Test motori turbofan

[volfra]

Buongiorno a tutti.

 

Chiedo, a chi ha pazienza, di togliermi una curiosità.

 

Ho visto in Internet numerosi video di motori turbofan testati "da fermi" cioè all'interno di un hangar oppure in spazi aperti. In questo modo è possibile vedere il comportamento di accensione e messa sotto sforzo del motore (che tipicamente genera un movimento d'aria notevole).

 

Fin qui tutto bene e molto interessante.

 

Tuttavia, rendendomi conto che uno di quei motori di fatto sono capaci di enormi "spinte", sono a chiedere quali accorgimenti sono necessari per i test, in termini di "ancoraggio" a terra. Insomma, tutte le volte che ho potuto osservare uno di questi test, questi motori sembrano quasi "appoggiati", o quantomeno ancorati molto "alla leggera" a terra. Mi chiedo quale sforzo subìsce la struttura metallica sulla quale viene ancorato il motore e se non vi siano particolari accorgimenti che devono essere presi affinchè questo non vibri troppo, spezzi gli ancoraggi e si metta a muoversi come un missile.

 

Scusate la domanda ingenua, ma non ho mai trovato una chiara risposta. Immaginando che questi motori, sotto test e sotto sforzo, spingano parecchio, mi chiedo quali siano gli accorgimenti tecnici necessari.

 

Una risposta me la sono data: "si sposta il mezzo fluido, non il mezzo meccanico" in quanto questo è solidale col terreno e quindi fa "massa" con la terraferma (massa teoricamente infinita) rispetto alla massa d'aria spostata che a questo punto guadagna tutta la quantità di moto. Ma ho parecchi dubbi, soprattutto in termini di realizzazione tecnica di questi ancoraggi a terra.

 

Qualcuno ha la cortesia di spiegarmi?

 

Grazie

 

Francesco

[Flaggy]

Se ti riferisci a immagini come questa...

 

 

O questa...

 

 

O anche questa...

Beh, direi che le strutture cui sono vincolati i motori non sembrano affatto esili, anzi, son fatte di tubolari d'acciaio ben massicci e imbullonati a terra.

Di sicuro non serve "stritolare" il motore in una morsa per tenerlo fermo.

Il motore è anzi collegato alle strutture di test usando anche gli stessi attacchi con cui è normalmente vincolato alla struttura del velivolo.

Questi a loro volta possono sembrare esili, ma in aeronautica tutto segue precisi calcoli stutturali e quei pochi attacchi comunque sono in grado di trasferire forze di tonnellate alle ordinate della struttura del velivolo.

Nell'immagine qui sotto l'EJ-200 del Typhoon è collegato alla struttura (in questo caso di esposizione) sfruttando alcuni dei vincoli usati anche nei test, ma uno dei supporti principali usato per installarlo nell'aereo è in questo caso inutilizzato ed è uno dei due perni (il secondo da sinistra) che sbuca da sopra in un punto opportunamente irrobustito dell'involucro esterno.

 

 

Edited July 7, 2014 by Flaggy

[Takumi_Fujiwara]

Nei punti in cui la struttura esterna è "reticolare" invece che liscia sono i punti di maggior pressione interna? (Ad occhio mi sembra di capire che sia dallo stadio ad alta pressione in poi). Il fatto che si interrompa prima dell'ugello significa che da quel punto non c'è più una pressione interna così forte?

Mi sarei aspettato che ricomparisse dato che lì, nella zona posteriore "liscia", c'è un convergente-divergente per aumentare di nuovo la velocità dei gas d'uscita. In soldoni... Anche con un convergente-divergente non si riesce più a raggiungere le pressioni subito a valle della camera di combustione?

 

Ammetto che son domande ingenue o forse senza senso eh,ma non ne so niente.

Edited July 16, 2014 by Takumi_Fujiwara

[Flaggy]

^{In realtà l’involucro esterno è in contatto con il flusso di by pass e quindi relativamente poco compresso.}

^{E’ l’involucro interno coassiale a essere in contatto con le pressioni e le temperature maggiori del flusso caldo che attraversa il compressore di alta pressione, la camera di combustione e le due turbine.}

^{I due flussi restano separati fino all’ugello dove finalmente si riuniscono.}

^{La “rete” più che a tenere la pressione, serve a mantenere l’involucro del motore più rigido e più leggero possibile nonostante le sollecitazioni meccaniche e termiche che comunque subisce.}

^{Quanto alla pressione nella zona posteriore, questa cala fin dall’uscita dalla camera di combustione.}

^{Scopo del convergente-divergente è proprio quello di riportarla ai valori di quella esterna espandendo i gas e trasformando in energia cinetica il residuo delta di pressione ancora presente dopo l’espansione e il prelevamento di energia da parte dei due stadi della turbina.}