Details

1. Visão Funcional
A Bancada Avançada de Teste e Calibração para Bomba de Combustível Integrada e Controlador em Motores de Aeronaves é uma instalação de teste complexa e multi-domínio, projetada para replicar as condições hidráulicas, pneumáticas e elétricas experimentadas pela bomba de combustível e pelo controlador em um ambiente operacional de aeronaves.  
A bomba de combustível e o controlador integrados são acessórios críticos do motor, responsáveis por fornecer combustível em pressões e vazões precisamente reguladas, enquanto ajustam simultaneamente a posição das pás orientáveis da entrada do compressor (IGV) em resposta à rotação do motor, temperatura do ar de admissão, pressão de descarga do compressor e comandos do acelerador.  
A bancada permite a regulação preliminar dessas unidades antes da instalação, permitindo que os engenheiros calibrem, verifiquem e documentem o desempenho sob condições controladas de laboratório. Isso garante que cada unidade esteja dentro das tolerâncias operacionais e livre de falhas que poderiam causar problemas em serviço. Além da simulação operacional ao vivo, a bancada incorpora um sistema de preservação que circula óleo protetor aquecido pela unidade após o teste, prolongando a vida útil dos componentes e prevenindo a corrosão durante armazenamento ou transporte.

2. Layout e Zonificação do Sistema
A instalação é dividida em três zonas fisicamente separadas para garantir a segurança do operador, fluxo de trabalho eficiente e reduzir interferências entre os sistemas. A Sala de Controle/Comando abriga o painel principal do operador, a interface PLC/HMI e todos os instrumentos de leitura, mantendo o operador isolado do ruído, vibração e possíveis riscos na área de teste. A Célula de Teste contém os subsistemas hidráulico, pneumático e de preservação, organizados para máxima acessibilidade durante a configuração e manutenção. A Sala de Isolamento do Motor contém o motor de acionamento e o conjunto de engrenagens em um invólucro com amortecimento acústico, evitando que vibrações e ruídos de alta frequência se propaguem para o sistema de combustível ou para o ambiente de teste.  

A zonificação também suporta um fluxo de trabalho "priorizando a segurança", garantindo que quaisquer meios inflamáveis ou pressurizados permaneçam em áreas controladas, enquanto os sistemas elétricos e de controle estão alojados em invólucros à prova de chamas e mantidos a uma distância segura do equipamento de manuseio de ATF.

3. Circuito Hidráulico (Combustível)
O sistema hidráulico forma a espinha dorsal da bancada de teste, sendo responsável pelo armazenamento, filtragem, condicionamento e fornecimento de Combustível de Turbina de Aviação (ATF) para a bomba de combustível e controlador integrados em pressões e temperaturas precisamente reguladas.  
O sistema possui um tanque de serviço de 100 litros em aço inoxidável (série SS-300) com espessura de parede de 3 mm para suportar tanto surtos de pressão quanto manuseio mecânico. O tanque é equipado com um sensor de nível baixo ligado a um intertravamento, que desliga automaticamente as bombas para evitar danos por cavitação. Uma tampa removível permite acesso para limpeza e inspeção interna, garantindo a manutenção da limpeza do combustível a longo prazo.

A entrega de combustível é realizada por meio de duas bombas de engrenagem separadas. A bomba de engrenagem de alta pressão é classificada em 50 LPM a 50 kgf/cm², acionada por um motor elétrico à prova de chama com montagem tipo pé-com-flange para alinhamento seguro. Esta bomba fornece as linhas de teste primárias, que são reguladas por válvulas de pressão constante de alta precisão, ajustadas para 22 ± 0,2 kgf/cm² e 11 ± 0,2 kgf/cm². A segunda bomba de engrenagem opera a 50 LPM a 10 kgf/cm² e serve ao circuito de circulação e filtração, permitindo que o combustível seja limpo e condicionado independentemente do sistema de fornecimento principal.

