620 likes | 855 Views
The OLE-Nx Engine. Repowering the Fokker 70. VolAir, afdeling 2A2O Opdracht Doel. Erik Hoogeveen Lennart Meijer Blessing Njohb Anjali Ori Benjamin Wennink. Welkom. Gas turbine engine Requirements Performance Engine specs Construction Engine lay-out Marketing. Benjamin Wennink
E N D
The OLE-Nx Engine Repowering the Fokker 70
VolAir, afdeling 2A2O Opdracht Doel Erik Hoogeveen Lennart Meijer Blessing Njohb Anjali Ori Benjamin Wennink Welkom
Gas turbine engine Requirements Performance Engine specs Construction Engine lay-out Marketing Benjamin Wennink Anjali Ori Lennart Meijer Michel van der Meer Erik Hoogeveen Blessing Njohb Indeling presentatie
The Gas Turbine Engine Theoretic knowledge and advanced (new) technologies Benjamin Wennink
Gasturbine motoren algemeen (1) Doel: • Versnellen van luchtdeeltjes Berust op: • Derde wet van Newton • Elke actie geeft een tegengestelde reactie • F = m x a • Het verbrandingsproces • Brayton cycle Voortstuwing = de kracht welke opgewekt wordt in de tegengestelde richting door een uitstoot van een vloeistof onder druk, welke door een opening verlaat Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Gasturbine motoren algemeen (2) Uitvoering: • Een continu open proces, vergelijkbaar met de zuigermotor • Stationing als gebieds-aanduiding: Opbouw: • Inlaat (00 – 01) • Fan (01 – 2.8) • Compressor (01 – 03) • Verbrandingskamer (03 – 04) • Turbine (04 – 05) • Nozzle (05 – 08) Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Inlaat (1) Doel: • Snelheid van de lucht verlagen • Verhoging van potentiële energie • Zo gevormd dat er meer lucht aangezogen word • Ram Recovery effect/Ram Rise effect Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Inlaat (2) Werking: • Hoe wordt de snelheid verlaagd? • Vormgeving • Drukverschillen • Vent holes • Anti-ice • Ram Rise effect • Meer thrust • Geen extra fuel flow • Hogere compressie ratio + - Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Inlaat (3) Geavanceerde technologie: • Foreign Object Damage (FOD) resistance • Impeller werking • Drukverschillen & • Centrifugaalkracht + - - Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Doel: Druk verhogen van de vloeistof Verhoging van potentiële energie Hierdoor een grotere efficiëntie Twee soorten: Radiaal compressoren Meer robuust Goedkoop om te maken Mindere mass flow Mindere compression ratio Minder thrust capaciteit Axiaal compressoren Minder robuust Duurder om te maken Meer mass flow Meer compression ratio Meer thrust capaciteit Compressor (1) Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Compressor (2) Werking: • Verdeling: • Lage druk compressor (LPC), ofwel; Fan • Hoge druk compressor (HPC) • Onderdelen • Rotor bladen • Stator vanen • Snelheid- en drukverloop • Betere materialen Lichter • Temperaturen van 550˚C • Challenges: • Stall & Surge • Kruip • Breder operatie bereik Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Compressor (3) Geavanceerde technologie: • Variable Inlet Guide Vanes (VIGV’s) • Lage snelheid • Veel “swirl” • Beste AOA • Kan snel accelereren • Hoge snelheid • Weinig “swirl”” • De optimale AOA behouden • Variable Stator Vanes (VSV’s) • Automatisch bestuurd • FADEC systeem Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Verbrandingskamer (1) Doel: • Het verbranden van het mengsel van hete lucht en brandstof zodat er zoveel mogelijk warmte vrijkomt (binnen de materiaallimieten) • Dit moet een zo’n uniform mogelijke expansie, warmteverdeling en acceleratie opleveren voor de turbine • De lucht moet vertraagd worden zodat het verbrand kan worden Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Verbrandingskamer (2) Werking: • Bestaat uit: • Air casing • Flame tube • Snout • Flare • Swirl vanes • Primary zone • Secondary zone • Tertiary zone • 20% verbranding • 80% koeling • Annular type • Betere aansluitingen • Gelijkmatige verbranding • Minder onderdelen Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Turbine Anjali Ori
InhoudTurbine • Functie • Werking • 3 soorten configuraties • Koeling Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Functie • Tegenovergesteld aan compressor • Expansie • Aandrijven van compressor en fan Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
WerkingTurbine Stationary nozzle guide vanes Stage Turbine blades Gasstroom Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
WerkingImpulse-reaction turbine Impulskracht zorgt voor rotatie van de turbine blades De convergerende passage van turbine blades zorgt voor nog een verlaging in druk en een relatieve verhoging van snelheid Convergerende passage = Temperatuur en druk daalt Snelheid verhoogt Snelheid Druk Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
WerkingVanes & blades • Optimale overbrenging op turbine blades • Uniforme snelheid • Minimalisatie van wervelingen Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
WerkingAandrijving compressor • Shaft verbindt compressor en turbine • Turbine blades gemon- teerd aan disc • Disc laat shaft draaien • Shaft drijft compressor aan compressor shaft Turbine blades Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
