The OLE-Nx Engine

1. The OLE-Nx Engine Repowering the Fokker 70

2. VolAir, afdeling 2A2O Opdracht Doel Erik Hoogeveen Lennart Meijer Blessing Njohb Anjali Ori Benjamin Wennink Welkom

3. Gas turbine engine Requirements Performance Engine specs Construction Engine lay-out Marketing Benjamin Wennink Anjali Ori Lennart Meijer Michel van der Meer Erik Hoogeveen Blessing Njohb Indeling presentatie

4. The Gas Turbine Engine Theoretic knowledge and advanced (new) technologies Benjamin Wennink

5. Gasturbine motoren algemeen (1) Doel: • Versnellen van luchtdeeltjes Berust op: • Derde wet van Newton • Elke actie geeft een tegengestelde reactie • F = m x a • Het verbrandingsproces • Brayton cycle Voortstuwing = de kracht welke opgewekt wordt in de tegengestelde richting door een uitstoot van een vloeistof onder druk, welke door een opening verlaat Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

6. Gasturbine motoren algemeen (2) Uitvoering: • Een continu open proces, vergelijkbaar met de zuigermotor • Stationing als gebieds-aanduiding: Opbouw: • Inlaat (00 – 01) • Fan (01 – 2.8) • Compressor (01 – 03) • Verbrandingskamer (03 – 04) • Turbine (04 – 05) • Nozzle (05 – 08) Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

7. Inlaat (1) Doel: • Snelheid van de lucht verlagen • Verhoging van potentiële energie • Zo gevormd dat er meer lucht aangezogen word • Ram Recovery effect/Ram Rise effect Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

8. Inlaat (2) Werking: • Hoe wordt de snelheid verlaagd? • Vormgeving • Drukverschillen • Vent holes • Anti-ice • Ram Rise effect • Meer thrust • Geen extra fuel flow • Hogere compressie ratio + - Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

9. Inlaat (3) Geavanceerde technologie: • Foreign Object Damage (FOD) resistance • Impeller werking • Drukverschillen & • Centrifugaalkracht + - - Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

10. Doel: Druk verhogen van de vloeistof Verhoging van potentiële energie Hierdoor een grotere efficiëntie Twee soorten: Radiaal compressoren Meer robuust Goedkoop om te maken Mindere mass flow Mindere compression ratio Minder thrust capaciteit Axiaal compressoren Minder robuust Duurder om te maken Meer mass flow Meer compression ratio Meer thrust capaciteit Compressor (1) Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

11. Compressor (2) Werking: • Verdeling: • Lage druk compressor (LPC), ofwel; Fan • Hoge druk compressor (HPC) • Onderdelen • Rotor bladen • Stator vanen • Snelheid- en drukverloop • Betere materialen  Lichter • Temperaturen van 550˚C • Challenges: • Stall & Surge • Kruip • Breder operatie bereik Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

12. Compressor (3) Geavanceerde technologie: • Variable Inlet Guide Vanes (VIGV’s) • Lage snelheid • Veel “swirl” • Beste AOA • Kan snel accelereren • Hoge snelheid • Weinig “swirl”” • De optimale AOA behouden • Variable Stator Vanes (VSV’s) • Automatisch bestuurd • FADEC systeem Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

13. Verbrandingskamer (1) Doel: • Het verbranden van het mengsel van hete lucht en brandstof zodat er zoveel mogelijk warmte vrijkomt (binnen de materiaallimieten) • Dit moet een zo’n uniform mogelijke expansie, warmteverdeling en acceleratie opleveren voor de turbine • De lucht moet vertraagd worden zodat het verbrand kan worden Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

14. Verbrandingskamer (2) Werking: • Bestaat uit: • Air casing • Flame tube • Snout • Flare • Swirl vanes • Primary zone • Secondary zone • Tertiary zone • 20% verbranding • 80% koeling • Annular type • Betere aansluitingen • Gelijkmatige verbranding • Minder onderdelen Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

15. Turbine Anjali Ori

16. InhoudTurbine • Functie • Werking • 3 soorten configuraties • Koeling Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

17. Functie • Tegenovergesteld aan compressor • Expansie • Aandrijven van compressor en fan Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

18. WerkingTurbine Stationary nozzle guide vanes Stage Turbine blades Gasstroom Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

19. WerkingImpulse-reaction turbine Impulskracht zorgt voor rotatie van de turbine blades De convergerende passage van turbine blades zorgt voor nog een verlaging in druk en een relatieve verhoging van snelheid Convergerende passage = Temperatuur en druk daalt Snelheid verhoogt Snelheid Druk Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

20. WerkingVanes & blades • Optimale overbrenging op turbine blades • Uniforme snelheid • Minimalisatie van wervelingen Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

