinâmicas eficientes na seção de turbina 28, pois o fluxo de gás de exaustão a alta velocidade gerado se move da turbina de alta pressão 54 para a turbina de baixa pressão 46. As rotações relativas nas seções de compressor e de turbina fornecem aproximadamente os ângulos de fluxo de ar desejados entre as seções, o que melhora a eficiência global da secção de turbina 28 e proporciona uma redução no peso global da secção de turbina 28 reduzindo ou eliminando aerofólios ou uma fila inteira de palhetas.

[0064] Com referência às Figuras 4 e 5, um dispositivo de mudança de velocidade divulgado de exemplo é uma caixa de engrenagem epicíclica citada como caixa de engrenagem tipo planetária, onde a entrada é para a engrenagem "sol" central 62. Engrenagens planetárias 65 (apenas uma mostrada) em torno da engrenagem solar 62 giram numa posição fixa em tomo da engrenagem solar e são espaçadas entre si por um transportador 68 que é fixo numa carcaça estática 36 (mais bem mostrada na Figura 1). A engrenagem cilíndrica 66 que é livre para girar contém todo o conjunto de engrenagem. O ventilador 42 é fixado a e acionado pela engrenagem cilíndrica 66 de modo que a direção de rotação do ventilador 42 seja oposta à direção de rotação da engrenagem solar de entrada 62. Por conseguinte, o compressor de baixa pressão 44 e a turbina de baixa pressão 46 giram numa direção oposta à rotação do ventilador 42.

[0065] Em uma modalidade de exemplo divulgada mostrada na Figura 4, a turbina de acionamento de ventilador é a turbina de baixa pressão 46 e, portanto, o ventilador 42 gira numa direção oposta àquela da turbina de baixa pressão 46 e do compressor de baixa pressão 44. Mais ainda, neste exemplo, o carretei de alta 32, incluindo a turbina de alta pressão 54 e o compressor de alta pressão 52, gira numa direção contrária ao ventilador 42 e comum com o carretei de baixa 30 incluindo o compressor de baixa pressão 44 e a turbina de acionamento de ventilador 46.

[0066] Em outro motor de turbina a gás de exemplo, mostrado na Figura 5, a turbina de alta pressão ou segunda turbina 54 gira numa direção comum com o ventilador 42 e contrária ao carretei de baixa 30, incluindo o compressor de baixa pressão 44 e a turbina de acionamento de ventilador 46.

[0067] Com referência à Figura 6, os conjuntos de mancai perto da extremidade de ante dos eixos do motor nas localizações 70 e 72, cujos mancais suportam rotação do eixo interno 40 e do eixo externo 50, contrabalançam forças de empuxo líquidas numa direção paralela ao eixo A que são geradas pela carga para ré da turbina de baixa pressão 46 e da turbina de alta pressão 54, menos o compressor de alta pressão 52 e o compressor de baixa pressão 44, os quais contribuem também para as forças de empuxo agindo no carretei de baixa 30 e carretei de alta 32 correspondentes.

[0068] Nesta modalidade de exemplo, um primeiro conjunto de mancai a vante 70 é suportado numa porção da estrutura estática esquematicamente mostrada em 36 e suporta uma extremidade de vante do eixo interno 40. O primeiro conjunto de mancai de vante de exemplo 70 é um mancai de encosto e controla o movimento do eixo interno 40 e, desse modo, do carretei 30 numa direção axial. Um segundo conjunto de mancai a vante 72 é suportado pela estrutura estática 36 para suportar a rotação do carretei de alta 32 e substancialmente impede movimento ao longo de uma direção axial do eixo externo 50. O primeiro conjunto de mancai de vante 70 é montado para suportar o eixo interno 40 em um ponto a vante de uma conexão 88 de um rotor do compressor de baixa pressão 90. O segundo conjunto de mancai de vante 72 é montado a vante de uma conexão denominada como um cubo 92 entre um rotor do compressor de alta pressão 94 e o eixo externo 50. Um primeiro conjunto de mancai a ré 74 suporta a porção a ré do eixo interno 40. O primeiro conjunto de mancai de ré 74 é um mancai de rolos e suporta rotação, mas não oferece resistência ao movimento do eixo 40 na direção axial. Em vez disso, o mancai de ré 74 permite que o eixo 40 expanda termicamente entre sua localização e o mancai 72. O primeiro conjunto de mancai de ré 74 é disposto a ré de um cubo de conexão 80 entre um rotor de turbina de baixa pressão 78 e o eixo interno 40. Um segundo conjunto de mancai de ré 76 suporta a porção de ré do eixo externo 50. O segundo conjunto de mancai a ré 76 é um mancai de rolo e é suportado por uma estrutura estática correspondente 36 através da estrutura de turbina média 58 que transfere a carga radial do eixo através do caminho de fluxo de turbina para o solo 36. O segundo conjunto de mancai de ré 76 suporta o eixo externo 50 e, desse modo, o carretei de alta 32 em um ponto a ré de um cubo de conexão 84 entre um rotor de turbina de alta pressão 82 e o eixo externo 50.

