BR102016028946A2 - Gas turbine motors - Google Patents

Description

“MOTORES DE TURBINA A GÁS” Campo da Invenção [001] A presente matéria refere-se, de modo geral, a um motor de turbina a gás.

Antecedentes da Invenção [002] Os motores turbofan incluem, de modo geral, um ventilador e um núcleo dispostos em comunicação fluida entre si. O núcleo do motor turbofan inclui, de modo geral, em ordem de fluxo em série, uma seção de compressor, uma seção de combustão, uma seção de turbina e uma seção de escape. Em operação, o ar fornecido ao núcleo flui através da seção de compressor onde um ou mais compressores axiais comprimem progressivamente o ar até que o mesmo alcance a seção de combustão. O combustível é misturado com o ar comprimido e queimado dentro da seção de combustão para fornecer gases de combustão. Os gases de combustão são encaminhados da seção de combustão para a seção de turbina. O fluxo de gases de combustão através da seção de turbina aciona a seção de turbina e é, então, encaminhado através da seção de escape, por exemplo, para a atmosfera.

[003] O ventilador inclui, em geral, uma pluralidade de pás de ventilador giratórias que geram um fluxo de ar. Uma primeira porção do fluxo de ar sobre o ventilador pode ser fornecida para o núcleo e uma segunda porção de ar sobre o ventilador pode fluir além do núcleo através de uma passagem de desvio (definida entre o núcleo e um conjunto de nacela externo).

[004] Pode ser benéfico incluir um sistema reversor de empuxo dentro do conjunto de nacela, que pode aumentar, em geral, um comprimento do conjunto de nacela. Quando operado, o sistema reversor de empuxo pode reverter um fluxo de ar através da passagem de desvio para criar uma quantidade de empuxo reverso para o motor de turbina a gás. Além disso, pode ser benéfico aumentar o diâmetro das pás de ventilador, de modo que o ventilador possa ser operado em uma razão de pressão relativamente baixa ao mesmo tempo que fornece uma quantidade desejada de empuxo. Contudo, os inventores da presente revelação constataram que o conjunto de nacela mais longo pode criar uma quantidade desejada de arrasto, especialmente com um ventilador relativamente grande, o que pode, desse modo, aumentar uma quantidade de queima de combustível. Consequentemente, um motor de turbina a gás que tem um conjunto de nacela relativamente curto, em comparação com um comprimento do motor de turbina a gás, seria benéfico. Mais especificamente, um motor de turbina a gás que tem um ventilador que define uma razão de pressão de ventilador relativamente baixa e inclui um conjunto de nacela relativamente curto seria particularmente útil.

Breve Descrição da Invenção [005] Os aspectos e as vantagens da invenção serão estabelecidos em parte na descrição a seguir, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[006] Em uma realização exemplificativa da presente revelação, um motor de turbina a gás é fornecido. O motor de turbina a gás inclui um ventilador e um núcleo em comunicação fluida com o ventilador. O núcleo inclui uma turbina mais traseira, e a turbina mais traseira inclui um estágio mais traseiro de pás de rotor. O motor de turbina a gás inclui também um conjunto de nacela que tem um sistema reversor de empuxo translacional e giratório e que envolve o ventilador e pelo menos uma porção do núcleo. O conjunto de nacela inclui adicionalmente um rebordo dianteiro e um bordo traseiro, e define um comprimento de conjunto de nacela entre o rebordo dianteiro e o bordo traseiro. O motor de turbina a gás define um comprimento de motor entre o rebordo dianteiro do conjunto de nacela e o estágio mais traseiro de pás de rotor da turbina mais traseira. Uma razão do comprimento de motor em relação ao comprimento de conjunto de nacela é maior do que cerca de 0,5 e menor do que cerca de 1.

