Turbinas Aeronauticas Brasileiras (TR 3500 e TAPP 5000)

[Frederico Vieira]

Polaris e ITA concluem protótipo de turbina para aeronaves civis
Valor Online
20/03/2009

Virginia Silveira

O Brasil já está migrando para o rol de países que desenvolvem e certificam turbinas aeronáuticas. O Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em conjunto com a empresa Polaris Tecnologia, finalizou o desenvolvimento do primeiro protótipo de um turboreator de 350 quilos de empuxo, equivalente a uma potência de 1300 HP. Agora os pesquisadores trabalham no desenvolvimento de um motor turboélice de 1000 HP para equipar veículos aéreos não tripulados.

Um dos méritos desse projeto, segundo o diretor de Empreendimentos do Comando-geral de Tecnologia Aeroespacial (CTA), brigadeiro Venâncio Alvarenga Gomes, foi descobrir as competências que o Brasil possui para fabricar partes e componentes da turbina no próprio país. “Atividades como a usinagem do compressor, ignitor a plasma, a fusão do disco da turbina em liga especial e o balanceamento exigido pelas normas internacionais, são alguns dos exemplos dessa competência adquirida pelas indústrias brasileiras”, explicou.

Trata-se de um projeto estratégico, na medida em que existem hoje apenas cinco países no mundo com o domínio da tecnologia de desenvolvimento e certificação de motores aeronáuticos. “Numa segunda etapa, a turbina, batizada de TR3500, poderá equipar futuros projetos de aeronaves civis”, disse Alberto Carlos Pereira Filho, diretor da empresa Polaris.

As turbinas que equipam as aeronaves da Embraer são fornecidas por empresas estrangeiras, caso da canadense Pratt & Whitney (linha de jatos executivos e Supertucano), a americana GE (jatos 170 e 190) e a inglesa Rolls Royce (ERJ 145, Legacy 600). Os motores representam em torno de 20% a 30% do valor de uma aeronave.

“A TR3500 demonstra que podemos progredir rápido. Diferentemente do que ocorreu com relação ao desenvolvimento de turbinas em outros países, não precisaremos de décadas para atingir um produto autóctone e competitivo”, comenta Homero Santiago Maciel, coordenador geral do projeto no ITA.

O projeto do motor aeronáutico brasileiro teve início em 2003 com o desenvolvimento de uma turbina a gás para a Petrobras. “O objetivo desse projeto era dominar o processo de fabricação da câmara de combustão, a vibração do motor e o desenvolvimento do sistema de controle da turbina”, explica. A Petrobras apoiou a ideia e investiu R$ 850 mil na sua execução.

Na fase de preparação do protótipo da turbina aeronáutica, foram investidos R$ 3 milhões, dos quais R$ 1,7 milhão através da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep); R$ 750 mil do ITA e R$ 550 mil da Polaris. “A próxima etapa do projeto, avaliada em R$ 116 milhões, prevê a construção de 11 laboratórios avançados na área de testes para turbinas, infraestrutura necessária para garantir o processo de homologação dos motores”. Segundo o diretor da Polaris, esse tipo de laboratório ainda não existe no Brasil. Os recursos estão sendo negociados com a Finep.

A tecnologia envolvida no projeto das turbinas do ITA também gerou frutos para a Vale Soluções em Energia (VSE). A empresa patrocinou o desenvolvimento do protótipo de uma turbina a gás estacionária, na faixa de potência de 1 MW, para geração de energia elétrica. Batizada de TVRD 1000, a turbina a gás da VSE foi testada em maio de 2007. O sucesso da operação motivou a empresa a apostar na construção de uma base fabril no Parque Tecnológico de São José dos Campos.

Segundo o coordenador do programa de interface entre as empresas e o CTA, Homero Santiago Maciel, o objetivo da VSE é o desenvolvimento de uma família de turbinas para minitérmicas, com potencial para competir no mercado de energia.

A Petrobras, de acordo com Pereira Filho, também é parceira da Polaris no desenvolvimento de uma turbina a gás acima de 3 MW, um projeto orçado em R$ 80 milhões. “Hoje, a Petrobras possui cerca de 180 turbinas importadas e gasta aproximadamente US$ 300 milhões na manutenção desses equipamentos”.

As turbinas brasileiras, segundo Pereira Filho, seriam usadas pela Petrobras na geração de energia elétrica para suas plataformas e para manter a pressão na linha de bombeamento de petróleo. “A empresa usa compressores gigantescos que são acionados por turbinas a gás”.

