Pratt & Whitney PW4000
Motor de avión con turbofán de alto bypass

PW4000
El diámetro del ventilador PW4098 de 112 pulgadas (2,8 m) utilizado en el Boeing 777
TipoTurbofán
Origen nacionalEstados Unidos
FabricantePratt y Whitney
Primera ejecuciónAbril de 1984 [1]
Aplicaciones principalesAirbus A300 -600/ Airbus A310
Airbus A330
Boeing 747-400
Boeing 767 / KC-46
Boeing 777
McDonnell Douglas MD-11
Stratolaunch de materiales compuestos a escala
Producido1984-presente
Número construido2.500 (junio de 2017) [2] [ necesita actualización ]
Desarrollado a partir dePratt y Whitney JT9D
Desarrollado enAlianza de motores GP7000

El Pratt & Whitney PW4000 es una familia de motores de aviación turbofán de doble carrete, flujo axial y alto bypass producidos por Pratt & Whitney como sucesores del JT9D . Se puso en funcionamiento por primera vez en abril de 1984, recibió la certificación de la FAA en julio de 1986 y se introdujo en junio de 1987. Con un empuje que va de 50.000 a 99.040 lbf (222 a 441 kN), se utiliza en muchos aviones de fuselaje ancho .

Desarrollo

El PW4000, con un peso de 230 a 275 kN y un ventilador de 2,4 m, realizó su primera prueba en abril de 1984, fue certificado por la FAA en julio de 1986 y se introdujo en junio de 1987. Propulsa los Airbus A300-600 y Airbus A310-300 , los Boeing 747-400 y 767-200 /300 y los aviones de fuselaje ancho McDonnell Douglas MD-11 . [1]

El desarrollo de la versión de 64.000–68.000 lbf (280–300 kN) y 100 pulgadas (2,5 m) de ventilador comenzó en diciembre de 1991 para el Airbus A330 , fue certificado por la FAA en agosto de 1993 y realizó su primer vuelo dos meses después. Recibió la aprobación de 90 minutos de operaciones de doble motor de alcance extendido ( ETOPS ) en su introducción en diciembre de 1994, y la aprobación de 180 minutos de ETOPS en julio de 1995. En enero de 2000, era el líder del mercado del A330 con más de la mitad de la base instalada y un millón de horas, más del doble que cada competidor. [1] El paquete de actualización Advantage 70 para el PW4168A, que propulsaba alrededor de un tercio de la flota activa de Airbus A330, se lanzó en el Salón Aeronáutico de Farnborough de 2006 , aumentando el empuje a 70.000 lbf (311 kN) y reduciendo el consumo de combustible en aproximadamente un 1,2%, así como los costos operativos generales hasta en un 20%. [3]

Un PW4074 en un ANA 777-200 en mantenimiento con las puertas del ventilador abiertas, mostrando el disco del ventilador dentro de la cubierta de entrada en la parte delantera del motor.

Para el Boeing 777 , el desarrollo de la versión de 84.000–98.000 lbf (370–440 kN), ventilador de 112 pulgadas (2,8 m) comenzó en octubre de 1990, alcanzó 100.000 lbf (440 kN) en mayo de 1993 y fue aprobado para 180 min ETOPS en la entrada en servicio en junio de 1995. El motor de lanzamiento del 777 entró en servicio el 7 de junio de 1995, con United Airlines . El PW4090 de 90.000 lbf (400 kN) entró en servicio en marzo de 1997. El PW4098 de 98.000 lbf (440 kN) recibió la certificación de la FAA en julio de 1998 y se introdujo en el Boeing 777-300 en septiembre de 1999, pero unos años más tarde se suspendió debido a problemas de temperatura central y consumo de combustible que no eran atractivos para las aerolíneas. [1]

En 2000, más de 2000 motores PW4000 habían acumulado más de 40 millones de horas de servicio con 75 operadores. [1] En 30 años entre junio de 1987 y 2017, se han entregado más de 2500 motores, registrando más de 135 millones de horas de vuelo. [2]

Diseño

Sección de ventilador con aspas de titanio PW4077 con anillo de contención en las instalaciones de mantenimiento de United Airlines en SFO