[007] Em outra realização exemplificativa da presente revelação, um motor de turbina a gás é fornecido. O motor de turbina a gás inclui um ventilador que tem uma pluralidade de pás de ventilador. A pluralidade de pás de ventilador define um diâmetro de ventilador. O motor de turbina a gás inclui também um núcleo, em comunicação fluida com o ventilador, e um conjunto de nacela. O conjunto de nacela inclui um sistema reversor de empuxo translacional e giratório e envolve o ventilador e pelo menos uma porção do núcleo. O conjunto de nacela inclui adicionalmente um bordo traseiro e define um diâmetro interno no bordo traseiro. O motor de turbina a gás define uma razão do diâmetro interno do conjunto de nacela no bordo traseiro em relação ao diâmetro de ventilador de pelo menos cerca de 0,9.

[008] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão mais bem compreendidos com referência à descrição a seguir e às reivindicações anexas. As figuras anexas, que são incorporadas e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram realizações da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

Breve Descrição das Figuras [009] Uma revelação completa e viabilizadora da presente invenção, que inclui o melhor modo da mesma, destinada a um indivíduo de habilidade comum na técnica, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às Figuras anexas, nas quais: [010] A Figura 1 é uma vista em corte transversal esquemática de um motor de turbina a gás exemplificativo de acordo com várias modalidades da presente matéria, que tem um sistema reversor de empuxo em uma posição completamente alojada.

[011] A Figura 2 é uma vista em corte transversal esquemática do motor de turbina a gás exemplificativo da Figura 1, que tem o sistema reversor de empuxo exemplificativo em uma posição completamente desdobrada.

Descrição Detalhada da Invenção [012] Agora, será feita referência em detalhes às presentes realizações da invenção, em que um ou mais exemplos das mesmas são ilustrados nas figuras anexas. A descrição detalhada usa designações numéricas e de letras para indicar as funções nas figuras. As designações semelhantes ou iguais nas figuras e na descrição foram usadas para se referir às partes semelhantes ou iguais da invenção. Conforme usado no presente documento, os termos “primeiro”, “segundo” e “terceiro” podem ser usados alternadamente para distinguir os componentes entre si, e não se destinam a significar uma localização ou uma importância dos componentes individuais. Os termos “a montante” e “a jusante” se referem à direção relativa em relação ao fluxo de fluido em uma passagem de fluido. Por exemplo, “a montante” se refere à direção a partir da qual o fluido flui, e “a jusante” se refere à direção para a qual o fluido flui.

[013] Referindo-se agora às figuras, em que numerais idênticos indicam os mesmos elementos ao longo das Figuras, a Figura 1 é uma vista em corte transversal esquemática de um motor de turbina a gás de acordo com uma realização exemplificativa da presente revelação. Mais particularmente, para a realização da Figura 1, o motor de turbina um gás é um motor a jato turbofan de alto desvio 10, denominado no presente documento como “motor turbofan 10”. Conforme mostrado na Figura 1, o motor turbofan 10 define uma direção axial A (que se estende paralela a uma linha central longitudinal 12 fornecida como referência) e uma direção radial R. O motor turbofan 10 pode definir também uma direção circunferencial (não mostrada) que se estende circunferencialmente em torno da direção axial A. Em geral, o turbofan 10 inclui uma seção de ventilador 14 e um motor de núcleo 16 dispostos a jusante da seção de ventilador 14.

[014] O motor de núcleo exemplificativo 16 retratado é em geralmente envolvido dentro de um invólucro externo substancialmente tubular 18 que define uma entrada anular 20. O invólucro externo 18 encerra, em relação de fluxo em série, uma seção de compressor que inclui um compressor de reforço ou de baixa pressão (LP) 22 e um compressor de alta pressão (HP) 24; uma seção de combustão 26; uma seção de turbina que inclui uma turbina de alta pressão (HP) 28 e uma turbina de baixa pressão (LP) 30; e uma seção de bocal de escape de jato 32. Uma haste ou bobina de alta pressão (HP) 34 conecta por meio de acionamento a turbina de HP 28 ao compressor de HP 24. Uma haste ou bobina de baixa pressão (LP) 36 conecta por meio de acionamento a turbina de LP 30 ao compressor de LP 22. A seção de compressor, a seção de combustão 26, a seção de turbina e a seção de bocal 32 definem, juntas, uma trajetória de fluxo de ar de núcleo 37 através das mesmas.

