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Turbina de aviación jet 100% nacional TR-5000

El Instituto Brasileño Tecnológico de Aeronáutica (ITA) crea una turbina jet de aviación de fabricación 100% nacional para vehículos no tripulados (DRONES). "Se trata de un conocimiento estratégico, ya que pocos países dominan esta tecnología" un marco en latinoamérica.






El proyecto TR-5000


Brasil: Los Institutos Tecnológicos de Aeronáutica (ITA) y la Aeronáutica y el Espacio (IAE), vinculada al Ministerio de Ciencia y Tecnología Aeroespacial (DCTA) y la Fuerza Aérea Brasileña, en São José dos Campos, desarrolla tecnología para la fabricación en el país de las turbinas de gas para la propulsión de aeronaves. Empresas asociadas del proyecto TGM Aeroespacial y de apoyo de la Financiadora de Estudios y Proyectos (FINEP)


"Se trata de un conocimiento estratégico, ya que pocos países dominan esta tecnología", destaca el profesor Jesuíno Takachi Tomita, Departamento de Turbomaquinaria Ingeniería División Mecánica del ITA, citando a los Estados Unidos, Gran Bretaña, Rusia, Francia, Suecia, Suiza, Alemania, Ucrania y Canadá.






El proyecto comenzó en 2005 con el desarrollo de una pequeña turbina pequeña potencia de de aviación (TAPP) con dos configuraciones: una versión turbo ofrece 5 kN - o 5.000 Newtons de empuje - para los vehículos aéreos no tripulados (UAV), y una versión industrial , con capacidad de generación de electricidad en el rango de potencia de 1,2 MW.
El motor TAPP fue totalmente desarrollado por el equipo de la AIE y el ITA junto con TGM 100% nacional. "El mayor desafío tecnológico era diseñar un compresor axial con una alta relación entre la presión y la masa de flujo alto, teniendo en cuenta el diámetro máximo indicado en el requisito del motor", dice Helder Fernando Carneiro Mendes France, IAE investigador. El compresor axial, utilizado por la mayoría de los motores de medianas y grandes disponibles en el mercado, representa un paso importante en el dominio de esta tecnología en el país.


El proyecto también preveía la implementación de un banco de pruebas para llevar a cabo la investigación y medianas y pequeñas pruebas de desarrollo turborreactores, que se realizaron la prueba del frío de los dos prototipos del TAPP - es decir, sin quemar combustible. En estas pruebas, el motor ya estaba equipado con sensores de presión, la temperatura, la rotación y la vibración que serían utilizados más tarde en el ensayo con la quema de combustibles, los llamados ensayos calientes.
El proyecto TAPP terminó en 2012 con la entrega de dos prototipos de motores turborreactores TAPP y funcionamiento de banco de pruebas. En 2013 hemos comenzado a probar el motor TAPP caliente dentro de las actividades del Proyecto Sistema de Propulsión de la Defensa (SPD), un proyecto también apoyado por la Finep, como parte del desarrollo motor.






Modificaciones en el motor de mejora sugirieron que el motor modificado fue rebatizadocom el nombre del TR-5000, el acrónimo del proyecto aprobado por la FINEP en 2013, llamado turborreactor 5000 N.


El proyecto TR-5000 se ejecuta, en la actualidad, en paralelo con el proyecto SPD, con objetivos complementarios: el desarrollo del motor y la instalación de nuevos asientos de las pruebas de componentes de turbinas de gas.
El TR-5000 ya incorpora algunos cambios desde el prototipo anterior para mejorar el comportamiento de la vibración, el arranque del motor, la combustión, entre otros. "Pero el motor todavía dentro del rango 5.000N empuje", enfatiza Carneiro. En las pruebas, el calor, la quema de combustible, realizado se verificaron su nivel de rendimiento del comportamiento de vibración de los componentes, entre otros.


Además de permitir la continuidad del desarrollo de motores TR-5000, el SPD tiene la intención de ampliar la infraestructura de las pruebas de la turbina de gas, se centra en la instalación de banco de pruebas del compresor y un dispositivo para la realización de las pruebas de velocidad excesiva del conjunto giratorio .








La aplicación de la cama de prueba compresor y ayuda de sobrevelocidad en el desarrollo de compresor de motor TR-5000. "En el momento en que hemos diseñado el compresor, lo ideal sería contar con los bancos que la naturaleza, pero lamentablemente sólo ahora tiene los recursos necesarios", dice Carneiro. Para compensar la falta de recursos se emplearon modelos teóricos "semi-empírico", como él dice, los proyectos de los componentes y la simulación por ordenador.
En el marco del proyecto SPD también se llevará a cabo pruebas de desarrollo de motor - tales como los sistemas de lubricación, combustible, arranque del motor, encendido, etc. - Y dimensionamiento e instalación de los sistemas periféricos con el fin de tener un motor que puede ser considerado como prototipo de vuelo, dijo Ram. "Se instalarán estos sistemas hay que tener sólo la línea de combustible y el suministro de aire comprimido para hacer funcionar el motor." En esta etapa, que avanza, el motor está listo para ser instalado en una aeronave.






El diseño SPD también proporciona una versión del tipo de motor turboeje, para proporcionar potencia en el eje y la generación de energía, por ejemplo la electricidad. "Diseño de 10.7 kN de empuje o en los motores de los caballos de fuerza del eje MW rango 5-10 sería una continuación natural de la historia del desarrollo de las turbinas de gas en Brasil", añadió Morita.
Mientras que se desarrolla la tecnología de turbinas de gas, el ITA formar recursos humanos calificados para superar los retos tecnológicos inherentes en el proyecto, como dice Takachi, "son inmensas." El campo de la tecnología de diseño y fabricación, predice, tendrá gran impacto en diferentes industrias como la metalurgia, materiales, electrónica, computación de alto rendimiento, mecánica de precisión, la aerodinámica, la química, la aeronáutica, armamento, entre otros involucrados en su cadena de suministro.






Pocos países tienen el conocimiento y la tecnología para el desarrollo y la fabricación de turbinas de gas de los Estados Unidos, Gran Bretaña, Rusia, Francia, Suecia, Suiza, Alemania, Ucrania y Canadá. China e India ya han dado los primeros pasos, pero todavía dependen en gran medida de la tecnología extranjera. Los Estados Unidos y Gran Bretaña dominan el mercado, la producción de motores para la industria aérea y la generación de energía. El equipo participa en los proyectos-TR 5000 y SPD considera que, desde un punto de vista tecnológico, ya está capacitado recursos humanos en Brasil para diseñar turbinas de gas y comenzar su desarrollo a partir de 100% definiciones y decisiones viniendo de equipo brasileño a satisfacer la necesidad nacional, en particular para la industria de la energía y la defensa.
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