El PW4000 tiene una tasa de fiabilidad de despacho del 99,96% y está aprobado para ETOPS 180. El motor promedio permanece en el ala 13.500 horas de vuelo antes de una visita al taller (una tasa de visitas al taller de 0,073 por cada mil horas). Se afirma que es acumulativamente 3,4 dB más silencioso que otros motores de su clase. [1]

Al igual que otros motores de aviones modernos, tiene un control digital del motor de autoridad total (FADEC), para una mejor economía de combustible y confiabilidad. [4] Además, las aleaciones monocristalinas permiten una capacidad de temperatura más alta y los revestimientos de la cámara de combustión Floatwall de PW mejoran la durabilidad y la facilidad de mantenimiento. [1] Además, la cámara de combustión de una sola fila Talon ("Tecnología para NOx bajo asequible ") mejora la mezcla de combustible y aire, para lograr emisiones de NOx, CO y HC un 10% mejores. [1]

Variantes y aplicaciones

La familia de motores de la serie PW4000 utiliza una numeración sistemática con los tres últimos dígitos (PW 4 XYZ ) como identificación de la aplicación y potencia de empuje:

  • La X describe el fabricante de la aeronave para la que está aprobado el motor. El "0" representa a Boeing , el "1" a Airbus y el "4" al McDonnell Douglas MD-11.
  • YZ denota el empuje certificado en libras estadounidenses (lbf) en fracción por milla.

Ejemplo: Un PW4090 identifica un motor de la serie PW4000 certificado para Boeing (777-200ER) y tiene un empuje certificado de 90.000 lbf.

PW4000-94

Variantes : PW4052, PW4056, PW4060, PW4062, PW4062A, PW4152, PW4156A, PW4156, PW4158, PW4460 y PW4462.
Rango de empuje : 231–276 kN (52 000 lbf – 62 000 lbf) [5]
Aplicaciones :

PW4000-100

Variantes : PW4164, PW4168, PW4168A y PW4170.
Rango de empuje : 287–311 kN (64.500 lbf – 70.000 lbf) [6]
Aplicaciones : las variantes de motor están diseñadas exclusivamente para Airbus A330 -200 y -300 (Tenga en cuenta que esto no incluye el A330neo: -800 o -900 ni el BelugaXL (A330-700)).

PW4000-112

Variantes : PW4074/74D, PW4077/77D, PW4084/84D, PW4090 y PW4098.
Rango de empuje : 329–436 kN (74.000 lbf – 98.000 lbf) [7]
Aplicaciones : las variantes de motor están diseñadas exclusivamente para Boeing 777 -200, -200ER, -300 (la primera generación 777 o 777 Classics). (Tenga en cuenta que esto no incluye la segunda generación 777 -200LR, -300ER o F que están propulsados ​​exclusivamente por el GE90 ).

Accidentes e incidentes

UAL1175 PW4077 Sección de raíz de la pala del ventilador que muestra la superficie de fractura que muestra fatiga del metal
Daños en las aspas huecas del ventilador UA328 , superficie de fractura cerca del cubo en la parte superior de la foto