[015] Para a realização retratada, a seção de ventilador 14 inclui um ventilador de passo variável 38 que tem uma pluralidade de pás de ventilador 40. As pás de ventilador 40 são giratórias em torno do eixo geométrico longitudinal 12 pela haste de LP 36 através de uma caixa de marchas de potência 44. A caixa de marchas de potência 44 inclui uma pluralidade de engrenagens para reduzir a velocidade rotacional da haste de LP 36 para uma velocidade rotacional de ventilador mais eficiente. Adicionalmente, cada uma dentre a pluralidade de pás de ventilador 40 é giratória em torno de eixos geométricos de passo respectivos P por um mecanismo de mudança de passo 46.

[016] Referindo-se ainda à realização exemplificativa da Figura 1, o disco 42 é coberto pelo cubo frontal giratório 48 aerodinamicamente contornado para promover um fluxo de ar através da pluralidade de pás de ventilador 40. Adicionalmente, o motor turbofan exemplificativo 10 inclui um conjunto de nacela anular 50 que cerca de modo circunferencial o ventilador 38 e pelo menos uma porção do motor de núcleo 16. O conjunto de nacela 50 é sustentado em relação ao motor de núcleo 16 por uma pluralidade de aletas de guia de saída circunferencialmente espaçadas 52. Além disso, uma porção do conjunto de nacela 50 se estende sobre uma porção externa do invólucro 18 de modo a definir uma passagem de fluxo de ar de desvio 56 entre as mesmas. Conforme será discutido em maiores detalhes abaixo, o conjunto de nacela 50 inclui adicionalmente um sistema reversor de empuxo translacional e giratório 100, que é retratado em uma posição completamente alojada na Figura 1.

[017] Durante a operação do motor de turbofan 10, um volume de ar 58 entra no turbofan 10 através de uma entrada associada 60 da nacela 50 e/ou da seção de ventilador 14. À medida que o volume de ar 58 passa através das pás de ventilador 37, uma primeira porção do ar 58, conforme indicado pelas setas 62, é direcionada ou encaminhada para a passagem de fluxo de ar de desvio 56, e uma segunda porção do ar 58, conforme indicado pela seta 64, é direcionada ou encaminhada para a passagem de fluxo de ar de núcleo 42, ou, mais especificamente, para o compressor de LP 22. A razão entre a primeira porção de ar 62 e a segunda porção de ar 64 é comumente conhecida como razão de desvio. A pressão da segunda porção de ar 64 é, então, aumentada à medida que a mesma é encaminhada através do compressor de alta pressão (HP) 24. Então, a segunda porção de ar 64 flui para a seção de combustão 26, onde a mesma é misturada com combustível e queimada para fornecer gases de combustão 66.

[018] Os gases de combustão 66 são encaminhados através da turbina de HP 28 onde uma porção de energia térmica e/ou cinética dos gases de combustão 66 é extraída através dos estágios sequenciais de aletas de estator de turbina de HP 68 que são acopladas ao invólucro externo 18 e pás de rotor de turbina de HP 70 que são acopladas à haste ou bobina de HP 34, o que faz com que a haste ou bobina de HP 34 gire e, desse modo, dê apoio à operação do compressor de HP 24. Os gases de combustão 66 são, então, encaminhados através da turbina de LP 30, onde uma segunda porção de energia térmica e cinética é extraída dos gases de combustão 66 por meio de estágios sequenciais de aletas de estator de turbina de LP 72, que são acopladas ao invólucro externo 18, e de pás de rotor de turbina de LP 74, que são acopladas ao eixo ou bobina de LP 36, o que faz com que a haste ou bobina de LP 36 gire e, desse modo, dê apoio à operação do compressor de LP 22 e/ou à rotação do ventilador 38.

