Detectando deterioração: o maravilhoso mundo do monitoramento de tendências de motores

Os motores a jato são máquinas complexas que requerem excelentes cuidados e manutenção de rotina para garantir uma operação segura durante o voo. Os motores funcionam em velocidades muito altas, exigindo condições perfeitas dos componentes internos. A manutenção sob condição dos motores a jato é acionada quando são identificadas anomalias de desempenho no motor.

Uma forma de analisar a deterioração é através do Engine Trend Monitoring (ETM) ou Engine Condition Trend Monitoring (ECTM). Como o nome sugere, o EMT rastreia tendências de desempenho em classificações de empuxo e condições de voo específicas. Durante o voo, sensores e acelerômetros especializados fornecem dados essenciais que são analisados ​​para monitoramento de tendências. ETM é uma forma de determinar visitas de manutenção (restauração de desempenho ou revisões completas) para motores a jato.

Desempenho do motor

• Pressão ideal de compressão
• Temperatura ideal após compressão
• Fluxo de ar
• Velocidade do ar
• Combustão

Uma das medidas significativas do desempenho do motor é a quantidade de empuxo que ele produz. A quantidade de empuxo é diretamente proporcional à razão de pressão do ar que entra no motor e do ar que sai do motor. Sondas de detecção de pressão instaladas em vários locais e conectadas através de um transdutor de pressão diferencial fornecem dados de empuxo do motor.

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Foto: Criadores de Wirestock | Obturador

Outra medida de desempenho é a Temperatura dos Gases de Escape (EGT), às vezes chamada de Temperatura de Saída da Turbina (TOT). O EGT é uma medida da temperatura que sai da exaustão da turbina. Múltiplas sondas de termopar na exaustão da turbina fornecem dados de temperatura.

Os dados calculam a diferença entre o EGT de decolagem incorrido e o EGT Redline (limite máximo), conhecido como Margem EGT. A margem EGT determina o tempo de voo e a saúde do motor. O EGT é normalmente medido em graus Celsius para motores de aeronaves.

Fase de desenvolvimento do motor

Durante a fase de desenvolvimento do motor, um padrão geral de desempenho de mais de cem parâmetros é incorporado ao motor. O sistema de controle do motor armazena padrões genéricos de parâmetros de desempenho. O Full Authority Digital Engine Control (FADEC) serve como sistema de controle na maioria dos motores modernos.

Foto:Bin no Jardim | Wikimedia Commons

Os parâmetros operacionais do motor são rastreados e comparados com o padrão geral para identificar discrepâncias devido ao desgaste e outros danos. Um aviso é gerado se o desempenho do motor ficar abaixo da tolerância permitida no padrão genérico. Mais dados são obtidos sobre peças, montagens e sistemas suspeitos para identificar a causa raiz. Uma visita à oficina de manutenção preventiva é agendada dependendo dos resultados da análise.

Rastreando um conjunto de parâmetros

• Altitude
• Temperatura do ar externo (OAT)
• Velocidade no ar
• Temperatura de entrada
• Temperatura de saída
• N1/N2 (eixos) RPMs
• Fluxo de combustível
• Vibrações

O Engine Trend Monitoring rastreia os parâmetros de desempenho operacional do motor para detectar deterioração, desgaste acelerado e outros danos. A saúde e a estabilidade do motor são diagnosticadas através da coleta de dados na asa.

Foto: Duncan Aviation

De acordo comAviação Duncan,

"Um exemplo das informações que você pode receber são tendências de queda de desempenho e mudanças nas RPM que podem levar à deterioração precoce da Seção Quente ou apontar para vazamentos de sangramento no motor ou na aeronave. A tendência pode até mostrar algo tão simples como é hora de lavar o motor com água."

Os dados de desempenho são corrigidos para as condições atmosféricas quando o motor funciona. Padrões de dados individuais são criados com base no tipo, tamanho e classificação de empuxo do motor.

Parâmetros de monitoramento de saúde

O EGT é um parâmetro essencial de monitoramento da saúde dos motores turbofan. Ele fornece uma indicação precisa do estado de desgaste do motor, incluindo erosão do material e depósitos excessivos na seção da turbina. A margem EGT do novo motor diminui gradualmente à medida que o desgaste operacional torna o motor menos eficiente. Como resultado, mais combustível é injetado no motor para atingir o impulso comandado.

Foto:Marc Lacoste | Wikimedia Commons

Quando o nível de EGT atingir o limite máximo permitido, o motor deverá ser retirado da asa para restauração do desempenho. Durante uma restauração de desempenho, os componentes principais do motor são reparados ou substituídos após inspeção. Durante uma visita de revisão completa, quase todas as peças rotativas do motor são reparadas ou substituídas.

Com base nas informações recebidas dos sistemas ETM, a manutenção condicional pode ser programada pelo operador. Duncan Aviation afirma,

“Embora seja sempre aconselhável realizar o ECTM, recomenda-se iniciar a análise de tendências nas primeiras 100 horas desde a nova, logo após uma inspeção ou revisão da seção quente. Alguns operadores deram a partida pouco antes de o motor ser submetido à revisão e tudo bem. O objetivo é se inscrever e começar a fazer a análise de tendências. No final, o custo de manutenção e o custo de cada hora de voo serão reduzidos.”