Involucrando la serie PW4000-112

17 de marzo de 2003, vuelo 842 de United Airlines
Un cojinete defectuoso del PW4090 provocó la pérdida del motor y el desvío a Kona, Hawái , de un Boeing 777-200ER que se dirigía desde Auckland, Nueva Zelanda , a Los Ángeles . Con una duración de 190 minutos, este fue el desvío más largo registrado con un solo motor hasta ese momento. [8] [9] [10]
27 de mayo de 2016, vuelo 2708 de Korean Air
Una falla no contenida en la turbina PW4090 provocó un despegue abortado, [11] [12] en un Boeing 777 -300 en el Aeropuerto de Tokio-Haneda . [13]
13 de febrero de 2018, vuelo 1175 de United Airlines
Una falla en una pala de ventilador PW4077 causó daños significativos en el motor de un Boeing 777-200 que descendía de San Francisco a Honolulu. [14] La inspección de rutina de las palas de ventilador en 2005 y 2010 había mostrado una grieta en la estructura metálica de la pala, pero inspectores insuficientemente capacitados la habían confundido con un defecto en la pintura. [15] [16] En 2019, una directiva de aeronavegabilidad ordenó inspecciones recurrentes del motor basadas en ciclos de uso. [17]
4 de diciembre de 2020, vuelo 904 de Japan Airlines
Un motor PW4074 tuvo una falla en las aspas del ventilador y daños asociados en la cubierta del motor mientras el Boeing 777-200 estaba saliendo de Okinawa . [18] A marzo de 2021, la investigación está en curso.
20 de febrero de 2021, vuelo 328 de United Airlines
El PW4077-112 de la mano derecha del Boeing 777-200 tuvo una falla en la pala poco después de despegar de Denver , lo que causó un daño significativo al motor. [19] [20] Se rompieron dos palas del ventilador: una sufrió fatiga del metal y posiblemente astilló otra pala que también se rompió. [21] La pala defectuosa cumplía con el intervalo de inspección establecido por la FAA después del incidente de 2018. La FAA inmovilizó los 777 afectados y emitió una Directiva de Aeronavegabilidad de emergencia el 23 de febrero, requiriendo una Inspección Acústica Térmica (TAI) de las palas del ventilador -112 antes del próximo vuelo. [22] [23] Las autoridades japonesas y la CAA del Reino Unido siguieron su ejemplo, [19] inmovilizando 69 Boeing 777 en servicio y 59 en almacenamiento. [24] [25] La mayoría de las aerolíneas habían inmovilizado voluntariamente la aeronave antes, excepto los cuatro aviones de Jin Air de Corea del Sur . [ cita requerida ] A marzo de 2021 la investigación sigue en curso. [ cita requerida ]

Involucrando la serie PW4000-100

6 de mayo de 2014, Vietnam Airlines VN-A371
Fallo incontenible de la etapa cuatro de una turbina de baja presión PW4168A que provocó el rechazo del despegue de un Airbus A330 en el aeropuerto de Melbourne, en Australia. [26]
13 de febrero de 2018, vuelo 55 de Delta Air Lines
Incendio PW4168 en un Airbus A330-200 que ascendía desde Lagos (Nigeria) a 2.000 pies de altura. [27]
18 de abril de 2018, vuelo 30 de Delta Air Lines
El incendio del PW4168A del Airbus A330-323 tras despegar de Atlanta, [28] [29] investigado por la NTSB y la BEA francesa . [30]

Involucrando la serie PW4000-94

7 de junio de 2017, vuelo 276 de Delta Airlines
Los restos metálicos en un tubo de escape PW4056 y una grieta de 360 ​​grados en la caja de la turbina LP justo delante de la brida trasera hicieron que un Boeing 747-400 que volaba a FL320 regresara a Tokio Narita . [31] Todos los perfiles aerodinámicos del HPC de la 5.ª a la 15.ª etapa estaban dañados con muescas, abolladuras y desgarros en los bordes de ataque y de salida y/o se rompieron en varias longitudes por encima de las plataformas de la raíz de las palas. El HPT y el LPT también tenían daños extensos, y la caja del LPT tenía una división de 360° en línea con el rotor de la turbina de la 6.ª etapa. [31] La NTSB informa de 38 fracturas del perfil aerodinámico del álabe del compresor de la 5.ª etapa antes de que se actualizara la pieza. [31]
20 de febrero de 2021, vuelo 5504 de Longtail Aviation
Fallo del Boeing 747-412 BCF PW4056 poco después de despegar del aeropuerto de Maastricht Aachen  : las palas de la turbina que cayeron hirieron levemente a dos personas en tierra, el avión pudo aterrizar sin problemas en el aeropuerto de Lieja . [32] [33] [34] [35]
28 de marzo de 2022, vuelo 134 de United Airlines
Un Boeing 767 con motores Pratt & Whitney PW4060 sufrió una separación de las aspas del ventilador del motor derecho (número 2) durante un vuelo de Nueva York a Zúrich . El incidente ocurrió sobre el océano Atlántico. El avión se desvió a Shannon , Irlanda , y aterrizó sin problemas con 123 personas a bordo. [36]

Presupuesto

El PW4000 se produce en tres modelos distintos, con diferentes sistemas LP para abordar diferentes necesidades de empuje.