[019] Os gases de combustão 66 são subsequentemente encaminhados através da seção de bocal de escape de jato 32 do motor de núcleo 16 para fornecer empuxo propulsor. De modo simultâneo, a pressão da primeira porção de ar 62 é substancialmente aumentada à medida que a primeira porção de ar 62 é encaminhada através da passagem de fluxo de ar de desvio 56 antes que a mesma seja exaurida de uma seção de escape de bocal de ventilador 76 do turbofan 10 que também fornece empuxo propulsor. A turbina de HP 28, a turbina de LP 30 e a seção de bocal de escape de jato 32 definem, pelo menos parcialmente, uma trajetória de gás quente 78 para encaminhar os gases de combustão 66 através do motor de núcleo 16.

[020] Referindo-se, ainda, à Figura 1, e agora também à Figura 2, em que se retrata o motor turbofan exemplificativo 10 com o sistema reversor de empuxo 100 na posição completamente desdobrada, o conjunto de nacela 50 do motor turbofan 10 inclui, em geral, um conjunto de entrada 102, uma carenagem de ventilador 104, uma carenagem translacional (transcarenagem) 106 que é deslizável em relação à carenagem de ventilador 104, e o sistema reversor de empuxo translacional e giratório 100. O conjunto de entrada 102 é posicionado em uma extremidade dianteira do conjunto de nacela 50, e a carenagem de ventilador 104 é posicionada na traseira do conjunto de entrada 102 e circunda pelo menos parcialmente o ventilador 38. Conforme retratado, a transcarenagem 106 é a seção mais traseira do conjunto de nacela 50, localizada na traseira da carenagem de ventilador 104 e que circunscreve o invólucro externo 18 do motor de núcleo 16.

[021 j Além disso, o sistema reversor de empuxo 100 inclui, em geral, um sistema de cascata 112. Quando na posição completamente alojada (Figura 1), o sistema de cascata 112 é alojado pelo menos parcialmente dentro da carenagem de ventilador 104 e transcarenagem 106, sendo que a transcarenagem 106 é posicionada adjacente à carenagem de ventilador 104. Em contrapartida, quando na posição completamente desdobrada (Figura 2), o sistema de cascata 112 é posicionado pelo menos parcialmente na passagem de desvio 56 e a transcarenagem 106 é posicionada longe da carenagem de ventilador 104, definindo uma abertura 113 entre os mesmos. Mais especificamente, conforme retratado, quando o sistema reversor de empuxo 100 está na posição completamente alojada (Figura 1), o sistema de cascata 112 está completamente envolvido dentro da carenagem de ventilador 104 e da transcarenagem 106 (isto é, dentro do conjunto de nacela 50). Em contrapartida, quando o sistema reversor de empuxo 100 está na posição completamente desdobrada (Figura 2), o sistema de cascata 112 se estende substancialmente através de uma largura radial da passagem de desvio 56 e redireciona um fluxo de ar da passagem de desvio 56 através da abertura 113 para gerar empuxo reverso.

[022] Conforme mencionado, o sistema reversor de empuxo 100 é um sistema reversor de empuxo translacional e giratório 100. Consequentemente, o sistema reversor de empuxo 100 é configurado para transladar e girar quando movido da posição completamente alojada para a posição completamente desdobrada. Mais particularmente, para a realização retratada, a transcarenagem 106 e o sistema de cascata 112 são configurados para transladar ao longo da direção axial A quando movidos da posição completamente alojada para a posição completamente desdobrada, e o sistema de cascata 112 é configurado adicionalmente para girar para dentro ao longo da direção radial R quando movido da posição completamente alojada para a posição completamente desdobrada. Por exemplo, o sistema de cascata 112 pode ser fixado de modo giratório a um anel anular em uma extremidade dianteira e fixado de modo pivotante a um ou mais braços de ligação (os braços de ligação, por sua vez, são fixados de modo pivotante ao motor de núcleo 16), de modo que o sistema de cascata 112 translade axialmente, em que o mesmo é também girado para dentro ou para fora da passagem de desvio 56.

