ROGÉRIO APARECIDO HOLZMANN
Introdução
O Motor Arriel foi projetado para adaptar-se as exigências e particularidades de propulsão da nova geração de aeronaves, neste caso o helicóptero.
Sendo assim o projeto do motor foi baseado em alguns aspectos básicos, quais sejam:
a) No ciclo de termodinâmica de alto desempenho;
b) Na simplicidade e confiabilidade de componentes, uma boa capacidade de suporte e manutenção de baixo custo.
Seu desenvolvimento foi baseado em pesquisas e experimentos de outros tipos de motores da primeira geração: ASTAZOU, ARTOUSTE and TURMO e cumpriu algumas etapas, ou seja:
a) Certificação em 1977 pelas Autoridades Francesas;
b) O primeiro motor foi entregue em janeiro de 1978, e
c) O motor Arriel deverá estar em serviço além do ano 2000.
É claro que passou dessa meta de desenvolvimento, pois, continua em operação e evolução em diversas versões até os dias de hoje.
A designação “ARRIEL” dada ao motor é um nome, conforme tradição da Turbomeca, de uma montanha pertencente Pireneus (cadeia de montanhas entre a França e a Espanha).
Assim, o motor Arriel foi lançado em 1977. Atualmente há 28 versões diferentes desse motor e já foram produzidos cerca de 5.000 motores, totalizando mais de 16.5 milhões de horas de vôo. Hoje eles estão divididos em duas famílias: Arriel 1 e Arriel 2, onde a potência de decolagem varia de 478 kW (640 shp) a 704 kW (944 shp).
Em 2004, a Guarda Costeira Americana selecionou o Arriel 2C2 CG para remotorizar uma frota de 95 aeronaves HH65 Dauphin. Em 2006, a EADS North América foi a vencedora do contrato de fornecimento de aeronaves de utilidades para o Exercito norte americano com 322 aeronaves, todas motorizadas com turbinas Arriel 1E2. Devido aos altos índices de produção e vendas, houve necessidade de reestruturação na maneira de atendimento aos operadores do Motor Arriel, principalmente na América Latina. Houve uma demanda muito intensa por componentes o que elevou o tempo de parada do equipamento.
Na tabela abaixo há todos os modelos fabricados e são classificados conforme exemplo:
Motor Arriel 1C1:
1 – Tipo (família)
C – Variação
1 – Versão
Fonte: Turbomeca do Brasil
2. Informações Gerais do Motor.
O motor Arriel tem uma característica muito importante no que se refere à estratégia de manutenção: a modularidade. A possibilidade de em um conjunto de motores de uma frota, com as mesmas características, realizarem o intercambio de módulos, gerando um resultado satisfatório na parada do equipamento. Quando existe baixa disponibilidade entre módulos de motores diferentes, o administrador pode, após analise, realizar a troca entre motores.
Esse trabalho possibilita ao operador agrupar um conjunto de módulos com baixa disponibilidade e assim diminuir o número de aeronaves paradas por serviço de motor.
Por isso, é importante conhecermos um pouco desse motor e saber quais são suas caracteristicas.
O motor Arriel é dividido em cinco módulos:
Modulo 01 – Eixo de potencia e Caixa de acessórios;
Módulo 02 – Compressor Axial;
Módulo 03 – Geradora de Gás;
Módulo 04 – Turbina de Potência ou Turbina Livre, e
Módulo 05 – Caixa de Redução.
Figura 1 – Desenho esquemático Motor Arriel 1D1
Fonte: Turbomeca do Brasil
3. Características do Motor Arriel 1D1
Vamos nos ater a família do motor Arriel 1, mais especificamente ao Arriel 1D1, que tem as seguintes particularidades:
Função: Realizar a transformação de energia contida no ar e combustível, através da queima, em energia mecânica que é oferecida pelo eixo de potencia (módulo 01).
