Pratt & Whitney PW4000

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

Desarrollo

El PW4000 con ventilador de 52.000 a 62.000 lbf (230-275 kN) y 94 pulgadas (2,4 m) hizo su primera ejecución en abril de 1984, obtuvo la certificación de la FAA en julio de 1986 y se introdujo en junio de 1987. Propulsa los Airbus A300-600 y Airbus A310-300, Boeing 747-400 y 767-200/300, y los aviones de fuselaje ancho McDonnell Douglas MD-11.

El desarrollo de la versión con ventilador de 64.000 a 68.000 lbf (280 a 300 kN) y 100 pulgadas (2,5 m) comenzó en diciembre de 1991 para el Airbus A330, obtuvo la certificación de la FAA en agosto de 1993 y realizó su primer vuelo dos meses después.. Recibió la aprobación de operaciones bimotores de alcance extendido (ETOPS) de 90 minutos en el momento de su introducción en diciembre de 1994, y la aprobación ETOPS de 180 minutos en julio de 1995. En enero de 2000, era 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. 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 también el consumo de combustible en aproximadamente un 1,2%. como los costos operativos generales hasta en un 20%.

Para el Boeing 777, el desarrollo de la versión con ventilador de 84.000 a 98.000 lbf (370 a 440 kN) y 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 minutos ETOPS al entrar en servicio en junio de 1995. El motor de lanzamiento 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.

En 2000, más de 2000 motores PW4000 habían acumulado más de 40 millones de horas de servicio con 75 operadores. En 30 años, entre junio de 1987 y 2017, se entregaron más de 2.500 motores, registrando más de 135 millones de horas de vuelo.

Diseño

El PW4000 tiene una tasa de confiabilidad de despacho del 99,96 % y está aprobado para ETOPS 180. El motor promedio permanece en vuelo 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.

Al igual que otras plantas de energía de aviones modernos, tiene un control digital del motor con autoridad total (FADEC), para una mejor economía de combustible y confiabilidad. Además, las aleaciones monocristalinas permiten una mayor capacidad de temperatura y los revestimientos de la cámara de combustión Floatwall de PW mejoran la durabilidad y la facilidad de mantenimiento. Además, la cámara de combustión de una sola fila Talon ("Technology for Affordable Low NOx") mejora la mezcla de combustible y aire, lo que genera más de un 10 % menos de emisiones de NOx, CO y HC.

Variantes y aplicaciones

A -94 potenciando el Boeing 767 con 38 cuchillas de ventilador

A -100 potenciando el Airbus A330 con 34 cuchillas de ventilador

A -112 potenciando el Boeing 777 con 22 cuchillas de ventilador

La familia de motores de la serie PW 4000 utiliza una numeración sistemática con los tres últimos dígitos (PW 4XYZ) como identificación de la aplicación y potencia de empuje:

• X describe el fabricante de aviones para el cual se aprueba el motor. Un "0" significa Boeing 767, 747, 777; "1" para Airbus A300, A310, A330; y "4" para el McDonnell Douglas MD-11.
• YZ denota el empuje certificado en libras estadounidenses (lbf) en la fracción pro-mile.

Ejemplo: Un PW4077 identifica un motor de la serie PW4000 certificado para Boeing (777-200) y tiene un empuje certificado de 77 000 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)
Aplicaciones:

• Airbus A300-600
• Airbus A310-300
• Boeing 747-400 (and Scaled Composites Stratolaunch)
• Boeing 767-200/-300/-400(Including ER Version and Boeing Converted Freighter version except -300F)/-2C/Boeing KC-46A
• McDonnell Douglas MD-11
• Boeing KC-46A

PW4000-100

Variantes: PW4164, PW4168, PW4168A y PW4170.
Rango de empuje: 287–311 kN (64 500 lbf – 70 000 lbf)
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).