ConfiguratiesTurbine • Single-spool system • Two- spool system • Triple-spool system Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
KoelingVanes &blades • Temperatuur gassen > smeltpunt nikkel • Film cooling • Bleed air van compressor Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Exhaust system Anjali Ori
InhoudExhaust system • Doel • Werking exhaust system • Werking nozzle Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
WerkingExhaust system Exhaust cone Jet pipe Turbine support struts Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
WerkingNozzle • Apart uitgelaten Gedeeltelijke mixing Total mixing Mixer chutes Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
SamenvattingTurbofan engine • Inlet • Compressor • Combustion • Turbine • Exhaust system Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements • Eisen door wetgever • Eisen opdrachtgever Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements Eisen door wetgever EASA CS-25, Part E en Part M ICAO Annex 16 Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements EASA documentatie Risico terminologie Extremely remote Reasonably possible Remote Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements EASA documentatie Engine effects Hazardous engine effect Major engine effect Minor engine effect Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements EASA documentatie Eisen met betrekking tot: Materiaal Vibraties Testen Fuel systeem Maintenance Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements • Materialen Sterkte Duurzaamheid Brandwerend Corrosiebestendig Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements • Vibraties Effecten van vibraties op onderdelen en het functioneren van de motor. Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements • Testen Safety analysis FOD Performance Fuel systeem Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements • Fuel systeem Verstopping Vervuiling Lekkage Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements • Maintenance • Service Management Plan • Class A en B maintenance personnel Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements ICAO Annex 16 Maximale geluidwaarden 94 EPNdB bij lateral full power meetpunt 89 EPNdB bij flyover meetpunt 98 EPNdB bij approach meetpunt Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Requirements Eisen opdrachtgever • Concept nieuwe motor. • Static thrust gelijk aan of hoger dan RR Tay, 13.850 lbsMSL. • Concept motor moetkunnenopereren op vliegvelden met elevatie van 10.000 boven MSL. • Conept motor moetopererenbij ´hot day´ conditions, OAT of ISA +45°C zodat OAT 30,81°C. • Concept motor moet zuinig zijn. • Derhalveeen range van minimaal 1600 nm zonder refuelling. • Deze range geld voorVmo 320 kts/Mmomet M 0.75. • Concept motor moetvoldoenaanhuidigeemissieeisen. • Concept motor moetcompetatiefzijn met anderemotoren. Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Performance Michel is niet in staat geweest om zijn presentatie over performance voor te bereiden. Wij hebben dit pas vrijdagavond 2 december te horen gekregen, wij hebben daardoor geen tijd gehad om de performance presentatie over te nemen. Excuses voor het ongemak. Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Construction OLE-nxchararteristics and components Erik
OLE-nx General chararteristics Fan Compressors Cumbuston chamber Turbine Engine related systems Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
General characteristics OLE-nx • Axialflow • Twinshaft • High by-pass ratio of 5.0 3.04 • Geared fan • Trust at MSL is flat rated naar 16.000 lbs13.850 lbs • Fan diameter 1,4 m1.23 m • Engine length 2.6 m2.4 m • Engine weight 1617 Kg1305 Kg i.v.m. Tay 620-15 Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Fan • High bypass • Carbon fiber with toughened epoxy matrix • Non corrosion • Light weight • Better tensile strength • Better thermal stability • Better formability • Titanium edge • Foreign objects Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Geared fan • Connectie tussen shaft en fan • Shaft hoger RPM dan fan • Low pressure compressor en fan werken op optimaal snelheden • Oil cooled • Gemaakt van non-corrosive steel met surface hardening Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Compressors • Low en high pressure compressor • Minder LPC nodig door geared fan • Gemaakt van titanium super alloy • Single cristal • Aluminiumoxide laagje • Hoge tensile strenght • Lage mate van kruip • Hoe te inspecteren? Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Cumbustion chamber • Annular type cumbustionchamber • Efficiënte doorstroming • Weinig componenten • Relatief korte lengte • Gemaakt van nickelbasedsuperalloy • Inspecteren m.b.v. boroscoop Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Turbine • High en low pressure turbine • Gemaakt van single cristal nickelbasedsuperalloy • Hitte en corrosie coatings • Air-cooled voor hogere TIT Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing
Engine related systems • Gearbox • Lubrication system • Full authority digital engine control (FADEC) • Fire protection and extinguish system • Trust reverser • Bleedvalves Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing