Reduced Take Off Thrust

[TKO]

Apro questo nuovo argomento per motivi didattici:
ne parliamo e facciamo INFORMAZIONE sul tema.

Le danze sono aperte ....

-limitazioni
-principi di calcolo
-tecniche di riduzione

[alainvolo]

L'utente alainvolo ha richiesto in data 31 ottobre 2011 la cancellazione del suo account e la rimozione dei suoi post.

[taxidriver]

Ma col turboelica tipo atr si decolla sempre col massimo di potenza....?

C'è differenza con la potenza che si mette in riattaccata?

O.T 3a e ultima domanda...,ma è vero che gli atr volano senza fms?

Ciao,Valerio

[alainvolo]

L'utente alainvolo ha richiesto in data 31 ottobre 2011 la cancellazione del suo account e la rimozione dei suoi post.

[taxidriver]

Grzie 1000!

ciao

[Black Magic]

Come costruttori consigliamo sempre di applicare un derating alla propulsione, quando ce ne siano le condizioni.
Dal nostro punto di vista il motivo è allungare la vita al motore, come detto da alain.

Il problema non sta nel sottoporre il motore all'eccesso di spinta massima, come si potrebbe pensare, ma evitare grosse variazioni di potenza nei transitori.

Entrando nel dettaglio; le caratteristiche di un turbofan lo rendono un'ottima macchina nel lavoro a punto fisso, ma non altrettanto buona se gli si chiedono variazioni di potenza su un range molto ampio.
Il turbofan non è una macchina versatile.

Le tensioni conseguenti ad ampie variazioni di regime nel corso del transitorio, provocano l'instaurazione di un regime plastico che rimane scolpito nella "storia" delle pale del rotore, soprattutto in turbina e negi stadi di alta pressione del compressore.
Il transitorio comporta una svalutazione della macchina che è possibile calcolare e viene indicata in %.
Questa svalutazione si sottrae alla capacita' opertiva originale che viene indicata con 100 all'inizio del ciclo di lavoro.

L'importo della svalutazione rispetto alla variazione di potenza erogata non è intuitivo.
Ad esempio il passaggio tra pieno carico e mezzo carico è tra i piu' onerosi.
Converrebbe scaricare la macchina a idle e riportarla a mezzo carico per avere la minore svalutazione.
Ma , se è possibile sugli impianti a terra, non si puo' sugli aerei.
Allora si dovrebbe cercare di far lavorare il gruppo quasi allo stesso punto della mappa.

Considerando che un aereo sfrutta la maggior potenza solo in decollo, per poi ridurla molto quasi subito, si vede che questa è la fase più impegnativa per la vita del motore.
Deratando in take off si avvicina , il più possibile, il funzionamento in regime di volo a quello di picco di potenza, riducendo di fatto il transitorio a pochi punti % dei giri motore, che non hanno lo stesso salto che c'è tra pieno carico e mezzo carico.

E' come se il motore lavorasse sempre a punto quasi fisso per il 50% del volo.

ciao

[TKO]

bello !!!

[AlphaSierra]

@ stefano
L'effetto che si ha nel passaggio tra la fase di cruise a quella di idle in discesa genera una qualche sorta di problemi simili?

[Black Magic]

@ stefano
L'effetto che si ha nel passaggio tra la fase di cruise a quella di idle in discesa genera una qualche sorta di problemi simili?

Sì, qualsiasi decremento di potenza genera una memoria che svaluta la macchina.
Ma il passaggio tra cruise e idle è visto dalla macchina come un transitorio tra pieno e carico nullo, quindi è meno gravoso di un pieno-mezzo.

Ignoro totalmente, invece, le condizioni operative reali aeromobile-meteo-pista con il quale si decide, ad es, quanto deratare.
Sono curioso, per es, di sapere in base a cosa è deciso il valore di temperatura da fornire al FCM e da quali e quante condizioni dipende.
Immagino che cambino in base a molti fattori.
Sicuramente TKO e altri che lo sanno lo scriveranno.

ciao

[taxidriver]

Il problema non sta nel sottoporre il motore all'eccesso di spinta massima, come si potrebbe pensare, ma evitare grosse variazioni di potenza nei transitori.