[023] Deve ser observado, contudo, que em outras realizações exemplificativas, o sistema reversor de empuxo 100 pode não ser configurado como um sistema reversor de empuxo translacional e giratório, e em vez disso, pode simplesmente ser, por exemplo, um reversor de empuxo translacional. Em tal realização, o sistema de cascata 112 e/ou a transcarenagem 106 podem transladar ao longo da direção axial A quando movidos da posição completamente alojada para a posição completamente desdobrada, e uma pluralidade, por exemplo, de portas bloqueadoras pode ser simultaneamente desdobrada ou retraída para forçar o ar através do sistema de cascata 112.

[024] Embora não retratado, o sistema reversor de empuxo 100 pode incluir um ou mais conjuntos de atuação para mover o sistema reversor de empuxo 100 entre a posição completamente alojada e a posição completamente desdobrada. Os conjuntos de atuação podem ser de qualquer tipo adequado, e podem ser acionados, por exemplo, por motores pneumáticos, hidráulicos ou elétricos. Além disso, os conjuntos de atuador podem ser, por exemplo, espaçados circunferencialmente dentro do conjunto de nacela 50. Adicionalmente, conforme discutido acima, em pelo menos certas realizações exemplificativas, o sistema reversor de empuxo 100 pode incluir uma série de braços de ligação que se estende entre o sistema de cascata 112 e o motor de núcleo 16 para pivotar o sistema de cascata 112 para dentro da passagem de desvio 56 quando o sistema reversor de empuxo 100 é movido para a posição completamente desdobrada. Alternativamente, o sistema reversor de empuxo 100 pode ser movido para a posição completamente desdobrada de qualquer outra maneira adequada.

[025] Notavelmente, à medida que o sistema de cascata 112 é alojado pelo menos parcialmente dentro da carenagem de ventilador 104 quando na posição completamente alojada (e desliza/translada para a posição desdobrada), a inclusão do sistema de cascata 112 pode não adicionar a um comprimento axial geral do conjunto de nacela 50. Por exemplo, o conjunto de nacela exemplificativo 50 retratado inclui um rebordo dianteiro 114 e um bordo traseiro 116. Notavelmente, a entrada 60 do conjunto de nacela 50 exemplificativo retratado define um ângulo pequeno em relação à direção radial R. Consequentemente, conforme usado no presente documento, o termo “rebordo dianteiro” com referência ao conjunto de nacela 50 se refere ao ponto mais dianteiro do conjunto de nacela 50.

[026] O conjunto de nacela 50 define adicionalmente um comprimento de conjunto de nacela Ln entre o rebordo dianteiro 114 e o bordo traseiro 116. Para a realização retratada, o comprimento de conjunto de nacela Ln é definido ao longo da direção axial A entre o rebordo dianteiro 114 e o bordo traseiro 116 do conjunto de nacela 50 quando o sistema reversor de empuxo 100 está em uma posição completamente alojada.

[027] Referindo-se ainda às Figuras 1 e 2, o motor turbofan 10 define um comprimento de motor Le entre rebordo dianteiro 114 do conjunto de nacela 50 e um estágio mais traseiro de pás de rotor de uma turbina mais traseira da seção de turbina. Mais especificamente, para a realização retratada, o estágio mais traseiro de pás de rotor da turbina mais traseira é um estágio mais traseiro 118 de pás de rotor da turbina de LP 30.

[028] Conforme discutido previamente, o conjunto de nacela 50 do motor turbofan exemplificativo 10 é um conjunto de nacela relativamente curto 50. Especificamente, o motor turbofan exemplificativo 10 retratado define uma razão (Ln:Le) de comprimento de conjunto de nacela Ln em relação ao comprimento de motor Le maior do que cerca de 0,5 e menor do que cerca de 1. Mais especificamente, o motor turbofan exemplificativo 10 retratado define uma razão (Ln:Le) de comprimento de motor Le em relação ao comprimento de conjunto de nacela Ln maior do que cerca de 0,6 e menor do que cerca de 0,8. Deve ser observado que, conforme usado no presente documento, termos de aproximação, tais como “cerca de” ou “aproximadamente”, se referem a estar dentro de uma margem de 10% de erro.

