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Superventilador IAE

El IAE V2500SF SuperFan fue un estudio de diseño para un turbofán con engranajes de alta derivación derivado del IAE V2500 . Se ofreció como la opción de motor principal para el Airbus A340-200 y 300 en enero de 1987. Aunque varios clientes firmaron contratos preliminares para esta variante, la junta directiva de International Aero Engines decidió en abril de 1987 detener el desarrollo del SuperFan, lo que obligó a Airbus a rediseñar parcialmente el A340.

Programa de desarrollo

En julio de 1986, IAE confirmó que llevaría a cabo un estudio de diseño preliminar para un concepto que examinaba un motor de alto bypass que utilizaba los componentes básicos del V2500 . El empuje máximo proyectado del motor era de 28.000–32.000  lbf mientras que tenía solo el 80% del consumo de combustible específico del V2500 . Antes de ese estudio, los accionistas de IAE, Rolls-Royce plc , Pratt & Whitney y MTU Aero Engines, habían examinado varias configuraciones para un motor de alto bypass, incluidas varias características de diseño como un paso de pala de ventilador variable , un ventilador con engranajes o conceptos contrarrotativos (con engranajes y sin engranajes). La revisión de estos estudios de diseño en junio indicó el diseño de un motor de alto bypass como una configuración de ventilador con engranajes de rotación única con paso de pala variable. Se esperaba que el diámetro del ventilador oscilara entre 108 y 118 pulgadas mientras que tenía una relación de bypass de 18:1 a 20:1. La disponibilidad del motor se estimó entre 1992 y 1994. [1] En diciembre de 1986, el V2500 SuperFan fue ofrecido oficialmente a Airbus como motor para el Airbus A340 que se estaba desarrollando en ese momento. Con esa oferta, se revelaron más detalles de diseño. Además del motor principal V2500, IAE afirmó ser capaz de derivar todos los demás componentes de tecnología probada. El ventilador del tamaño del RB.211 debía ser accionado a través de una caja de cambios de tecnología Tyne . Esta configuración tenía una relación de derivación de 20:1 y se esperaba que proporcionara un empuje de 30.000 lbf. [2] Debido a la aplicación de la tecnología existente, los costos, así como los riesgos para el programa de desarrollo del SuperFan, se evaluaron como inferiores a los del motor CFM56-5 de la competencia . [3] Debido al menor consumo específico de combustible y al mayor índice de empuje, se modificó el diseño del A340. En comparación con el alcance del diseño original de 7.000 millas náuticas , se proyectó que la versión revisada, designada como A340-200, tendría un alcance de hasta 8.000 millas náuticas con carga completa de pasajeros. [4] Airbus decidió el 26 de diciembre de 1986 ofrecer el SuperFan como opción de motor principal para el A340. [5] A fines de enero, Boeing anunció que estaba estudiando el SuperFan como una opción para el avión de rango medio 7J7 de 150 asientos , con el SuperFan montado debajo de las alas en lugar del montaje del fuselaje de popa del motor base del 7J7, el General Electric GE36 de ventilador no conducido. [6] (El 7J7, no el A340, era en realidad el avión objetivo principal de IAE para el SuperFan). [7]Airbus también estaba considerando el SuperFan para una versión alargada de 175 asientos de su próximo avión de fuselaje estrecho Airbus A320 . [3] [2]

En febrero de 1987 aparecieron las primeras voces que indicaban no sólo los altos riesgos asociados a la nueva tecnología de turbofán con engranajes, sino también la posibilidad de que no se entregara el SuperFan a tiempo. Además del hecho de que el V2500 no estaba aún certificado, ni siquiera se había publicado una maqueta del SuperFan, por no hablar de un motor de prueba. [5] Al mismo tiempo, Deutsche Lufthansa y Airbus firmaron un contrato preliminar para 15 pedidos y 15 variantes del A340 con motores SuperFan. Las primeras entregas se acordaron para abril de 1992. [18] Reinhardt Abraham (vicepresidente del consejo de administración de Lufthansa ) declaró que Lufthansa reconoce los riesgos relacionados con el programa SuperFan, pero obtuvo garantías vinculantes de IAE para los datos de rendimiento y la fecha de entrega. También describió el SuperFan como una tecnología bastante conservadora en comparación con los diversos programas Propfan que ganaron mucha atención en ese momento. [19] En contradicción con eso, los funcionarios de Douglas Aircraft –responsable del competidor del A340 MD-11– cuestionaron el calendario para el SuperFan. Además de la falta del demostrador y el motor de prueba, se cuestionó la viabilidad de la caja de cambios requerida de 20.000 SHP. [20] El competidor CFM International incluso descartó por completo la posibilidad de desarrollar el concepto SuperFan en el tiempo restante hasta 1992. [21] A pesar de estas preocupaciones, Airbus pudo anunciar en una reunión del consejo de supervisión el 13 de marzo de 1987 un total de 104 compromisos de nueve clientes para su programa A330 /A340. El 3 de abril, Northwest Airlines anunció su compromiso de hasta 20 A340 con motores SuperFan. [11] De los ahora diez clientes para el programa A330/A340, ocho ordenaron el A340 con motores SuperFan; Además de Lufthansa , la lista de clientes de SuperFan incluía a Finnair , UTA , Sabena y Alitalia . [22] Sin embargo, en una reunión de la junta directiva el 7 de abril de 1987, [23] el programa SuperFan se anunció oficialmente como "retrasado indefinidamente".