Criada por engenheiros do ITA, a Polaris é uma empresa de alta tecnologia que funciona como incubada da Petrobras, nas instalações da Refinaria Henrique Lage (Revap), em São José dos Campos. Além da turbina a gás, a Polaris desenvolve para a estatal de petróleo um queimador que gera fonte térmica de calor para que a empresa possa utilizar óleo pesado sem poluir o meio-ambiente.

[Frederico Vieira]

20/08/2009
Etapa do Projeto de Turbina Aeronáutica de Pequena Potência de 5000 N (TAPP 5000) é concluída com sucesso


Contribuição: Divisão de Propulsão Aeronáutica

Uma importante etapa de implantação da infraestrutura de ensaios do projeto TAPP 5000 (Turbina Aeronáutica de Pequena Potência de 5.000 N de empuxo) foi concluída com sucesso, no dia 21 de julho de 2009, através da especificação, da fabricação e da montagem do duto de escapamento de gases de combustão (figura 1) do banco de ensaios da Divisão de Propulsão Aeronáutica (APA) do IAE. A idealização do banco de ensaios completo é apresentada na figura 2, onde se pode identificar o posicionamento do duto de escapamento.



Entenda o Projeto TAPP 5000



O projeto TAPP 5000 tem como objetivo desenvolver e fabricar um modelo de engenharia de um turborreator para utilização em aeronaves não-tripuladas que pesem até 1,5 toneladas. Atualmente, a TAPP encontrando-se em fase de fabricação do primeiro motor pela empresa TGM Turbinas, parceira do projeto por meio da FINEP.

Iniciado formalmente em novembro de 2005, está previsto no cronograma do projeto TAPP 5000 a conclusão da montagem e a instalação do primeiro protótipo no banco de ensaios (figura 2) até o final de 2009, quando se iniciarão os ensaios de desenvolvimento. Até a conclusão do projeto, previsto para dezembro de 2010, serão construídos dois dos protótipos da TAPP.


A TAPP é composta por um compressor axial com cinco estágios, uma câmara de combustão anular de fluxo direto e uma turbina axial de um único estágio, conforme a ilustração da figura 3.

De Olho na História

O projeto TAPP é a terceira turbina aeronáutica desenvolvida pela APA. Historicamente, o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), por meio da Divisão de Propulsão Aeronáutica, tem conduzido um programa de turbomotores desde a década de 1970. Tal programa permite o domínio da tecnologia de concepção, desenvolvimento, fabricação, ensaios, operação e utilização destes motores.

Dentro do programa de turbomotores (ou turbinas a gás), destacam-se os projetos aeronáuticos: 1) Projeto Parayba I: projeto, fabricação e homologação de unidade aerotransportável para partida da aeronave AT-26 Xavante (1976); 2) Projeto TJ-2: concepção, projeto e construção de modelos experimentais de um turbojato de 320 N de empuxo (1983), financiado pela CBT - Companhia Brasileira de Tratores e pelo COMAER; e 3) Projeto TPP 1000 (TJ-10): concepção e projeto de modelos experimentais de um turbojato de 1000 N de empuxo (1984), financiado pela FINEP-FNDCT. Estas duas últimas turbinas aeronáuticas mereceram a publicação de artigo em revista internacional da American Society of Mechanical Engineers (ASME 90GT196).

A TJ-2 foi, portanto, a primeira turbina a gás aeronáutica concebida e fabricada no Brasil. A TJ-2 funcionou com querosene de aviação (QAV-1), álcool hidratado, GLP, GNV e fez os primeiros ensaios com os combustíveis experimentais Prozene e Prodiesel. Após sua fabricação, a TJ-2 foi instalada no Veículo Aéreo Não-Tripulado (VANT) da CBT (figura 4) onde executou corrida em pista na cidade de São Carlos – S.P.

[Frederico Vieira]

Uma vez ouvi que independencia tecnologica se conquista com pesquisa,e que ninguem ensina a dar o pulo do gato assim de mão beijada, então criei esse topico para tratar desse assunto que é de suma importancia para a industria aeronautica, a autonomia na área de propulsão é crucial se um dia quisermos por exemplo construir um caça 100% nacional, sei que estamos só no começo e essas tubinas ( tr3500 e TApp 5000 ) serão usadas principalmente para os vant´s mas já é um otimo começo, e eu acedito que um dia iremos produzir turbinas de grande empuxo para aeronaves maiores e até mesmo caças!