A filtração em múltiplos estágios garante a remoção de contaminantes particulados de até 3 microns absolutos. Os estágios de filtração consistem em um pré-filtro de 16 μm, um filtro intermediário de 6 μm e um filtro final de 3 μm, cada um com razão beta superior a 1000, garantindo alta eficiência de retenção. Cada carcaça de filtro é equipada com um manômetro de pressão diferencial para indicar entupimento e é protegida por uma válvula de bypass calibrada para 3,5 bar, garantindo fluxo ininterrupto em caso de obstrução.

Antes de entrar na unidade de teste, o combustível passa por um separador de ar, que remove bolhas de gás aprisionadas que poderiam afetar a regulação de pressão ou causar danos por cavitação à unidade. Uma válvula de drenagem regulada por cúpula mantém uma pressão de retorno constante de 2 ± 0,2 kgf/cm², simulando com precisão a resistência de um sistema de drenagem de combustível do motor. A temperatura do combustível é controlada por um trocador de calor tipo placa, capaz de manejar 50 LPM de ATF no lado quente, com água gelada a 6 kgf/cm² no lado frio, garantindo uma temperatura estável do fluido de trabalho dentro da faixa operacional de 15–40 °C.

4. Rede de Simulação Pneumática
O sistema pneumático fornece serviços de ar de baixa e alta pressão para simular funções de ar de sangria do motor e para secar a unidade após o teste de combustível.

O circuito de baixa pressão é projetado para secagem pós-teste. O ar comprimido entra através de um separador de umidade e é drenado periodicamente por uma válvula manual para remover a água condensada. O ar então passa por um filtro de partículas finas antes de ser direcionado à unidade por meio de uma mangueira flexível, garantindo que todo o combustível residual seja removido dos canais internos.

O circuito de alta pressão simula o ar de sangria fornecido a elementos de medição de temperatura, como o sensor TDK-Tp dentro da unidade. Um regulador de alta precisão controla a pressão do ar, seguido por um filtro fino para evitar contaminação por partículas. A jusante, uma válvula de estrangulamento permite que o operador libere o ar para a atmosfera de forma controlada, simulando eventos transitórios de sangria. A pressão é monitorada tanto por um manômetro analógico para referência imediata do operador quanto por um transdutor de alta precisão ligado ao painel de controle para registro de dados.

5. Sistema de Acionamento Elétrico e Controle
O sistema de acionamento mecânico consiste em um motor elétrico de alta velocidade acoplado a uma caixa de engrenagens com razão de 1:4,32, permitindo que a unidade seja acionada a velocidades de até 6200 RPM, mantendo alto torque em baixas rotações. O controle de velocidade é realizado por um inversor de frequência (VFD) com controle vetorial em malha fechada e feedback de encoder, fornecendo resolução de velocidade dentro de ±1 RPM. O motor e a caixa de engrenagens são montados sobre isoladores de vibração na Sala de Isolamento do Motor, reduzindo a transmissão de ruído mecânico para a célula de teste.

O painel de controle na Sala de Comando está equipado com múltiplos Indicadores Digitais (DROs) exibindo dados em tempo real, incluindo pressões de fornecimento e drenagem, pressões pneumáticas, temperaturas de ATF e óleo de preservação, consumo elétrico (corrente e tensão), e velocidades do eixo de saída do motor e da caixa de engrenagens. Os operadores controlam a sequência de teste usando botões rotativos para ajuste de velocidade e setpoints, um seletor Auto/Manual e botões dedicados para ligar e desligar bombas, acionar válvulas e iniciar ciclos de preservação.

O sistema inclui um gerador de ciclo de trabalho em pulsos para acionar válvulas eletromecânicas na unidade sob teste. Este gerador fornece 27 VDC a 40 Hz com ciclo de trabalho padrão de 50%, ajustável pelo painel frontal para simular diversos sinais de controle do ECU. A segurança é garantida por invólucros à prova de chama para todos os dispositivos elétricos, circuito de parada de emergência, válvulas de alívio de sobrepressão nas linhas hidráulicas e pneumáticas, e intertravamento de corte de combustível em nível baixo.