[0069] Neste exemplo revelado, o primeiro e o segundo conjuntos de mancai de vante 70, 72 e o primeiro e o segundo conjuntos de mancai de ré 74, 76 são suportados para o exterior de cada um dos cubos correspondentes de compressor ou de turbina 80, 88 para proporcionar uma configuração de suporte de berço do correspondente eixo interno 40 e do eixo externo 50. O suporte de berço do eixo interno 40 e do eixo externo 50 proporcionam um suporte e rigidez desejada para a operação do motor de turbina a gás 20.

[0070] Com referência à Figura 7, outro exemplo de configuração de suporte de eixo inclui o primeiro e o segundo conjuntos de mancai de vante 70, 72 dispostos para suportar a porção de vante do correspondente eixo interno 40 e eixo externo 50. O primeiro mancai de ré 74 é disposto a ré de uma conexão 80 entre o rotor 78 e o eixo interno 40. O primeiro mancai a ré 74 é um mancai de rolos e suporta o eixo interno 40 numa configuração de berço. A configuração em berço pode exigir comprimento adicional do eixo interno 40 e, portanto, uma configuração alternativa denominada como uma configuração pendente pode ser utilizada. Neste exemplo, o eixo externo 50 é suportado pelo segundo conjunto de mancai de ré 76 que está disposto para vante da conexão 84 entre o rotor de turbina de alta pressão 82 e o eixo externo 50. Por conseguinte, o cubo de conexão 84 do rotor de turbina de alta pressão 82 para o eixo externo 50 é pendente a ré do conjunto de mancai 76. Este posicionamento do segundo mancai de ré 76 em uma orientação pendente potencialmente fornece um comprimento reduzido do eixo externo 50.

[0071] Mais ainda, o posicionamento do mancai de ré 76 pode também eliminar a necessidade de outras estruturas de suporte, tal como a estrutura de turbina média 58, pois tanto a turbina de alta pressão 54 é suportada no conjunto de mancai 76 quanto a turbina de baixa pressão 46 é suportada pelo conjunto de mancai 74. Opcionalmente, a estrutura de turbina média 58 pode proporcionar um mancai de rolos opcional 74A que pode ser adicionado para reduzir modos vibratórios do eixo interno 40.

[0072] Com referência às Figuras 8A e 8B, outro exemplo de configuração de suporte de eixo inclui o primeiro e o segundo conjuntos de mancai de vante 70, 72 dispostos para suportar porções de vante correspondentes de cada um do eixo interno 40 e do eixo externo 50. O primeiro mancai a ré 74 fornece suporte do eixo externo 40 em uma localização a ré da conexão 80 em uma configuração de montagem de berço. Neste exemplo, a porção a ré do eixo externo 50 é suportada por um conjunto de mancai de rolo 86 suportado dentro de um espaço 96 definido entre uma superfície externa do eixo interno 40 e uma superfície interna do eixo externo 50.