[029] Referindo-se ainda às Figuras 1 e 2, o ventilador do motor turbofan 10 é um ventilador de razão de pressão relativamente baixa. Especificamente, o motor turbofan exemplificativo 10 retratado tem um ventilador relativamente grande 38 que gira em uma velocidade relativamente baixa. Por exemplo, o ventilador 38 da realização exemplificativa retratada define uma razão de pressão de ventilador durante a operação de pico de menos do que cerca de 1,4. Conforme usado no presente documento, o termo “operação de pico” se refere a uma condição de operação de motor em que o ventilador 38 esteja operando em uma velocidade rotacional máxima.

[030] Adicionalmente, conforme retratado, a pluralidade de pás de ventilador 40 do ventilador 38 juntas define um diâmetro de ventilador Df geralmente ao longo da direção radial R. Adicionalmente, o conjunto de nacela 50 define um diâmetro interno Dn no bordo traseiro 116 do conjunto de nacela 50. O motor turbofan 10 retratado define uma razão (Dn:Df) do diâmetro interno Dn do conjunto de nacela 50 no bordo traseiro 116 em relação ao diâmetro de ventilador Df de pelo menos 0,95. Por exemplo, em certas realizações exemplificativas, o motor turbofan 10 pode definir uma razão (Dn:Df) do diâmetro interno Dn do conjunto de nacela 50 no bordo traseiro 116 em relação ao diâmetro de ventilador Df de pelo menos 1,0 ou de pelo menos 1,05.

[031 j Ainda adicionalmente, para o motor turbofan exemplificativo 10 retratado, o conjunto de nacela 50 define uma razão (Ln:Dn) do comprimento de conjunto de nacela Ln em relação ao diâmetro interno Dn do conjunto de nacela 50 no bordo traseiro 116 menor do que cerca de 3,0; tal como menor do que cerca de 2,5; menor do que cerca de 2,0; ou menor do que 1.45. De modo similar, o conjunto de nacela 50 pode definir uma razão similar (Ln:Df) do comprimento de conjunto de nacela Ln em relação ao diâmetro de ventilador Df. A razão (Ln:Df) pode ser também menor do que cerca de 3,0; tal como menor do que cerca de 2,5; menor do que cerca de 2,0; ou menor do que 1.45.

[032] Os inventores da presente revelação constataram que um motor turbofan 10 que inclui um ventilador 38 e o conjunto de nacela 50 de acordo com a presente revelação pode resultar em uma quantidade diminuída de arrasto durante a operação, ao mesmo tempo que se produz ainda uma quantidade desejada de empuxo. Por exemplo, um conjunto de nacela 50 de acordo com a presente revelação, em conjunto com um ventilador 38 de acordo com a presente revelação, pode permitir que o motor turbofan 10 opere o ventilador 38 em uma velocidade relativamente baixa, ao mesmo tempo que gera eficientemente uma quantidade desejada de empuxo. O conjunto de nacela relativamente curto 50 pode ser longo o suficiente para canalizar um fluxo de ar através da passagem de desvio 56 para produzir uma quantidade desejada de empuxo, sem incorrer em uma quantidade indesejável de quantidade de arrasto. Ademais, um conjunto de nacela 50 de acordo com um ou mais aspectos da presente revelação pode fornecer os benefícios descritos no presente documento ao mesmo tempo que permite que o motor turbofan gere uma quantidade de empuxo reverso com o uso de um sistema reversor de empuxo contido dentro do conjunto de nacela.

[033] Referindo-se ainda às Figuras 1 e 2, deve ser observado que o motor turbofan exemplificativo 10 retratado é configurado como um motor turbofan montado em núcleo. Mais especificamente, para a realização retratada, o motor turbofan 10 é montado debaixo de uma asa 120 de uma aeronave (não mostrada) através do um ou mais tirantes 122 que se estendem da asa 120 diretamente para o núcleo 16. Tal configuração pode auxiliar no fornecimento do motor turbofan 10 com um conjunto de nacela 50 de acordo com um ou mais aspectos exemplificativos descritos no presente documento. Especificamente, montando-se o motor turbofan 10 à asa 120 através do um ou mais tirantes 122 fixados diretamente ao núcleo 16 do motor turbofan 10, pode não ser necessário que o conjunto de nacela 50 carregue uma carga estrutural do núcleo 16 do motor turbofan 10 durante a operação do motor turbofan 10. Adicionalmente, a inclusão do conjunto de nacela 50 de acordo com um ou mais aspectos da presente revelação pode permitir a montagem de núcleo do motor de turbofan 10. Especificamente, um motor turbofan 10 de acordo com a presente revelação pode ter um conjunto de nacela mais curto 50 em relação a um comprimento do núcleo 16, de modo que uma quantidade suficiente do núcleo 16 seja exposta para montar à asa 120.