6. Circuito de Preservação e Condicionamento
Após a conclusão dos testes funcionais, o Circuito de Preservação e Condicionamento circula óleo protetor aquecido pelos canais internos de combustível da unidade para prevenir corrosão, oxidação e acúmulo de resíduos. O sistema inclui um tanque de óleo de preservação de 100 litros em aço inoxidável com sensor de nível baixo, uma bomba de engrenagem dedicada à prova de chama e filtração em múltiplos estágios idêntica à do sistema principal de combustível.

O óleo é aquecido a 70 °C ± 2 °C para garantir revestimento e penetração ótimos em folgas finas. A válvula de bypass previne sobrepressão em caso de obstrução a jusante, enquanto a válvula de alívio assegura a segurança do operador, desviando o excesso de óleo de volta ao tanque. Este circuito pode operar em modo estático, onde o óleo permanece na unidade por um período definido, ou em modo de circulação dinâmica, mantendo fluxo contínuo para preservação prolongada.

7. Considerações de Projeto de Engenharia
A bancada é construída utilizando tubulações de aço inoxidável sem costura (série SS-300) com conexões de alta integridade provenientes de fornecedores aprovados da indústria aeroespacial, como Swagelok ou Parker, empregando selos flare de 37° ou 74°. Nenhuma fita de PTFE é usada nas juntas roscadas para evitar desprendimento de partículas nos sistemas de fluido. Os pontos de medição de pressão estão localizados a no máximo 150 mm da conexão com a unidade sob teste, minimizando atraso de sinal e garantindo leituras precisas.

Todos os principais componentes, incluindo bombas, filtros e reguladores, estão montados em estruturas rígidas com amortecimento de vibração para manter o alinhamento e reduzir fadiga nas tubulações. O layout foi projetado para facilidade de manutenção, com carcaças de filtro, válvulas de pressão e instrumentação chave acessíveis pela frente da bancada, sem necessidade de desmontar grandes conjuntos.

8. Tabela de Especificações Técnicas

    

        
Parâmetro
        
Especificação
    
    

        
Combustível de Trabalho
        
Combustível de Turbina de Aviação (ATF)
    
    

        
Fluido de Preservação
        
Óleo de preservação à base mineral
    
    

        
Capacidade do Tanque de Combustível
        
100 L (série SS-300, parede de 3 mm)
    
    

        
Capacidade do Tanque de Óleo de Preservação
        
100 L (série SS-300, parede de 3 mm)
    
    

        
Fornecimento de Alta Pressão
        
22 ± 0,2 kgf/cm²
    
    

        
Fornecimento de Baixa Pressão
        
11 ± 0,2 kgf/cm²
    
    

        
Pressão de Retorno
        
2 ± 0,2 kgf/cm²
    
    

        
Vazão Máxima
        
50 LPM
    
    

        
Estágios de Filtração
        
16 μm → 6 μm → 3 μm, β > 1000
    
    

        
Pressão de Bypass do Filtro
        
3,5 bar
    
    

        
Trocador de Calor
        
Tipo placa, 50 LPM, água gelada 6 kgf/cm²
    
    

        
Pressão de Simulação Pneumática
        
Regulada, circuitos de alta e baixa pressão
    
    

        
Sistema de Acionamento
        
Motor elétrico com caixa de engrenagens 1:4,32
    
    

        
Faixa de Velocidade do Motor
        
500–6200 RPM
    
    

        
Precisão de Velocidade
        
± 1 RPM (feedback de encoder)
    
    

        
Alimentação Elétrica
        
415 VAC ± 10%, 50 Hz, trifásico
    
    

        
Interface de Controle
        
PLC/HMI com sobreposição manual
    
    

        
Saída do Gerador de Pulso
        
27 VDC, 40 Hz, ciclo ajustável
    
    

        
Temperatura do Óleo de Preservação
        
70 °C ± 2 °C
    
    

        
Recursos de Segurança
        
Projeto à prova de chama, parada de emergência, alívio de sobrepressão, desligamento por nível baixo
    
    

        
Tubulação
        
Aço inoxidável sem costura SS-300, conexões grau aeroespacial
    
    

        
Acesso à Manutenção
        
Filtros, válvulas e instrumentação acessíveis pela frente