Principais características: Motor do tipo turbo eixo de concepção modular, que produz 6.000 RPM no eixo de potência e peso aproximado de 126 Kg (vária de acordo com a versão do motor).
3.1 Descrição geral dos sistemas do Motor:
3.1.1 Sistema de Óleo
Tem por finalidade realizar a lubrificação e resfriamento dos componentes do motor, através de óleo sintético (tabela de óleo permitido no manual do motor).
O reservatório e a unidade de resfriamento são instalados fora do compartimento do motor.
O Sistema propicia indicações de pressão e temperatura do óleo, além de indicação de limalha no motor, através de plugs magnéticos instalados nas vias de circulação do óleo.
3.1.2 Sistema de Ar
É um sistema que trabalha com pressurização do ar e que auxilia na queima do queima do combustível e ajuda no resfriamento das partes internas do motor. O sistema supre outras partes do motor e aeronave, como ventilação dos injetores de partida, servir como controle de componentes do motor que trabalham por pressurização de ar (ar P2), controle da válvula de sangria (bleed valve) e aquecimento de cabine.
3.1.3. Sistema de Combustível
O fornecimento de combustível é realizado através de uma bomba do tipo mecânica. Existe uma unidade de medição e válvulas que compõem a Unidade Controladora de Combustível (FCU – Fuel Control Unit) que participa do processo de dosagem de querosene. O processo de partida se dá através de dois injetores simples (partida inicial) e a manutenção do fornecimento do querosene pela roda injetora (roda centrifuga).
3.1.4 Sistema de Controle
Mantém a velocidade de rotação da turbina constante (N2/NTL – Turbina Livre). Controla a aceleração (N1 – Turbina) abrange sistemas de proteção variados. É composto de um sistema hidromecânico que utiliza o próprio combustível com fluido hidráulico para acionamento de componentes do motor, principalmente o FCU.
3.1.5 Procedimento de funcionamento do motor.
Inteiramente automático, sendo que o nível de controle é realizado na partida, parada do motor e controle de emergência.
3.1.6 Indicação do Motor
Diversos sensores indicam velocidade de rotação da geradora de gás; temperatura do gás na saída da turbina (T4 – módulo 03); torque; temperatura e pressão do óleo, mencionado no sistema de óleo; e indicações variadas.
3.1.7 Partida
O giro inicial é realizado por um motor de arranque elétrico, conhecido como “starter gerador”, pois tem a função colocar o motor em uma rotação favorável a partida e também suprir o sistema elétrico da aeronave
Na partida, além do starter, trabalham também duas caixas de alta energia e o controle de combustível manual realizado pelo piloto, através da manete de vazão.
3.1.8 Sistema Elétrico
Compõem esse sistema o sistema de partida, sistema de indicação, sistema de “overspeed”.
É importante lembrar que após o procedimento de partida, com a manete de vazão na posição de vôo, o motor não necessita de energia para continuar em funcionamento, ou seja, queima do combustível.
3.1.9 Transmissão de potência para o Helicóptero
O motor supre o helicóptero de energia mecânica através do eixo de potencia (módulo 01) que é acoplado à caixa de transmissão principal.
A potência fornecida pelo motor (100%) é consumida da seguinte forma:
a) Rotor principal – utiliza aproximadamente 82%
b) Rotor de cauda – cerca de 10%
c) Caixa de transmissão principal – aproximadamente 8%
A principal função do motor é manter a rotação do rotor principal (NR) constante, pois existem vários sistemas que trabalham em conjunto para permitir o funcionamento automático no motor Arriel 1D1. Neste caso não existe a necessidade de controle manual por parte do piloto para manutenção da rotação do rotor principal.
É importante salientar que a limitação de torque, que aprendemos a respeitar, é usualmente imposta pela caixa de transmissão principal.
Referências
Turbomeca do Brasil: WWW.turbomeca.com.br
Training Manual Arriel 1, February 1999.
