El motor AE3007

Este motor reactor equipa varios aviones, entre ellos el ERJ-145. Se trata de un turbofan desarrollado por Allison allá por 1988 y que luego fue producido por Rolls-Royce en 1991. Es un motor con una ratio de derivación de 5:1 En su día esto era considerado como high bypass ratio, pero hoy en día, con motores de 12:1 y más, se podría considerar medio by-pass ratio.

El motor cuenta con un solo fan de 24 alábes (N1) de geometría fija unido a una turbina de baja con tres escalones y un compresor axial de 14 etapas (N2) unido a una turbina de alta presión de dos escalones. En el ERJ-145, cada motor está gestionado por dos FADEC completamente independientes. En vez de tener un solo FADEC con dos canales se optó por utilizar dos de ellos en cada motor.

El motor acciona una caja de engranajes (gear box) que mueve los accesorios:

• Bomba de combustible (FPMU) - fuel pump and metering unit.
• Bomba hidráulica
• Dos generadores eléctricos DC
• Un PMA o alternador de corriente.
• Una ATS o turbina de arranque

El motor provee aire al sistema neumático (presurización y aire acondicionado), al sistema anti hielo y al sistema de arranque. Algunos modelos llevan como opción la reversa del tipo clamshell. El modelo que estamos dando en nuestra calificación de tipo es el AE3007 A1 de unas 7500 lb (33,7 kN) de empuje. El motor está certificado para entregar este empuje por un tiempo máximo de 5 minutos. El motor ha sido producido para un empuje contínuo (flat rate) de ISA +30. Esto quiere decir que en condiciones de mucho calor, superiores a 45º C, el motor omienza a entregar menos empuje para no causar daños.

El motor cuenta con una reducción (de-rate) de un 11% en el empuje a la que se llama ALT TO-1. Se suele utilizar siempre que sea posible para alargar la vida del motor. Para evitar pérdidas del compresor y posible reversa del flujo (surge), el compresor cuenta con álabes de geometría variable (IGV y cinco etapas de los estatores compresor) además de un sistema de purga o sangrado en las etapas 9 y 14.

El 80% del aire no pasa por la cámara de combustión (by-pass air). El 75% del empuje se consigue gracias a este aire, mientras que el restante 25% lo proporciona el aire que pasa por la cámara de combustión. El motor mide 2,92 metros y pesa en seco 751,6 kg. El eje del fan (N1) gira a unas 8.700 RPM a máximo régime y el eje del compresor (N2) lo hace a 16.400 RPM. Debajo se puede ver el detalle de la salida de gases de un motor BR710 (muy parecido al AE3007 en su parte posterior) con los característicos pétalos. 

El propósito de estos pétalos es reducir el ruido del motor causado por las dos (en realidad tres) corrientes de aire que se juntan a la salida: la que proviene de la cámara de combustión (muy caliente y rápida), la que transita por el by-pass (fría y más lenta) y la corriente libre de aire donde vuela el avión.

Al incrementar la superficie de contacto donde se juntan estas corrientes de aire a diferentes velocidades, se reduce la cizalladura, los remolinos y las turbulencias que son las que causan el típico ruido de un motor a reacción. Debajo se puede ver la caja de engranajes y la turbina de arranque por aire ATS.  

La turbina ATS es la segunda cosa más rápida en un avión. Esta gira a unas 80.000 RPM y utiliza aire de un carrillo externo o del APU (o del otro motor) para mover el eje N2 en el proceso de arranque. Lo que se hace en la ATS es ir a través de una serie de engranajes para cambiar alta velocidad y bajo torque del aire a presión (unos 35 psi) por baja velocidad y alto torque con el que mover el rotor N2. Una vez arrancado el motor (al 57% de N2) la ATS se desacopla por medio de un mecanismo similar al de un embrague. 

Debajo se puede ver el certificado de tipo del motor expedido por la EASA. El documento contiene datos y detalles muy interesantes para los curiosos.