[034] Deve ser observado, contudo, que o motor turbofan exemplificativo 10 descrito nas Figuras 1 e 2 é fornecido como exemplo apenas e que nas outras realizações exemplificativas, o motor turbofan 10 pode ter qualquer outra configuração adequada. Por exemplo, nas realizações exemplificativas, o ventilador 38 do motor turbofan 10 pode ser configurado como um ventilador de passo fixo de modo que a pluralidade de pás de ventilador 40 não seja giratória em torno dos eixos geométricos de passo respectivos P e o motor turbofan 10 não inclua o mecanismo de mudança de passo 46. Adicionalmente, ainda em outras realizações exemplificativas, o motor turbofan 10 pode não ser configurado como um motor de turbina a gás engrenado, de modo que o motor turbofan 10 possa não incluir a caixa de marchas de potência 44 mecanicamente acoplada à haste de LP 36 para o ventilador 38. Além disso, ainda em outras realizações exemplificativas, o motor turbofan 10 pode não ser um motor turbofan montado em núcleo 10, e, em vez disso, pode ser configurado para ser montado a uma asa 120 de uma aeronave através do um ou mais tirantes 122 que se estendem para e/ou através do conjunto de nacela 50. Adicionalmente, ainda em outras realizações exemplificativas, qualquer outro sistema reversor de empuxo 100 adequado pode ser incluído com o conjunto de nacela 50. Ainda adicionalmente, nas realizações exemplificativas, o motor turbofan 10 pode incluir um bocal de área de ventilador variável. Mais especificamente, o conjunto de nacela 50 pode ser configurado para se expandir, em geral, ao longo da direção radial R em uma extremidade traseira durante certas operações para aumentar uma área em corte transversal eficaz do bocal 76.

[035] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, inclusive o melhor modo, e também para permitir que qualquer indivíduo versado na técnica pratique a invenção, inclusive, que faça e use quaisquer dispositivos ou sistemas e realize quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorreram àqueles indivíduos versados na técnica. Tais outros exemplos estão destinados a serem abrangidos pelo escopo das reivindicações caso incluam elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou caso incluam elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Lista de Componentes 10 Motor a Jato Turbofan 12 Linha Central Longitudinal ou Axial 14 Seção de Ventilador 16 Motor de Turbina de Núcleo 18 Invólucro Externo 20 Entrada 22 Compressor de Baixa Pressão 24 Compressor de Alta Pressão 26 Seção de Combustão 28 Turbina de Alta Pressão 30 Turbina de Baixa Pressão 32 Seção de Escape de Jato 34 Eixo/Bobina de Alta Pressão 36 Eixo/Bobina de Baixa Pressão 37 Trajetória de Fluxo de Ar de Núcleo 38 Ventilador 40 Pás 42 Disco 44 Caixa de Engrenagens de Potência 46 Mecanismo de Mudança de Passo 48 Nacela 50 Invólucro ou Nacela de Ventilador 52 Aleta de Guia de Saída 54 Seção a Jusante 56 Passagem de Fluxo de Ar de Desvio 58 Ar 60 Entrada 62 Primeira Porção de Ar 64 Segunda Porção de Ar 66 Gases de Combustão 68 Aleta de Estator 70 Pá de Rotor de Turbina 72 Aleta de Estator 74 Pá de Rotor de Turbina 76 Seção de Escape de Bocal de Ventilador 78 Trajetória de Gás Quente 100 Sistema Reversor de Empuxo 102 Conjunto de Entrada 104 Capota de Ventilador 106 Capota Translacional 112 Sistema de Cascata 113 Abertura 114 Rebordo Dianteiro 116 Bordo Traseiro 118 Estágio Mais Traseiro 120 Asa 122 Tirante DF Diâmetro de Ventilador DN Diâmetro de Nacela LN Comprimento de Nacela LE Comprimento de Motor Reivindicações