[Tupi]

Muito interessante Frederico Vieira. A evolução de motores e turbinas nacionais, claramente merece um tópico específico.

[Anderson TR]

Interessante matéria!!!!Aguardamos novidades de nossos pesquisadores....Com certeza um tópico que merece atenção!!
Tomara que o FX-2 Impulsione esses trabalhos de desenvolvimento.

[czarccc]

Excelente notícia, Frederico Vieira!!!

Tecnologia de motores é uma das mais restritas entre as que fazem parte de um avião. Certamente é um degrau necessário à independência tecnológica. Ótimo tópico. Obrigado pelas notícias e continue nos mantendo informados.

Saudações

[LeandroGCard]

Acabo de chegar de SJC, onde tive uma reunião na VSE, a divisão do grupo Vale do Rio Doce que está envolvida com o desenvolvimento destas turbinas, mas nas versões para geração de energia elétrica. Inclusive na frente da recepção da empresa já está em exposição o primeiro protótipo real, muito interessante.

Durante a reunião foram conversados diversos assuntos interessantes, inclusive sobre novidades tecnológicas inéditas mundialmente que estão sendo desenvolvidas para aplicação nestas turbinas, mas não posso comentar detalhes. O que posso dizer é que já está sendo montado um grande centro de pesquisas na área de geração elétrica em SJC, em grande parte dedicado ao desenvolvimento destas turbinas para geração de energia, e que a fábrica para sua produção em série também já está iniciada (ou será em breve, não ficou perfeitamente claro) nos arredores de BH.

O primeiro e principal cliente dos geradores será a própria Vale, pois segundo o pessoal da VSE ela já consome sozinha cerca de 8% de toda a energia produzida no Brasil (não acreditei muito, mas foi o que me disseram). E é bem provável que a produção das turbinas de uso aeronáutico venha a ser feita na mesma fábrica que produzirá as de geração elétrica.


Leandro G. Card

[Brasileiro]

Eu sou favorável a que a VSE se alie a algum parceiro mundial reconhecido e experiente na produção de turbinas aeronáuticas para possível desenvolvimento/fabricação de alguma turbina para algum projeto futuro da Embraer. Isso daria visibilidade e experiência para passos maiores posteriores.

O primeiro passo vai ser o turboélice para o VANT (da mesma categoria do motor do Tucano, Super Tucano, Bandeirante, King Air, etc). Quem sabe uma aplicação em alguma aeronave tripulada não dê asas ao projeto?


abraços]

[Tupi]

Acabo de chegar de SJC, onde tive uma reunião na VSE, a divisão do grupo Vale do Rio Doce que está envolvida com o desenvolvimento destas turbinas, mas nas versões para geração de energia elétrica. Inclusive na frente da recepção da empresa já está em exposição o primeiro protótipo real, muito interessante.

Durante a reunião foram conversados diversos assuntos interessantes, inclusive sobre novidades tecnológicas inéditas mundialmente que estão sendo desenvolvidas para aplicação nestas turbinas, mas não posso comentar detalhes. O que posso dizer é que já está sendo montado um grande centro de pesquisas na área de geração elétrica em SJC, em grande parte dedicado ao desenvolvimento destas turbinas para geração de energia, e que a fábrica para sua produção em série também já está iniciada (ou será em breve, não ficou perfeitamente claro) nos arredores de BH.

O primeiro e principal cliente dos geradores será a própria Vale, pois segundo o pessoal da VSE ela já consome sozinha cerca de 8% de toda a energia produzida no Brasil (não acreditei muito, mas foi o que me disseram). E é bem provável que a produção das turbinas de uso aeronáutico venha a ser feita na mesma fábrica que produzirá as de geração elétrica.


Leandro G. Card

Que maravilha o processo esta andando de forma concreta e tem aplicação comercial imediata. isso é fundamental no nosso Brasil!
Em relação ao consumo da Vale ser +/-8% da carga brasileira. Pode acreditar. Na verdade ele é oficialmente de 7% relativo a carga de 2007.

[LeandroGCard]

Eu sou favorável a que a VSE se alie a algum parceiro mundial reconhecido e experiente na produção de turbinas aeronáuticas para possível desenvolvimento/fabricação de alguma turbina para algum projeto futuro da Embraer. Isso daria visibilidade e experiência para passos maiores posteriores.