Quindi un turbo fan è egualmente "stressato" sia al 20% che al98% della sua potenza....cioè:

Se lo porto lentamente al massimo di potenza o quasi e mantengo questo regime a lungo,lo "stresso" come se lo mantengo ad un regime "medio"?

Tutto questo trlasciando il discorso carburante...

Valerio

[Black Magic]

Quindi un turbo fan è egualmente "stressato" sia al 20% che al98% della sua potenza....cioè:

Sì, ma dipende (la risposta classica che danno gli ingegneri )
Per il motore (causa anche bilanciamento delle masse rotanti, oltre il fatto che in questa zona ha la maggiore resa termodinamica) sarebbe ideale lavorare sempre al 98%.

Il discorso in questo caso prende molti aspetti; è ovvio che un motore che lavora sempre sotto 98% è più solecitato rispetto a quello che lavorasse sempre a idle, ma il problema maggiore sono le variazioni di carico.
L'deale sarebbe, come dici, un transitorio lunghissimo; sia per aumentare che per ridurre potenza, ma capisci che non è conciliabile con le esigenze di volo.

Se volessimo fare una gerarchia del danno avremmo (uso numeri a caso giusto per dare un'idea):
- passaggio da pieno a mezzo carico => usura=10
- passaggio da pieno a carico nullo=> usura=5
- lavoro costante al 100% => usura=3
- lavoro costante al 20% => usura=1

Non so darti i valori in % e i legami esatti tra i carichi statici e dinamic,i perchè non è il mio campo specifico.

ciao

[TKO]

dopo le preziose info di BlackMagic aggiungo un po io.
( proprio quello che blackmagic voleva sapere )

in effetti per permettere al motore di non subire questi stress che sono stati già ben spiegati si cerca un livello di spinta inferiore al massimo.

questa pratica si può applicare se :
il peso attuale di decollo ( Act TOW ) è inferiore al Max TOW
non sto operando su pista contaminata ( SSW )
non sono previsti wind shear ne inversioni termiche al suolo
non sto effettuando un decollo a bassa visibilità
non sto effettuando un decollo in special o non-standard operations ( vedi gear down operations, antiskid inop, one wheel brake inop .... )
e comunque rispettando ogni altra limitazione imposta dalle procedure di compagnia.

questa riduzione la si ottiene con due metodi ben distinti.
1) reduced takeoff ratings prefissati ( per esempio -10% o -20%)

2) flexible takeoff thrust ( flessibile a seconda delle necessità )

i rating prefissati ( che per esempio usava il jumbo ) vengono usati in base a delle tabelle di pista dedicate. Da queste tabelle il pilota poteva determinare quanto sarebbe stato il MaX take off Weight con il derate in questione e quindi poter capire se, in relazione al peso attuale di decollo, questo rating potesse essere idoneo.
...

il metodo flexible consiste ( come alainvolo avav già ben detto ) nell'ingannare il motore ( o meglio la FCU, FADEC, EEC ... chiamatelo voi col nome corretto in funzione del motore ) facendogli calcolare la spinta non in relazione alla temperatura reale ( OAT ) che sente dalla sonda ma in base ad una "assumed" temperature scelta accuratamente dal pilota.
Il motore tratta questa temperatura fittizia come vera e quindi adegua la spinta per non eccedere i suoi parametri di giri e EGT.
per poter scegliere la temperatura "assumed" ( spesso chiamata Flex Temp ) si procede facendo questo ragionamento sulle tabelle di pista:
se con la vera OAT il peso massimo sarebbe stato XXXX tons io, oggi che peso molto meno, non sarei riuscito a portami in decollo lo stesso se la temperatura fosse stata XX°C ? ( tale temp è la assumed ).
tabelle di pista alla mano si procede così :
entro con OAT per ottenere MTOW e poi correggo per eventuali Anti Ice e valori di QNH e poi, avendo il ActTOW inferiore al MAX, entro con il peso reale del velivolo per capire a quale OAT sarebbe stato il MTOW e quindi userò questa come assumed. ( ricordando di correggere opportunamente tale valore per uso Anti Ice e QNH ... visto che incidono sulla spinta ).


