Refinamentos básicos

Para construir um motor verdadeiramente de última geração, concentramo-nos em três áreas críticas do projeto central do combustor.

• Palhetas-guia do bico da turbina integradas: uma das atualizações mais significativas é a integração da palheta-guia do bico da turbina de alta pressão (HP) diretamente no combustor como um componente soldado. Isso cria uma transição aerodinâmica contínua para o escoamento dos gases quentes e resulta em uma união extremamente resistente e robusta.
• Vedação aprimorada: reprojetamos a maneira como os bicos injetores de combustível são instalados e vedados à medida que passam pela carcaça do combustor. Isso garante uma vedação mais rígida e confiável, o que é essencial para a eficiência e a segurança do motor.
• Termomecânica avançada: um combustor fica extremamente quente, e controlar a expansão térmica é fundamental. Nosso novo design foi projetado para “respirar” com mais eficiência, expandindo e contraindo tanto axial quanto radialmente dentro do motor, garantindo integridade estrutural em todas as condições operacionais.

Anéis perfeitamente conformados

O combustor é construído a partir de vários anéis, cada um formado por tiras de liga de níquel de alto desempenho. Para criar os novos perfis, tivemos que fabricar conjuntos inteiramente novos de ferramentas de conformação por rolo para cada anel interno e externo. Essas ferramentas foram endurecidas para atender plenamente aos padrões de produção em termos de durabilidade e confiabilidade, garantindo que cada anel seja conformado com perfeição.

No demonstrador original, identificamos áreas em que o material havia sido excessivamente trabalhado ou em que o acabamento superficial não estava totalmente adequado. Nossos novos processos eliminam essas falhas, produzindo anéis excepcionalmente bem conformados, com detalhes de perfil nítidos e precisos.

Soldagem a laser de precisão

A união das tiras laminadas em anéis contínuos requer soldas impecáveis. Para o motor protótipo, “bom o suficiente” não é uma opção. Nossos processos de soldagem a laser agora são rigidamente controlados e executados de forma consistente para fornecer as propriedades do metal original em cada solda. Isso proporciona resistência excepcional à fadiga e estática, garantindo que o combustor possa suportar esforços operacionais extremos.

Obtenção da forma e dimensão perfeitas

Após a conformação e a soldagem, os anéis devem ser dimensionados com precisão absoluta.

Esse processo é realizado por meio de um expansor de alta potência. Estamos desenvolvendo um novo conjunto de ferramentas segmentadas para essa máquina. Cada conjunto de ferramentas é usinado a partir de uma barra maciça de aço, com o perfil final do anel usinado em sua borda. Em seguida, toda a ferramenta é seccionada em segmentos perfeitos por meio de uma máquina de eletroerosão (EDM) a fio. Quando um pino cônico é tracionado pelo centro, esses segmentos se expandem radialmente, calibrando o anel do combustor para que fique perfeitamente circular e com o diâmetro exato especificado.

Simultaneamente, a face traseira plana do combustor é formada utilizando um conjunto de ferramentas de prensagem macho e fêmea. Uma chapa de superliga é posicionada entre as ferramentas e prensada até adquirir a forma precisa necessária para receber os bicos de combustível.

Vedação dos bicos de combustível

Um dos desafios mais complexos é vedar os 12 bicos de combustível no ponto em que eles penetram na parte traseira do combustor. Para isso, uma arruela de vedação flutuante envolve o coletor de combustível, sendo firmemente mantida contra a carcaça do combustor por placas de mola personalizadas.

A equipe tem se dedicado intensamente à conformação dessas placas de mola tridimensionais, produzidas a partir do mesmo material de superliga. Esses componentes são então soldados na parte traseira do combustor, fornecendo a carga elástica necessária para garantir vedação perfeita em cada turbilhonador e em cada bico de combustível.

Com todos esses processos de fabricação desenvolvidos e validados para o novo combustor anular do GT50, passamos agora oficialmente para a fase de produção. A equipe está fabricando o primeiro conjunto de peças que será montado no motor protótipo para sua primeira operação ainda este ano.