Variante-94 [37]-100 [38]-112 [39]
TipoTurbofán de dos carretes con alta relación de derivación
Longitud153,6 pulgadas (390 cm)167,2 pulgadas (425 cm)190,4 pulgadas (484 cm)
Peso9,420 libras
4,273 kilogramos		12,900 libras
5,851 kilogramos		15 095–15 741 libras
6847–7140 kg		16,260 libras
7,375 kilogramos
Compresor1 ventilador, 4 LP, 11 HP1 ventilador, 5 LP, 11 HP1 ventilador, 6 LP, 11 HP1 ventilador, 7 LP, 11 HP
CombustiónAnular
Turbina2 caballos de fuerza, 4 LP2 caballos de fuerza, 5 LP2 caballos de fuerza, 7 LP
Empuje50 000–62 000 lbf
222–276 kN		64 500–70 000 lbf
287–311 kN		77 440–91 790 lbf
344–408 kN		91.790–99.040 libras-pie
408–441 kN
Variante-94 [40]-100 [41]-112 [42]
Admirador94 pulgadas (239 cm)100 pulgadas (254 cm)112 pulgadas (284 cm)
Relación de derivación4.8–5:14.9:15.8–6.4:1
Relación de presión general27,5–32,332,0–34,134,2–42,8
Relación de presión del ventilador1,65–1,801,75–1,761,70–1,80
AplicacionesB747-400 , B767 , MD-11
A300-600 , A310		A330B777

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

  1. ^ abcdefgh "Los derivados del PW4000 siguen impulsando el éxito del motor". Flight Daily News . 23 de febrero de 2000.
  2. ^ ab "Pratt & Whitney conmemora los 30 años de potencia del motor PW4000-94" (nota de prensa). Pratt & Whitney. 21 de junio de 2017.
  3. ^ "P&W revela el 'Advantage 70'". Flight Daily News . 14 de marzo de 2006.
  4. ^ Jeff Schweitzer, Pratt & Whitney (14-17 de julio de 2003). "Preparación de la tecnología de propulsión para los sistemas de transporte de próxima generación". Simposio y exposición internacional del aire y el espacio de la AIAA . doi :10.2514/6.2003-2787. ISBN 978-1-62410-165-6.
  5. ^ Pratt & Whitney. «PW4000-94» . Consultado el 20 de julio de 2019 .
  6. ^ Pratt & Whitney. «PW4000-100» . Consultado el 20 de julio de 2019 .
  7. ^ Pratt & Whitney. «PW4000-112». Archivado desde el original el 19 de julio de 2019. Consultado el 20 de julio de 2019 .
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  9. ^ Leonardo, David (25 de marzo de 2003). "Un 777 con fallo de motor supera el límite ETOPS: el incidente en el Pacífico fue el desvío más largo de la historia con un solo motor". Flight Global . Consultado el 7 de marzo de 2021 . Un Boeing 777-200ER de United Airlines se vio obligado a realizar un desvío de 190 minutos con un solo motor sobre el océano Pacífico cuando había sido despachado con una limitación de 180 minutos, según la Administración Federal de Aviación de Estados Unidos. Boeing confirma que se trata del desvío más largo de la historia con un solo motor bajo las reglas de operaciones con dos motores de alcance extendido (ETOPS).
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  41. ^ "Motor PW4170 para el A330" (PDF) . Pratt & Whitney.
  42. ^ "Ventilador PW4000 de 112 pulgadas" (PDF) . Pratt & Whitney.

Lectura adicional

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Pratt & Whitney PW4000 .
  • Página del producto PW4000-94
  • Página del producto PW4000-100
  • Página del producto PW4000-112
  • Gunston, Bill (2006). Enciclopedia mundial de motores aeronáuticos, quinta edición . Phoenix Mill, Gloucestershire, Inglaterra, Reino Unido: Sutton Publishing Limited. ISBN 0-7509-4479-X.
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