Claims (10)

1. MOTOR DE TURBINA A GÁS caracterizado pelo fato de que compreende: um ventilador (38); um núcleo (16) em comunicação fluida com o ventilador (38), sendo que o núcleo (16) compreende uma turbina mais traseira, e a turbina mais traseira compreende um estágio mais traseiro de pás de rotor; e um conjunto de nacela (50) que compreende um sistema reversor de empuxo translacional e giratório (100) e que envolve o ventilador (38) e pelo menos uma porção do núcleo (16), sendo que o conjunto de nacela (50) compreende adicionalmente um rebordo dianteiro (114) e um bordo traseiro (116) e define um comprimento de conjunto de nacela (LN) entre o rebordo dianteiro (114) e o bordo traseiro (116), sendo que o motor de turbina a gás define um comprimento de motor (LE) entre o rebordo dianteiro (114) do conjunto de nacela (50) e o estágio mais traseiro de pás de rotor da turbina mais traseira, sendo que a razão do comprimento de motor (LE) em relação ao comprimento de conjunto de nacela (LN) é menor do que cerca de 1.

2. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ventilador (38) define uma razão de pressão de ventilador de menos do que cerca de 1,4 durante a operação de pico.

3. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a turbina mais traseira é uma turbina de baixa pressão (28).

4. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema reversor de empuxo (100) inclui um sistema de cascata (112) móvel entre uma posição completamente alojada e uma posição completamente desdobrada, em que o sistema de cascata (112) é completamente envolvido no conjunto de nacela (50) quando na posição completamente alojada.

5. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema reversor de empuxo (100) é móvel entre uma posição completamente alojada e uma posição completamente desdobrada, e em que o comprimento de conjunto de nacela (LN) é definido entre o rebordo dianteiro (114) e o bordo traseiro (116) quando o sistema reversor de empuxo (100) está na posição completamente alojada.

6. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ventilador (38) compreende uma pluralidade de pás de ventilador (40) que define um diâmetro de ventilador (DF), em que o conjunto de nacela (50) define um diâmetro interno (DF) no bordo traseiro (116), e em que o motor de turbina a gás define uma razão do diâmetro interno (DF) do conjunto de nacela (50) no bordo traseiro (116) em relação ao diâmetro de ventilador (DF) de pelo menos cerca de 0,9.

7. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de nacela (50) define um diâmetro interno (DF) no bordo traseiro (116), e em que o conjunto de nacela (50) define uma razão de comprimento de conjunto de nacela (LN) em relação ao diâmetro interno (DF) do conjunto de nacela (50) no bordo traseiro (116) menor do que cerca de três.

8. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ventilador (38) é um ventilador de passo variável.

9. MOTOR DE TURBINA A GÁS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor de turbina a gás é um motor de turbina a gás montado em núcleo.

10. MOTOR DE TURBINA A GÁS caracterizado pelo fato de que compreende: um ventilador (38) que compreende uma pluralidade de pás de ventilador (40), sendo que a pluralidade de pás de ventilador (40) define um diâmetro de ventilador (DF); um núcleo (16) em comunicação fluida com o ventilador (38); e um conjunto de nacela (50) que compreende um sistema reversor de empuxo translacional e giratório (100) e que envolve o ventilador (38) e pelo menos uma porção do núcleo (16), sendo que o conjunto de nacela (50) compreende um bordo traseiro (116) e define um diâmetro interno (DF) no bordo traseiro (116), sendo que o motor de turbina a gás define uma razão do diâmetro interno (DF) do conjunto de nacela (50) no bordo traseiro (116) em relação ao diâmetro de ventilador (DF) de pelo menos cerca de 0,9.