[0073] O conjunto de mancai de rolo 86 suporta a porção de ré do eixo externo 50 no eixo interno 40. O uso do conjunto de mancai de rolo 86 para suportar o eixo externo 50 elimina os requisitos para estruturas de suporte que levam de volta para a estrutura estática 36 através da estrutura de turbina média 58. Mais ainda, o exemplo de conjunto de mancai 86 pode proporcionar tanto um comprimento de eixo reduzido quanto suporte do eixo externo 50 numa posição substancialmente em alinhamento axial com o cubo de conexão 84 para o rotor de turbina de alta pressão 82 e o eixo externo 50. Como apreciado, o conjunto de mancai 86 é posicionado a ré do cubo 82 e é suportado através da seção mais a ré do eixo 50. Com referência à Figura 9, outro exemplo de configuração de suporte de eixo inclui o primeiro e o segundo conjuntos de mancai de vante 70, 72 dispostos para suportar porções de vante correspondentes de cada um do eixo interno 40 e do eixo externo 50. O primeiro conjunto de mancai de ré 74 é suportado em um ponto ao longo do eixo interno 40 a frente da conexão 80 entre o rotor de turbina de baixa pressão 78 e o eixo interno 40.

[0074] O posicionamento do primeiro mancai de ré 74 em direção à conexão 80 pode ser utilizado para reduzir o comprimento total do motor 20. Mais ainda, o posicionamento do primeiro conjunto de mancai de ré 74 a frente da conexão 80 proporciona suporte através da estrutura de turbina média 58 para a estrutura estática 36. Mais ainda, neste exemplo o segundo conjunto de mancai a ré 76 é implantado em uma configuração de suporte de berço da conexão 84 entre o eixo externo 50 e o rotor 82. Por conseguinte, neste exemplo, ambos o primeiro e o segundo conjuntos de mancai 74, 76 compartilham uma estrutura de suporte comum à estrutura externa estática 36. Como apreciado, tal característica de suporte comum fornece para uma construção de motor menos complexa juntamente com redução do comprimento total do motor. Mais ainda, a redução de estruturas de suporte exigidas reduzirá o peso total para proporcionar uma melhoria adicional na eficiência de queima de combustível da aeronave.

[0075] Com referência à Figura 10, uma porção da seção de turbina de exemplo 28 é mostrada e inclui a turbina de baixa pressão 46 e a turbina de alta pressão 54 com a estrutura de turbina média 58 disposta entre uma saída da turbina de alta pressão e da turbina de baixa pressão. A estrutura de turbina média 58 e a palheta 60 são posicionadas para estarem a montante do primeiro estágio 98 da turbina de baixa pressão 46. Embora uma única palheta 60 seja ilustrada, deve ser entendido que estas seriam palhetas plurais 60 espaçadas circunferencialmente. A palheta 60 redireciona o fluxo a jusante da turbina de alta pressão 54 quando ele se aproxima do primeiro estágio 98 da turbina de baixa pressão 46. Como pode ser apreciado, é desejável melhorar a eficiência para ter fluxo entre a turbina de alta pressão 54 e a turbina de baixa pressão 46 redirecionado pela palheta 60, de modo que o fluxo de gases em expansão esteja alinhado como desejado quando entrando na turbina de baixa pressão 46. Portanto, a palheta 60 pode ser um aerofólio real com curvatura e viragem, que alinha o fluxo de ar conforme desejado para a turbina de baixa pressão 46.

[0076] Ao incorporar uma palheta de virada de ar verdadeira 60 na estrutura de turbina média 58, em vez de uma estrutura direta e uma fila de palheta de estator, o comprimento total e o volume das seções de turbina combinadas 46, 54 é reduzido porque a palheta 60 serve a várias funções, incluindo racionalização da estrutura de turbina média 58, protegendo qualquer estrutura estática e quaisquer tubos de óleo servindo a um conjunto de mancai contra exposição a calor e virando o fluxo que entra na turbina de baixa pressão 46, de modo que ele entre no aerofólio rotativo 100 num ângulo de fluxo desejado. Além disso, a incorporação destas características juntas, o conjunto global e o arranjo da seção de turbina 28 são reduzidos em volume.

[0077] As características acima atingem um volume de seção de turbina mais ou menos compacto em relação ao estado da técnica, incluindo ambas as turbinas de alta e baixa pressão 54, 46. Mais ainda, num exemplo, os materiais para formar a turbina de baixa pressão 46 podem ser melhorados para proporcionar um volume reduzido. Tais materiais podem incluir, por exemplo, materiais com elevadas capacidades térmicas e mecânicas para acomodar tensões potencialmente elevadas induzidas pela operação da turbina de baixa pressão 46 na velocidade elevada. Mais ainda, as velocidades elevadas e as temperaturas de operação elevadas na entrada para a turbina de baixa pressão 46 permitem que a turbina de baixa pressão 46 transfira uma maior quantidade de energia, de forma mais eficiente, para acionar tanto um ventilador de maior diâmetro 42 através da arquitetura de engrenagens 48 quanto um aumento no trabalho do compressor realizado pelo compressor de baixa pressão 44.