O primeiro passo vai ser o turboélice para o VANT (da mesma categoria do motor do Tucano, Super Tucano, Bandeirante, King Air, etc). Quem sabe uma aplicação em alguma aeronave tripulada não dê asas ao projeto?


abraços]

Pelo que entendi da conversa com os técnicos da VSE (foi uma reunião eminentemente técnica) eles não tem interesse direto no desenvolvimento de turbinas aeronáuticas, mas apenas das de geração de energia. Na verdade estão sendo desenvolvidas outras tecnologias na área, turbinas serão apenas uma das opções a ser disponibilizadas.

A possibilidade de produzir esta turbina que o pessoal da aeronáutica está desenvolvendo para o VANT nacional seria devido à comunalidade de muitos componentes e ao baixo nível de produção esperado (o que dificulta encontrar empresas dispostas a investir na produção). Conta também o fato de que em princípio ela não será homologada para uso uso em aeronaves tripuladas, não exigindo portanto que a VSE faça todos os investimentos que seriam necessários para permitir a homologação.


Abraços,


Leandro G. Card

[Enlil]

Tópico muito interessante, excelente iniciativa Frederico Vieira. Muito boas essas notícias, poucas tecnologias são tão estratégicas quanto o domínio da propulsão de aeronaves e aqui temos um claro caso de aplicabilidade dual das mesmas. [ ], até mais...

[thicogo]

Parceria entre ITA e empresa cria mestrado em turbinas a gás
O projeto que prevê a ampliação do prédio da universidade vai dobrar a capacidade de formação de engenheiros

O Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), em São José dos Campos, anunciou ontem (18/11) a parceria com uma empresa para ampliar a universidade. Isso vai dobrar o número de vagas para novos alunos.

O projeto que prevê a ampliação do prédio da universidade vai dobrar a capacidade de formação de engenheiros. Das 120 vagas atuais para 240 por ano. O ITA é uma das universidades mais concorridas do país. A cada vestibular são 6,5 mil candidatos.

Na cerimônia foi firmado também um convênio entre empresa e escola para a criação de um curso de mestrado em turbinas. São 20 vagas já para o ano que vem.

“A gente tem uma certa escassez de profissionais qualificados no país e a gente está, desta forma, através da criação de um mestrado profissional em projeto e execução de turbinas a gás, contribuindo para sanar esta deficiência”, diz o diretor-presidente da Vale Soluções, James Pessoa.

A Vale Soluções em energia cedeu também o primeiro protótipo de uma turbina a gás produzida no Brasil em parceria com o Instituto. O projeto de R$1,7 milhão fica agora para os estudos em tecnologia na universidade. “No momento em que uma empresa se aproxima da universidade e tem um projeto comum, nós temos o conhecimento científico-tecnológico se transformando em riqueza. Isso é feito em todo o mundo. É muito importante para o Brasil”, diz o Ministro de Ciência e Tecnologia, Sergio Machado.

FONTE/FOTO: VNews Via Poder Aéreo

[Brasileiro]

Na foto, uma turbina de pequena potência acoplada a um gerador elétrico.
Alguém sabe de quantos Watts?



abraços]

[WalterGaudério]

Acabo de chegar de SJC, onde tive uma reunião na VSE, a divisão do grupo Vale do Rio Doce que está envolvida com o desenvolvimento destas turbinas, mas nas versões para geração de energia elétrica. Inclusive na frente da recepção da empresa já está em exposição o primeiro protótipo real, muito interessante.

Durante a reunião foram conversados diversos assuntos interessantes, inclusive sobre novidades tecnológicas inéditas mundialmente que estão sendo desenvolvidas para aplicação nestas turbinas, mas não posso comentar detalhes. O que posso dizer é que já está sendo montado um grande centro de pesquisas na área de geração elétrica em SJC, em grande parte dedicado ao desenvolvimento destas turbinas para geração de energia, e que a fábrica para sua produção em série também já está iniciada (ou será em breve, não ficou perfeitamente claro) nos arredores de BH.

O primeiro e principal cliente dos geradores será a própria Vale, pois segundo o pessoal da VSE ela já consome sozinha cerca de 8% de toda a energia produzida no Brasil (não acreditei muito, mas foi o que me disseram). E é bem provável que a produção das turbinas de uso aeronáutico venha a ser feita na mesma fábrica que produzirá as de geração elétrica.


Leandro G. Card

8% da energia industrial Leandro.

[Sideshow]

Só a produção de aluminio gasta 4% de toda a energia