21. WerkingAandrijving compressor • Shaft verbindt compressor en turbine • Turbine blades gemon- teerd aan disc • Disc laat shaft draaien • Shaft drijft compressor aan compressor shaft Turbine blades Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

22. ConfiguratiesTurbine • Single-spool system • Two- spool system • Triple-spool system Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

23. KoelingVanes &blades • Temperatuur gassen > smeltpunt nikkel • Film cooling • Bleed air van compressor Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

24. Exhaust system Anjali Ori

25. InhoudExhaust system • Doel • Werking exhaust system • Werking nozzle Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

26. WerkingExhaust system Exhaust cone Jet pipe Turbine support struts Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

27. WerkingNozzle • Apart uitgelaten Gedeeltelijke mixing Total mixing Mixer chutes Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

28. SamenvattingTurbofan engine • Inlet • Compressor • Combustion • Turbine • Exhaust system Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

29. Requirements • Eisen door wetgever • Eisen opdrachtgever Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

30. Requirements Eisen door wetgever EASA CS-25, Part E en Part M ICAO Annex 16 Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

31. Requirements EASA documentatie Risico terminologie Extremely remote Reasonably possible Remote Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

32. Requirements EASA documentatie Engine effects Hazardous engine effect Major engine effect Minor engine effect Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

33. Requirements EASA documentatie Eisen met betrekking tot: Materiaal Vibraties Testen Fuel systeem Maintenance Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

34. Requirements • Materialen Sterkte Duurzaamheid Brandwerend Corrosiebestendig Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

35. Requirements • Vibraties Effecten van vibraties op onderdelen en het functioneren van de motor. Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

36. Requirements • Testen Safety analysis FOD Performance Fuel systeem Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

37. Requirements • Fuel systeem Verstopping Vervuiling Lekkage Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

38. Requirements • Maintenance • Service Management Plan • Class A en B maintenance personnel Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

39. Requirements ICAO Annex 16 Maximale geluidwaarden 94 EPNdB bij lateral full power meetpunt 89 EPNdB bij flyover meetpunt 98 EPNdB bij approach meetpunt Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

40. Requirements Eisen opdrachtgever • Concept nieuwe motor. • Static thrust gelijk aan of hoger dan RR Tay, 13.850 lbsMSL. • Concept motor moetkunnenopereren op vliegvelden met elevatie van 10.000 boven MSL. • Conept motor moetopererenbij ´hot day´ conditions, OAT of ISA +45°C zodat OAT 30,81°C. • Concept motor moet zuinig zijn. • Derhalveeen range van minimaal 1600 nm zonder refuelling. • Deze range geld voorVmo 320 kts/Mmomet M 0.75. • Concept motor moetvoldoenaanhuidigeemissieeisen. • Concept motor moetcompetatiefzijn met anderemotoren. Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

41. Performance Michel is niet in staat geweest om zijn presentatie over performance voor te bereiden. Wij hebben dit pas vrijdagavond 2 december te horen gekregen, wij hebben daardoor geen tijd gehad om de performance presentatie over te nemen. Excuses voor het ongemak. Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

42. Construction OLE-nxchararteristics and components Erik

43. OLE-nx General chararteristics Fan Compressors Cumbuston chamber Turbine Engine related systems Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

44. General characteristics OLE-nx • Axialflow • Twinshaft • High by-pass ratio of 5.0 3.04 • Geared fan • Trust at MSL is flat rated naar 16.000 lbs13.850 lbs • Fan diameter 1,4 m1.23 m • Engine length 2.6 m2.4 m • Engine weight 1617 Kg1305 Kg i.v.m. Tay 620-15 Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

45. Fan • High bypass • Carbon fiber with toughened epoxy matrix • Non corrosion • Light weight • Better tensile strength • Better thermal stability • Better formability • Titanium edge • Foreign objects Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

46. Geared fan • Connectie tussen shaft en fan • Shaft hoger RPM dan fan • Low pressure compressor en fan werken op optimaal snelheden • Oil cooled • Gemaakt van non-corrosive steel met surface hardening Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

47. Compressors • Low en high pressure compressor • Minder LPC nodig door geared fan • Gemaakt van titanium super alloy • Single cristal • Aluminiumoxide laagje • Hoge tensile strenght • Lage mate van kruip • Hoe te inspecteren? Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

48. Cumbustion chamber • Annular type cumbustionchamber • Efficiënte doorstroming • Weinig componenten • Relatief korte lengte • Gemaakt van nickelbasedsuperalloy • Inspecteren m.b.v. boroscoop Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

49. Turbine • High en low pressure turbine • Gemaakt van single cristal nickelbasedsuperalloy • Hitte en corrosie coatings • Air-cooled voor hogere TIT Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing

50. Engine related systems • Gearbox • Lubrication system • Full authority digital engine control (FADEC) • Fire protection and extinguish system • Trust reverser • Bleedvalves Benjamin - Anjali - Lennart - Erik - Blessing