[0078] Alternativamente, materiais de menor preço podem ser utilizados em combinação com características de resfriamento que compensam temperaturas elevadas dentro da turbina de baixa pressão 46. Em três modalidades exemplares uma primeira pá rotativa 100 da turbina de baixa pressão 46 pode ser uma pá de fundição solidificada direcionalmente, uma única pá de fundição de cristal único ou uma pá resfriada internamente oca. Os materiais e as propriedades térmicas melhoradas do material de pá de turbina de exemplo fornecem operação a temperaturas e velocidades elevadas o que, por sua vez, proporciona elevadas eficiências em cada estágio que, desse modo, proporciona o uso de um número reduzido de estágios de turbina de baixa pressão. O número reduzido de estágios de turbina de baixa pressão, por sua vez, fornece um volume total de turbina que é reduzido e que acomoda aumentos desejados na velocidade da turbina de baixa pressão.

[0079] Os estágios reduzidos e o volume reduzido fornecem eficiência de motor e queima de combustível de aeronave melhorada porque o peso total é menor. Além disso, como há menos filas de pás, existem: menos caminhos de vazamento nas pontas das pás; menos caminhos de vazamento nas vedações de ar internas de palhetas; e perdas reduzidas através dos estágios de rotor.

[0080] A seção de turbina compacta divulgada de exemplo inclui uma densidade de energia que pode ser definida como empuxo em libras força (lbf) produzido dividido pelo volume da seção de turbina inteira 28. O volume da seção de turbina 28 pode ser definido por uma entrada 102 de uma primeira palheta de turbina 104 na turbina de alta pressão 54 para a saída 106 do último aerofólio de rotação 108 na turbina de baixa pressão 46 e pode ser expresso em polegadas cúbicas. O empuxo estático na condição de Decolagem ao Nível do Mar classificada uniforme do motor dividido por um volume de seção de turbina é definido como densidade de energia e uma densidade de energia maior pode ser desejável para peso do motor reduzido. O empiixo estático classificado uniforme de decolagem ao nível do mar pode ser definido em libras-força (lbí), enquanto o volume pode ser o volume da entrada anular 102 da primeira palheta de turbina 104 na turbina de alta pressão 54 para a saída anular 106 da extremidade a jusante do último aerofólio 108 na turbina de baixa pressão 46. O empuxo máximo pode ser Empuxo de Decolagem ao Nível do Mar "empuxo SLTO", que é comumente definido como o empuxo estático classificado uniforme produzido pelo turboventilador ao nível do mar.

[0081] O volume V da seção de turbina pode ser mais bem compreendido pela Figura 10. Como mostrado, a estrutura de turbina média 58 é disposta entre a turbina de alta pressão 54 e a turbina de baixa pressão 46. O volume V é ilustrado por uma linha tracejada e se estende de uma periferia interna I para uma periferia externa O. A periferia interna é definida pelo caminho de fluxo de rotores, mas também por caminhos de fluxo de uma plataforma interna das palhetas. A periferia externa é definida pelas palhetas de estator e pelas estruturas de vedação de ar externas ao longo do caminho de fluxo. O volume se estende de uma extremidade mais a montante da palheta 104, tipicamente sua borda de ataque, e para a borda mais a jusante do último aerofólio de rotação 108 na seção de turbina de baixa pressão 46. Tipicamente, esta será a borda de fuga do aerofólio 108.

[0082] A densidade de energia no motor de turbina a gás divulgado é muito maior do que no estado da técnica. Oito motores exemplares são mostrados abaixo que incorporam seções de turbina e sistemas e arquiteturas globais de acionamento do motor conforme estabelecido neste pedido e pode ser encontrado na Tabela I, como se segue: ________________________ TABELA 1 __________________________ [0083] Assim, em modalidades de exemplo, a densidade de potência seria maior ou igual a cerca de 1,5 lbf/in3. Mais estreitamente, a densidade de potência seria maior ou igual a cerca de 2,0 lbf/in3. Ainda mais estreitamente, a densidade de potência seria maior ou igual a cerca de 3,0 lbf/in3. Mais estreitamente, a densidade de potência é maior ou igual a cerca de 4,0 lbf/in3. Além disso, em modalidades, a densidade de potência é menor ou igual a cerca de 5,5 lbf/in3.