c'è da ricordare che le JAR non consentono riduzioni oltre il 25% della spinta massima, e non inferiori alla spinta di salita ( MCL ).
ecco quindi che molti aerei hanno delle spinte di salita deratate ( boeing )
o che adeguano eventualmente la spinta di decollo flex per non farla scendere sotto la Climb Thrust ( airbus ).
altri aerei lasciano il tutto al controllo del pilota ( MD80 ) che però spesso non fa e allora ci troviamo frequentemente a 1500ft che alla thrust reduction le manette invece che andarsene indietro se ne vanno avanti !!!

vabbè v'ho tediato, e impicciato il cervello ... un saluto.

[TKO]

una domandina a blackmagic :

decollo con A/C on e decollo con A/C off ... quanto influenza nel ragionamento che hai fatto tu ?

sai che ormai si diffonde sempre più la pratica A/C off.

[taxidriver]

Ok,capito... Grazie!:thumbright:

So....GO AROUND!!!!!!....hahaha

Ciao,Valerio

[aurum]

una domandina a blackmagic :

decollo con A/C on e decollo con A/C off ... quanto influenza nel ragionamento che hai fatto tu ?

sai che ormai si diffonde sempre più la pratica A/C off.

Mis sa che la fa solo AZ sull'airbus!
(deve essere stato qualche "inventore del volo"!)

Una curiositaì' per Black Magic.
In termini di usura che valenza ha l'applicazione del reverse?
E 1,3 max di epr e' un limite fisiologico o realmente dovuto all'ingestione di FOD?

Grazie!

[Black Magic]

una domandina a blackmagic :

decollo con A/C on e decollo con A/C off ... quanto influenza nel ragionamento che hai fatto tu ?

sai che ormai si diffonde sempre più la pratica A/C off.

Grazie TKO, chiarissimo davvero.

Riguardo la domanda, mi verrebbe da dire che sarebbe preferibile un decollo in automatico, dato che l'A/C puo' garantire sempre una progressione di spinta ideale, in base a quanto richiesto dal motore e dalla situazione.
Questo almeno dal punto di vista del motore.
Ma se si sta diffondendo l'A/C off ci sono probabilmente altri fattori che non sto valutando.
Purtroppo non sono molto dentro a questi problemi, perchè mi occupo di tutt'altro (e ora sto pure in vacanza e non posso manco chiederlo a un collega ).

ciao

[Black Magic]

Una curiositaì' per Black Magic.
In termini di usura che valenza ha l'applicazione del reverse?
E 1,3 max di epr e' un limite fisiologico o realmente dovuto all'ingestione di FOD?

Grazie!

L'applicazione del reverse è un transitorio che avviene in tempo molto breve, quindi ha la sua importanza (che pero' mi dispiace non poter quantificare in un valore; perchè non lo so).
C'è da dire che (anche questo davvero poco intuitivo) per la turbomacchina una "smotorata" da idle a full è meno gravosa che una riduzione di potenza da full a 50%.

1.3 è un limite quasi fisiologico per l'EPR di stadio ed è in larga parte dovuto alle geometrie delle palette.
Un'aumento di pressione statica oltre 1.6 (per le macchine che conosco) fa di solito scattare il FADEC per evitare un surge del compressore.

ciao

[Gozer]

C'è da dire che (anche questo davvero poco intuitivo) per la turbomacchina una "smotorata" da idle a full è meno gravosa che una riduzione di potenza da full a 50%.

Come cala lo stress con la velocità di riduzione di potenza?

[Black Magic]

C'è da dire che (anche questo davvero poco intuitivo) per la turbomacchina una "smotorata" da idle a full è meno gravosa che una riduzione di potenza da full a 50%.

Come cala lo stress con la velocità di riduzione di potenza?

Non conosco i valori, dipendono da tanti fattori diversi, ma teoricamente solo con un transitorio "infinitamente lungo e graduale" avresti 0% di stress.
Ovvio che 'sta situazione non si verifica mai nella realtà.

