Come viene convogliato il carburante per aerei all'interno dei motori degli aerei

Sep 03, 2023

Il carburante per aerei passa attraverso vari sottosistemi prima di essere acceso per la combustione.

Il sottosistema di instradamento del carburante all’interno dei motori a reazione mira a fornire carburante pulito ad alta pressione e ad alta temperatura per la combustione. L'efficienza del carburante del motore dipende dalla pressione e dalla temperatura ottimali del carburante che entra nel combustore.

Il carburante fornito dall'aereo (dai serbatoi alari) entra nello stadio di bassa pressione della pompa del carburante. Il sistema a bassa pressione (a volte girante) pressurizza il carburante a circa 150 psi per prevenire la cavitazione della pompa ad alta pressione. Il carburante passa attraverso un filtro prima di entrare nel sistema di ingranaggi ad alta pressione, dove viene ulteriormente pressurizzato fino a quasi 1.800 psi.

Un trasmettitore di pressione installato nello stadio intermedio della pompa del carburante (tra i sistemi a bassa e alta pressione) invia una lettura della pressione del carburante al controllo della cabina di pilotaggio. A seconda della fase del volo, la pressione del carburante è ottimizzata per una combustione efficiente.

Il carburante ad alta pressione entra nello scambiatore di calore dell'olio combustibile (FOHE), dove il carburante viene riscaldato mentre l'olio motore viene raffreddato. Il FOHE è costituito da tubi metallici attraverso i quali passa il carburante sotto pressione. L'olio motore caldo scorre attorno ai tubi metallici, riscaldando il carburante dall'esterno.

È interessante notare che i tubi metallici all'interno del FOHE devono essere controllati regolarmente per evitare perdite di carburante e miscelazione con l'olio, il che potrebbe provocare fumo o incendio nel motore.

Il carburante entra nel filtro del carburante, dove i contaminanti vengono rimossi utilizzando un elemento filtrante. I filtri del carburante sono generalmente progettati in modo tale che il carburante in entrata entri nell'elemento filtrante dall'esterno, lasciando così eventuali contaminanti e detriti sulla superficie del filtro per l'indagine.

Alcune configurazioni del sistema di alimentazione comprendono anche un secondo filtro (o un filtro di lavaggio) per un filtraggio aggiuntivo. Un pressostato installato sul filtro del carburante trasmette una lettura della pressione differenziale al controllo della cabina di pilotaggio, che viene utilizzato per l'indicazione di avviso di intasamento del filtro del carburante.

Una quantità relativamente piccola di carburante viene indirizzata ai servosistemi che utilizzano carburante pressurizzato e riscaldato per i meccanismi di attuazione. Alcuni servosistemi includono valvole di dosaggio del carburante, valvole di spurgo variabili e valvole a palette variabili. Anche altre valvole che dirigono l'aria di bypass per le protezioni e il raffreddamento della cassa possono utilizzare carburante per l'attuazione.

È interessante notare che alcune configurazioni del motore potrebbero richiedere che il carburante del servo venga ulteriormente riscaldato, attraverso un riscaldatore del carburante del servo, prima di essere indirizzato ai servosistemi. Il riscaldamento aggiuntivo impedisce ai minuscoli cristalli di ghiaccio (che potrebbero essere presenti nel carburante) di penetrare nei servosistemi sensibili.

In questa fase, il trasmettitore del flusso di carburante misura il flusso di massa totale del carburante fornito per la combustione. Inoltre, i motori con un sistema IDG (Integrated Drive Generator) installato richiedono che l'olio IDG venga raffreddato con il carburante. In questi casi, il carburante passa attraverso l'IDG FOHE, dove viene ulteriormente riscaldato mentre si raffredda l'olio IDG.

Il carburante dosato ad alta pressione e alta temperatura è pronto per la combustione e viene convogliato agli ugelli del carburante. Gli ugelli a doppio flusso sono costituiti da schemi di spruzzo primari e secondari per diverse condizioni di volo. Ad esempio, il flusso primario viene utilizzato per impostazioni a basso consumo come l'avvio del motore, la tassazione e il minimo. Per impostazioni ad alta potenza come il decollo, il flusso di carburante secondario integra il flusso primario.

Gli ugelli del carburante prevengono inoltre lo spegnimento del motore durante la decelerazione mantenendo la fiamma a basse impostazioni di potenza. Il carburante atomizzato disperso dagli ugelli del carburante si omogeneizza con l'aria pressurizzata dal compressore prima che la miscela olio-carburante venga accesa per la combustione.

Cosa ne pensi del percorso del carburante all'interno di un motore a reazione? Raccontacelo nella sezione commenti.

Scrittore - Omar è un appassionato di aviazione che ha conseguito un dottorato di ricerca. in Ingegneria Aerospaziale. Con numerosi anni di esperienza tecnica e di ricerca al suo attivo, Omar mira a concentrarsi sulle pratiche aeronautiche basate sulla ricerca. Oltre al lavoro, Omar ha una passione per i viaggi, la visita ai siti aerei e l'avvistamento di aerei. Con sede a Vancouver, Canada