No se hizo ninguna declaración oficial después de esa decisión, pero Ralph Robins, director gerente de Rolls-Royce y miembro del consejo de administración de IAE, indicó que los problemas con el sistema de baja presión planteaban una seria amenaza para la entrega del motor en 1992. Airbus fue notificado formalmente sobre el riesgo técnico a mediados de marzo. Insistió en que los problemas que IAE enfrentó al mismo tiempo con el compresor de alta presión del V2500 no estaban relacionados con el retraso del SuperFan. IAE también sostuvo que el SuperFan no era más que un estudio de ingeniería y que nunca se comprometieron a desarrollar ese motor. Sin embargo, se anunciaron más estudios del concepto de turbofán con engranajes. [24] En contradicción con la interpretación de IAE del SuperFan como un estudio de ingeniería, el vicepresidente del consejo de administración de Lufthansa, Reinhardt Abraham, dejó claro que el consejo de Lufthansa había recibido confirmaciones verbales y escritas de que el SuperFan era un programa de desarrollo fijo. Abraham admitió que Lufthansa se había dado cuenta de los riesgos del programa SuperFan, pero que había confiado en la experiencia y reputación de las empresas accionistas de IAE. Cuando se le preguntó por el motivo del retraso, reveló que en una reunión a principios de 1987 IAE presentó varios problemas técnicos que habían surgido: no solo se mencionó la caja de cambios, sino también el mecanismo de paso variable y el conducto de salida de derivación. Pero en opinión de Abraham, estos problemas podrían haberse solucionado invirtiendo más, y culpó a los problemas con el compresor de alta presión V2500 como el detonante para cancelar el SuperFan. [25] Esta suposición está respaldada por el hecho de que un motor básico que está optimizado para un turbofán convencional, no se puede utilizar para un turbofán con engranajes sin modificaciones extensas para evitar el aumento repentino del compresor durante los índices de empuje bajos. [26] Los ingenieros de Lufthansa recomendaron no comprar el A340 debido a las dudas sobre la disponibilidad del motor en 1992, pero fueron rechazados por el presidente de Lufthansa, Heinz Ruhnau, con el respaldo de Franz Josef Strauss , que era miembro del consejo de supervisión de Lufthansa y presidente de Airbus. [27] Cuando quedó claro que el SuperFan no estaría disponible, Airbus decidió ofrecer el CFM56-5C en el A340. Para lograr datos de rendimiento comparables a la versión con motor SuperFan, la envergadura se extendió 2,6 metros para permitir una mayor capacidad de combustible. [28]

Características de diseño

El diámetro del ventilador del SuperFan se planeó para ser de 107 pulgadas (2,72 m), lo que resultó en una góndola con un diámetro de 120 pulgadas (3,05 m) hecha de materiales compuestos . Para garantizar un buen rendimiento también en clasificaciones de carga parcial y para soportar el inversor de empuje , se habría instalado un mecanismo de paso variable para las 18 palas del ventilador. Las palas en sí fueron diseñadas como palas huecas de titanio . [29] [30] Las palas del ventilador estarían envueltas por una cubierta, pero a diferencia de los turbofán normales, la cubierta del ventilador no se extendería hacia atrás, y el resto del motor estaría encerrado en una cubierta separada y más delgada. [31] La caja de cambios del ventilador con una relación de transmisión de 3: 1 se habría derivado de la caja de cambios Rolls-Royce Tyne, por lo que se puede concluir que la caja de cambios SuperFan se habría realizado como un diseño planetario con un solo engranaje helicoidal.

Presupuesto

Datos de [23] [29]

Características generales

Componentes

Actuación

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

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  3. ^ ab Mason, David, ed. (6 de diciembre de 1986). «Motores grandes y pequeños» (PDF) . Flight International . 130 (4040): 1. ISSN  0015-3710. Archivado desde el original (PDF) el 16 de enero de 2017.
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Bibliografía