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Un Modelo de Deterioro del Motor para Predecir el Impacto en el Consumo de Combustible en una Aeronave Regional

Autores: Gurrola Arrieta, Manuel de Jesús; Botez, Ruxandra M.; Lasne, Axel

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un Modelo de Deterioro del Motor para Predecir el Impacto en el Consumo de Combustible en una Aeronave Regional


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Modelo de ciclo de deterioro
Pérdidas de eficiencia en turbomaquinaria
Margen de temperatura entre turbinas
Impacto en el consumo de combustible
Deterioro del motor
Consumo de combustible.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 39

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se presenta un modelo de ciclo de deterioro, diseñado para considerar las pérdidas de eficiencia de la turbomaquinaria que se esperan durante las operaciones en servicio de un motor real. El modelo de ciclo se desarrolló utilizando información de la experiencia práctica encontrada en la literatura para tener en cuenta tanto los efectos de deterioro a corto como a largo plazo; los primeros ocurren durante los primeros ciclos de vuelo, los últimos debido a la operación regular en servicio. Este documento destaca la importancia de analizar el margen de temperatura interturbina para rastrear el deterioro del motor y determinar la extensión de la vida útil de un motor en servicio. El modelo propuesto se utilizó para evaluar el impacto en el consumo de combustible en la aeronave regional CRJ-700 (impulsada por dos motores CF34-8C5B1) para tres misiones representativas: corta (0.4 h), media (1.4 h) y larga (2.5 h), considerando diferentes niveles de deterioro del motor, desde el nivel de motor nuevo hasta completamente deteriorado. El consumo de combustible en el nivel de motor nuevo (cero deterioro) se validó contra un modelo de motor en tiempo real integrado en un simulador de vuelo Level-D, el llamado Simulador de Vuelo de Investigación Virtual ubicado en el Laboratorio de Investigación Aplicada en Control Activo, Aviónica y AeroServoElasticidad. Los errores encontrados en esta validación para el consumo de combustible de la misión de viaje en las misiones corta, media y larga fueron -3.6, +0.9 y +0.6%, respectivamente. Las predicciones del modelo de ciclo sugieren que para un motor nuevo la temperatura es de 55.2 grados C, mientras que para un motor completamente deteriorado, es de 26.4 grados C. Finalmente, en términos de consumo de combustible, los resultados presentados aquí muestran que un motor CF34-8C5B1 promedio muestra un aumento en el consumo de combustible acumulado del 2.25% durante su vida en servicio, lo que se traduce en un impacto del 4.5% en el consumo de combustible de la aeronave.

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