L'epitome del bello

May 26, 2023

Aereo

[Credito: Leonardo Correa Luna]

I turbocompressori sono l'emblema del bello. All'inizio degli anni '60, Oldsmobile aveva la prima automobile turbo di produzione, l'F-85 Cutlass con un turbo Garrett AiResearch soprannominato motore Turbo-Rocket e commercializzato come Jetfire.

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La Porsche 930 Turbo del 1979, una delle prime auto stradali di serie a sperimentare il turbocompressore, era un'icona per l'epoca. Molti dei miei amici ne avevano dei poster, in effetti. Il 1986 mi trovò a girare per le strade nella mia Ford Fairlane di 20 anni (normalmente aspirata), ascoltando a tutto volume "Turbo Lover" dei Judas Priest su un registratore a cassette nel cruscotto.

In tutta onestà, dovrei chiudere questo articolo proprio qui, poiché qualunque cosa scrivo dopo non può essere paragonata al rotolare nel parcheggio della Big Star e ad incontrare i Judas Priest.

I componenti di un sistema di turbocompressione per aereo sono il turbocompressore, il corpo farfallato, il collettore di aspirazione, il collettore di scarico, la presa d'aria, la valvola di scarico e lo scarico. Il gruppo turbocompressore è costituito da tre componenti principali: la turbina che riceve i gas dallo scarico, il compressore che prende l'aria aspirata, la comprime e la spinge nel cilindro e un albero che collega i due.

La turbina è la forza trainante del sistema di turbocompressione. Il gas di scarico dal collettore lo fa girare; questo è il residuo che bypassa la Wastegate.

Il collegamento tra la turbina e il compressore è l'albero della turbina. Questo solido connettore in metallo garantisce che il compressore giri mentre la turbina si avvia. Gli alberi del turbocompressore richiedono un'adeguata lubrificazione e spesso si guastano se sono privi di olio.

Il compressore fornisce aria compressa al lato di aspirazione della testata. Azionato dalla turbina tramite l'albero, il compressore gira all'unisono per completare il lavoro iniziato dallo scarico. Questo aumento della pressione dell'aria attraverso l'aspirazione è noto come pressione del collettore. Come per molte cose nella vita, puoi avere troppe cose buone. Il tuo motore non è sempre in grado di gestire la pressione eccessiva del collettore e può causare gravi danni.

Il sistema di turbocompressione tiene conto della pressione non necessaria o indesiderata attraverso la valvola di scarico. Questo processo può essere automatico o attivato manualmente dal pilota dalla cabina di pilotaggio. In entrambi i casi, la missione è dissipare i gas di scarico prima che entrino nell'unità turbo, facendo girare il compressore più velocemente e danneggiando il motore.

Il parametro operativo di base per i motori alternativi è al livello del mare. Questo è anche il luogo in cui il tuo propulsore produce la massima potenza. Quando un aereo aumenta di altitudine, la pressione e la densità diminuiscono in modo inverso, provocando una diminuzione della potenza.

I motori turbocompressi funzionano a pressioni e temperature molto più elevate rispetto ai loro omologhi normalmente aspirati. Molti aerei alternativi necessitano di un turbocompressore per il volo ad alta quota. Se non adeguatamente mantenuto, ciò può causare ulteriore sforzo al sistema di scarico.

Alcuni scaricano anche l'aria dai sistemi turbo per pressurizzare le cabine degli aerei.

Recentemente ho trascorso del tempo con Tim Gauntt, direttore del supporto prodotto presso Hartzell Engine Technologies, LLC (HET). È stato così gentile da tramandarmi alcune conoscenze sui sistemi di turbocompressore.

Un argomento che abbiamo trattato: come e in che misura i piloti dovrebbero eseguire la “lean of peak” (LOP). In che modo ciò influisce sul turbocompressore e sui componenti di aeromobili specifici? Il turbocompressore è valutato per una temperatura specifica, tipicamente basata sulla temperatura di ingresso della turbina (TIT). Il turbo rientra nel range operativo standard se tale temperatura non viene superata.

L'inclinazione del picco è un intervallo operativo relativamente nuovo, poiché non c'era modo di determinarlo prima che fossero disponibili gli analizzatori del motore. In passato ci si affidava a una temperatura operativa sicura del turbo TIT stabilita dall'OEM. Come promemoria, tutte le operazioni del motore devono essere conformi alle raccomandazioni del produttore. Sono gli esperti. Questa pratica è standard per Continental, Lycoming e altri OEM come Rotax.