[Flyfree]

Come costruttori consigliamo....

Accidenti interessante grazie.

[Galaxy]

Altri aerei lasciano il tutto al controllo del pilota ( MD80 ) che però spesso non fa e allora ci troviamo frequentemente a 1500ft che alla thrust reduction le manette invece che andarsene indietro se ne vanno avanti !!!

Questo va in contraddizione con l'affermazione precedentemente pronunciata...

C'è da ricordare che le JAR non consentono riduzioni oltre il 25% della spinta massima, e non inferiori alla spinta di salita ( MCL ).

vabbè v'ho tediato, e impicciato il cervello ... un saluto.

Il tedio non è giunto... grazie

[aurum]

una domandina a blackmagic :


sai che ormai si diffonde sempre più la pratica A/C off.

Voglio sapere chi e' l'inventore!!!

[davidemox]

domanda...
ma visto tutto gli scritti.... mi state dicendo che e' piu gravoso ridurre dalla spita di decollo ad una clb ridotta .. che ridurre da una spinta di decollo ad una di full clb?

spiegandomi meglio..
dopo il decollo e' meglio mettere climb o climb2 (spinta piu bassa)?

[davidemox]

ovvio che io seguo le sop di compagnia ma a sto punto il dubbio mi viene

[aurum]

Da quanto dice Black Magic una riduzione di spinta e' dal punto di vista della fatica del motore,peggiore di uno "slam".
Sarebbe interessante sapere il perche'da un punto di vista puramente termodinamico.
Inoltre chiedo a B M se questo problema e' relativo solo ai motori pluristadio oppure no.

Ciao

[alainvolo]

L'utente alainvolo ha richiesto in data 31 ottobre 2011 la cancellazione del suo account e la rimozione dei suoi post.

[Black Magic]

Il problema della svalutazione della macchina non è di natura termodinamica stretta (cioè il ciclo non ne viene influenzato).
E' più un problema meccanico e di scienza dei materiali; una macchina "ideale" non lo avrebbe.
Dipende molto, più che dal numero di stadi, dalle caratteristiche dei materiali, dalle masse rotanti in gioco e dalle inerzie termiche del materiale e del fluido.
E' un difetto comune alle turbomacchine.
Un problema ancora maggiore, ad esempio, lo abbiamo con le turbine a vapore dei sottomarini nucleari, che pur avendo molti meno stadi di un turbofan aeronautico; hanno una massa rotante maggiore (perchè sono pesanti per smaltire più potenza) e hanno un volano termico più grande (per le caratteristiche termiche dell'acqua).
Queste turbine lavorano quasi a punto fisso e quando serve metterle a mezzo carico, prima si scaricano lentamente a zero e poi si riportano a 50%.
Un turbofan, pero', è molto più versatile.
Da quello che anch'io ho capito (ripeto che sono un aerodinamico e non uno strutturista) ci sono legami tra la propagazione delle cricche a fatica ciclica e di creep dei materiali ad alta temperatura, che sono influenzate maggiormante dai transienti che riducono il carico sul rotore, piuttosto che da quelli che lo aumentano.

@>davidemox è come dici tu; naturalmente le procedure operative fanno un compromesso tra le esigenze del propulsore, le tue esigenze, che lo usi per volare e quelle della compagnia, che paga il carburante e la manuntenzione.
Ma quì usciamo davvero dalle mie conoscenze.

[aurum]

E' un difetto comune alle turbomacchine.
Un problema ancora maggiore, ad esempio, lo abbiamo con le turbine a vapore dei sottomarini nucleari, che pur avendo molti meno stadi di un turbofan aeronautico; hanno una massa rotante maggiore

Quindi per un turbofan ad alta diluizione il problema e' piu' sentito?
E la fatica e' maggiore a carico delle palette o di altri organi?

[Black Magic]

E' un difetto comune alle turbomacchine.
Un problema ancora maggiore, ad esempio, lo abbiamo con le turbine a vapore dei sottomarini nucleari, che pur avendo molti meno stadi di un turbofan aeronautico; hanno una massa rotante maggiore

Quindi per un turbofan ad alta diluizione il problema e' piu' sentito?
E la fatica e' maggiore a carico delle palette o di altri organi?