[0084] Motores feitos com a arquitetura divulgada e incluindo seções de turbina conforme estabelecido neste pedido e com modificações dentro do escopo desta divulgação, assim fornecem operação de eficiência muito alta e elevada eficiência de combustível e peso leve em relação à sua capacidade de empuxo.

[0085] Uma área de saída 112 é definida no local de saída para a turbina de alta pressão 54 e uma área de saída 110 é definida na saída 106 da turbina de baixa pressão 46. A redução de engrenagem 48 (mostrada na Figura 1) fornece uma faixa de diferentes velocidades de rotação da turbina de acionamento de ventilador a qual nesta modalidade de exemplo é a turbina de baixa pressão 46 e o ventilador 42 (Figura 1). Consequentemente, a turbina de baixa pressão 46 e, desse modo, o carretei de baixa 30, incluindo o compressor de baixa pressão 44, podem girar a uma velocidade muito alta. A operação da turbina de baixa pressão 46 e da turbina de alta pressão 54 pode ser avaliada olhando para uma quantidade de desempenho que é a área de saída para a respectiva seção de turbina multiplicada pela sua respectiva velocidade ao quadrado. Esta quantidade de desempenho ("PQ") é definida como: Equação 1: PQitp = (Aipt x ViPt2) Equação 2: PQhPt = (AhPt x VhPt2) onde Aipt é a área 110 da turbina de baixa pressão 46 na saída 106, Vipt é a velocidade da seção de turbina de baixa pressão; AhPt é a área da turbina de alta pressão 54 na saída 114 e em que VhPt é a velocidade da turbina de alta pressão 54.

[0086] Assim, uma razão da quantidade de desempenho para a turbina de baixa pressão 46 em comparação com a quantidade de desempenho para a turbina de alta pressão 54 é: Equação 3: (Aipt x ViPt2)/(AhPt x VhPt2) = PQitp/ PQhpt [0087] Em uma modalidade de turbina feita de acordo com o projeto acima, as áreas das turbinas de baixa e alta pressão 46, 54 são de 557,92 e 90,67 em2, respectivamente. Além disso, as velocidades da turbina de baixa e alta pressão 46, 54 são de 10.179 rpm e 24.346 rpm, respectivamente. Assim, utilizando as Equações 1 e 2 acima, as quantidades de desempenho para as turbinas de baixa e alta pressão de exemplo 46,54 são: Equação 1: PQitP = (Aipt x ViPt2) = (557,9 in2)(10179 rpm) 2 = 57805157673,9 in2rpm2 Equação 2: PQhpt = (AhPt x VhPt2) = (90,67 in2)(24.346 rpm)2 = 53742622009.72 in2rpm2 e usando a Equação 3 acima, a razão para a seção de turbina de baixa pressão para a seção de turbina de alta pressão é: Razão = PQitp/ PQhpt = 57805157673,9 in2 rpm2 / 53742622009.72 in2rpm2= 1,075 [0088] Em outra modalidade, a razão é maior que cerca de 0,5 e em outra modalidade a razão é maior que cerca de 0,8. Com as razões PQitp/ PQhpt na faixa de 0,5 a 1,5 um motor de turbina a gás em geral muito eficiente é conseguido. Mais estreitamente, razões PQitp/ PQhpt acima ou iguais a cerca de 0,8 proporciona eficiência de turbina a gás global elevada. Ainda mais estreitamente, razões PQitp / PQhpt acima ou iguais a 1,0 são ainda mais eficientes termodinamicamente e de uma permitem uma redução no peso que melhora a eficiência de queima de combustível da aeronave. Como resultado destas razões PQuP / PQhpt , em especial, a seção de turbina 28 pode ser feito muito menor do que na técnica anterior, tanto em diâmetro quanto em comprimento axial. Além disso, a eficiência do motor global é grandemente aumentada.