Non saprei pronunciarmi sulla differenza che si ha col fattore bypass.
Idem per le zone più colpite; al mio livello di conoscenze farei solo ipotesi.
Appena di ritorno al lavoro lo chiedero' a qualche strutturista.
Sorry

[zksimo]

E' un difetto comune alle turbomacchine.
Un problema ancora maggiore, ad esempio, lo abbiamo con le turbine a vapore dei sottomarini nucleari, che pur avendo molti meno stadi di un turbofan aeronautico; hanno una massa rotante maggiore

Quindi per un turbofan ad alta diluizione il problema e' piu' sentito?
E la fatica e' maggiore a carico delle palette o di altri organi?

infatti...secondo questo principio avrebbe anche senso il fatto che con un turbofan militare si fanno molteplici movimenti di manetta da fULL (quindi military che è ha valori più alti di max contin) ad idle a middle di nuovo a full...insomma lo stress raggiungerebbe livelli enormi visti gli slam di manetta....

[TKO]

Altri aerei lasciano il tutto al controllo del pilota ( MD80 ) che però spesso non fa e allora ci troviamo frequentemente a 1500ft che alla thrust reduction le manette invece che andarsene indietro se ne vanno avanti !!!

Questo va in contraddizione con l'affermazione precedentemente pronunciata...

C'è da ricordare che le JAR non consentono riduzioni oltre il 25% della spinta massima, e non inferiori alla spinta di salita ( MCL ).

infatti !!! ... non è mica na cosa corretta quello che accade.

[TKO]

una domandina a blackmagic :

decollo con A/C on e decollo con A/C off ... quanto influenza nel ragionamento che hai fatto tu ?

sai che ormai si diffonde sempre più la pratica A/C off.

Mis sa che la fa solo AZ sull'airbus!
(deve essere stato qualche "inventore del volo"!)

la pratica è molto applicata su Airbus AZ ... ma la applica anche boeing su 767 e 777 in caso di necessità di un po di spinta in più ( alcune tabelle di pista sono addirittura calcolate con A/C off similarmente a Airbus )
la applica automaticamete anche md11 ( esclude lo spillamento all'applicazione della TO thrust e lo riapre alla CLIMB) ...
ma l'80? non è lui che alla piantata motore automaticamente esclude l'a/c sul motore vivo ??!!

è abbastanza diffusa.
non so se è geniale risparmiare uno 0.02 di EPR o uno 0.7% di N1 ma capita.

[TKO]

non so se è geniale risparmiare uno 0.02 di EPR o uno 0.7% di N1 ma capita.

In un CFM56-3 l'1% di N1 = 5% di spinta, fatti 2 conti...............



Ciao

si vedeva poco ... ma c'era molta ironia nel mio commento.

[Galaxy]

Altri aerei lasciano il tutto al controllo del pilota ( MD80 ) che però spesso non fa e allora ci troviamo frequentemente a 1500ft che alla thrust reduction le manette invece che andarsene indietro se ne vanno avanti !!!

Questo va in contraddizione con l'affermazione precedentemente pronunciata...

C'è da ricordare che le JAR non consentono riduzioni oltre il 25% della spinta massima, e non inferiori alla spinta di salita ( MCL ).

infatti !!! ... non è mica na cosa corretta quello che accade.

E allora perché accade, se non dovrebbe accadere?

[TKO]

perchè quando si va a fare il calcolo della riduzione della spinta di decollo si va ad adeguare la spinta al peso attuale al decollo.

a pesi molto bassi ne conseguono, seppur nei limiti consentiti ( -25%), spinte di decollo flex molto basse. queste spinte nei giorni freddi e con basse pressure altitudes diventano inferiori alla Climb Thrust che sull'80 non ha riduzioni.
quindi al momento di passare dalla spinta di decollo a quella di salita ( thrust reduction ) si verifica un aumento di spinta !!!
La soluzione ? controllare gli EPR dei due ratings e adottare il maggiore per l decollo.
quante volte si applica tale accorgimento ? ... mai!