[0089] Com referência à Figura 11, porções do compressor de baixa pressão 44 e da turbina de baixa pressão 46 do carretei de baixa 30 são mostradas esquematicamente e incluem rotores 116 da turbina de baixa pressão 46 e rotores 132 do compressor de baixa pressão 44. Cada um dos rotores 116 inclui um raio de furo 122, um raio de disco vivo 124 e uma largura de furo 126 numa direção paralela ao eixo A. O rotor 116 suporta as pás da turbina 118 que giram em relação às palhetas da turbina 120. O compressor de baixa pressão 44 inclui rotores 132 incluindo um raio de furo 134, um raio de disco vivo 136 e uma largura de furo 138. O rotor 132 suporta as pás de compressor 128 que giram em relação às palhetas 130.

[0090] O raio do furo 122 é aquele raio entre uma superfície mais interna do furo e o eixo. O raio de disco vivo 124 é a distância radial do eixo de rotação A e uma porção do rotor suportando as pás de aerofólio. A largura de furo 126 do rotor, neste exemplo, é a maior largura do rotor e é disposta a uma distância radial espaçada do eixo A determinada para proporcionar propriedades de desempenho físico desejadas.

[0091] Os rotores para cada um do compressor de baixa 44 e da turbina de baixa pressão 46 giram a uma velocidade aumentada em comparação com configurações de carretei de baixa da técnica anterior. A forma geométrica incluindo o raio de furo, o raio de disco vivo e a largura de furo é determinada para proporcionar o desempenho de rotor desejado em vista das tensões mecânicas e térmicas selecionadas para serem impostas durante a operação. Com referência à Figura 12, com referência continuada à Figura 11, um rotor de turbina 116 é mostrado para ilustrar adicionalmente a relação entre o raio de furo 126 e o raio de disco vivo 124. Mais ainda, as relações divulgadas são fornecidas dentro de uma faixa conhecida de materiais comumente utilizados para construção de cada um dos rotores.

[0092] Por conseguinte, os atributos de desempenho elevado e desempenho são fornecidos por combinações desejáveis das características divulgadas dos vários componentes das modalidades de motor de turbina a gás descritas e divulgadas.

[0093] A Figura 13 mostra uma modalidade 200, em que há uma turbina de acionamento de ventilador 208 acionando um eixo 206 para, por sua vez, acionar um rotor de ventilador 202. Uma redução de engrenagem 204 pode ser posicionada entre a turbina de acionamento de ventilador 208 e o rotor de ventilador 202. Esta redução de engrenagem 204 pode ser estruturada e operar como a redução de engrenagem divulgada acima. Um rotor de compressor 210 é acionado por uma turbina de pressão intermediária 212 e um rotor de compressor de segundo estágio 214 é acionado por um rotor de turbina 216. Uma seção de combustão 218 é posicionada intermediária ao rotor de compressor 214 e a seção de turbina 216.

[0094] A Figura 14 mostra ainda outra modalidade 300 em que um rotor de ventilador 302 e um compressor de primeiro estágio 304 giram a uma velocidade comum. A redução de engrenagem 306 (que pode ser estruturada conforme divulgado acima) é intermediária ao rotor de compressor 304 e um eixo 308 que é conduzido por uma seção de turbina de baixa pressão.

[0095] As modalidades 200, 300 da Figura 13 ou 14 podem ser utilizadas com as características acima divulgadas.

[0096] Embora uma modalidade desta invenção tenha sido divulgada, um trabalhador versado na técnica reconhecerá que certas modificações virão dentro do escopo desta divulgação. Por essa razão, as seguintes reivindicações deverão ser estudadas para determinar o escopo desta divulgação.

REIVINDICAÇÕES

Claims (21)

1. Motor de turbina a gás, caracterizado pelo fato de que compreende: um ventilador incluindo uma pluralidade de pás de ventilador rotativas em tomo de um eixo de motor; uma seção de compressor; um combustor em comunicação de fluido com a seção de compressor; uma seção de turbina em comunicação de fluido com o combustor, a seção de turbina incluindo uma turbina de acionamento de ventilador e uma segunda turbina, em que a segunda turbina é disposta para vante da turbina de acionamento de ventilador e a turbina de acionamento de ventilador inclui uma pluralidade de estágios de turbina de acionamento de ventilador com uma razão entre o número de pás de ventilador e o número de estágios de turbina de acionamento de ventilador que é maior que cerca de 2,5; e um sistema de mudança de velocidade acionado pela turbina de acionamento de ventilador para girar o ventilador em torno do eixo de motor; em que a turbina de acionamento de ventilador tem uma primeira área de saída e é configurada para girar a uma primeira velocidade, a segunda seção de turbina tem uma uma segunda área de saída e é configurada para girar a uma segunda velocidade a qual é mais rápida que a primeira velocidade, em que a seção de turbina inclui um volume definido dentro de uma periferia interna e uma periferia externa entre uma borda de ataque de uma palheta mais a montante para uma borda de fuga de um aerofólio rotativo mais a jusante e é configurada para fornecer uma densidade de empuxo maior que 1,5 lbf/in3 e menor ou igual a 5,5 lbf/in3 no Empuxo de Decolagem ao Nível do Mar.

2. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e o ventilador e a turbina de acionamento de ventilador giram ambos numa primeira direção em tomo do eixo do motor e a segunda seção de turbina gira numa segunda direção oposta à primeira direção.

3. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e o ventilador, a turbina de acionamento de ventilador e a segunda seção de turbina giram todos numa primeira direção em tomo do eixo do motor.

4. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e em que o ventilador e a segunda turbina giram ambos numa primeira direção em torno do eixo do motor e a turbina de acionamento de motor gira numa segunda direção oposta à primeira direção.

5. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de mudança de velocidade compreende uma caixa de engrenagem e em que o ventilador é giratório numa primeira direção e a turbina de acionamento de ventilador e a segunda seção de turbina giram numa segunda direção oposta à primeira direção em torno do eixo do motor.

6. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de mudança de velocidade compreende uma redução de engrenagem tendo uma relação de transmissão maior que 2,3.

7. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido ventilador fornece uma porção de ar para um duto de derivação e uma porção de derivação sendo definida como a porção de ar fornecida para o duto de derivação dividida pela quantidade de ar fornecida para a seção de compressor, com a razão de derivação sendo maior que 6,0.

8. Motor de turbina a gás de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a razão de derivação é maior que 10,0.

9. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma razão de pressão de ventilador através do ventilador é menor que 1,5.

10. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido ventilador tem 26 ou menos pás.

11. Motor de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a referida seção de turbina de acionamento de ventilador tem até 6 estágios.

12. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão entre o número de pás de ventilador e o número de estágios de turbina de acionamento de ventilador é menor que 8,5.

13. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma razão de pressão através da turbina de acionamento de ventilador é maior que cerca de 5:1.

14. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo e o segundo conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma segunda conexão entre o segundo rotor a ré e o segundo eixo.

15. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo, e o segundo conjunto de mancai é disposto axialmente a vante de uma segunda conexão entre o segundo rotor a ré e o segundo eixo.

16. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo, e o segundo conjunto de mancai é disposto dentro do espaço anular definido entre o primeiro eixo e o segundo eixo.

17. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a turbina de acionamento de ventilador inclui um primeiro rotor a ré fixado a um primeiro eixo, a segunda turbina inclui um segundo rotor a ré fixado a um segundo eixo e um primeiro conjunto de mancai e um segundo conjunto de mancai são dispostos a ré do combustor, em que o primeiro conjunto de mancai é disposto axialmente a vante de uma primeira conexão entre o primeiro rotor a ré e o primeiro eixo e o segundo conjunto de mancai é disposto axialmente a ré de uma segunda conexão entre o segundo rotor a ré e o segundo eixo.

18. Motor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a turbina de acionamento de ventilador é uma de três rotores de turbina, enquanto os outros dois dos referidos rotores de turbina cada um aciona um rotor de compressor.

19. Motor de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a referida turbina de acionamento de ventilador aciona um rotor de compressor.

20. Motor de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o referido sistema de mudança de velocidade é posicionado intermediariamente a um rotor de compressor acionado pela referida seção de turbina de acionamento de ventilador e pelo referido ventilador.

21. Motor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o referido sistema de mudança de velocidade é posicionado intermediariamente à referida turbina de acionamento de ventilador e o referido rotor de compressor acionado pela referida turbina de acionamento de ventilador.