PW4000-112

Variantes: PW4074/74D, PW4077/77D, PW4084/84D, PW4090 y PW4098.
Rango de empuje: 329–436 kN (74 000 lbf – 98 000 lbf)
Aplicaciones: las variantes de motor están diseñadas exclusivamente para Boeing 777-200, -200ER, -300. (Tenga en cuenta que esto no incluye los modelos -200LR, -300ER o F).

Accidentes e incidentes

Involucrando a la serie PW4000-112

17 de marzo de 2003, United Airlines Vuelo 842

Un rodamiento fallido PW4090 causó la pérdida del motor y la desviación a Kona, Hawaii, de un Boeing 777-200ER atado de Auckland, Nueva Zelanda a Los Ángeles. A 190 minutos esta fue la desviación más larga de un solo motor en el momento.

27 May 2016, Korean Air Flight 2708

Un fallo de turbina no mantenido PW4098 causó un despegue abortado, en un Boeing 777-300 en el aeropuerto de Tokio-Haneda.

13 febrero 2018, United Airlines Vuelo 1175

Un fallo de la hoja de ventilador PW4077 causó daños significativos en el motor a un Boeing 777-200 en descenso en Honolulu desde San Francisco. La inspección de cuchillas de ventilador de rutina en 2005 y 2010 había mostrado una grieta en la estructura metálica de la cuchilla, pero los inspectores insuficientemente entrenados la habían confundido para un defecto en la pintura. En 2019, una directiva de valor aéreo encomendó inspecciones periódicas de motores basadas en ciclos de uso.

4 diciembre 2020, Japón Aerolíneas Vuelo 904

Un motor PW4074 tenía un fallo de la hoja de ventilador y el daño de la vaca del motor asociado mientras el Boeing 777-200 estaba saliendo de Okinawa. Hasta marzo de 2021 la investigación continúa.

20 de febrero de 2021, United Airlines Vuelo 328

La mano derecha de Boeing 777-200 PW4077-112 tuvo un fallo de la hoja poco después de salir de Denver, causando daños significativos en el motor. Dos cuchillas de ventilador se habían roto: uno había sufrido cansancio de metal y posiblemente otra cuchilla que también se rompió. La hoja fallida fue compatible con el intervalo de inspección establecido por la FAA tras el incidente de 2018. La FAA basó los 777 afectados y emitió una Directiva de Airworthiness de emergencia el 23 de febrero, que requería una Inspección Acústica Termal (TAI) de las -112 cuchillas de ventilador antes del próximo vuelo. Las autoridades japonesas y la CAA del Reino Unido siguieron su demanda, lo que sentó 69 en servicio y 59 en almacenamiento Boeing 777s. La mayoría de los transportistas habían aterrizado voluntariamente el avión antes, excepto los cuatro aviones Jin Air de Corea del Sur. Hasta marzo de 2021 la investigación continúa.

Involucrando a la serie PW4000-100

6 de mayo de 2014, Vietnam Airlines VN-A371

Fallo incontenido de una turbina de baja presión PW4168A cuatro causantes de un Airbus A330 rechazó el despegue en el aeropuerto de Melbourne en Australia.

13 febrero 2018, Delta Air Lines Vuelo 55

PW4168 fuego en un Airbus A330-200 escalando desde Lagos (Nigeria) a 2000 pies.

18 abril 2018, Delta Air Lines Vuelo 30

Airbus A330-323's PW4168A fuego después del despegue de Atlanta, investigado por el NTSB y el BEA francés. Hasta marzo de 2021, la causa aún no se ha determinado.

Involucrando a la serie PW4000-94

7 junio 2017, vuelo Delta Airlines 276

Los escombros metálicos en un tubo de cola PW4056 y una grieta de 360 grados en el caso de la turbina LP sólo hacia adelante o la brida trasera causó una crucero Boeing 747-400 en FL320 para regresar a Tokio Narita. Todos los airfoils HPC de la 5a a la 15a etapa fueron dañados con nicks, hormigas y lágrimas a los bordes principales y rastreadores y / o fueron rotos a varias longitudes por encima de las plataformas de raíz de la hoja. El HPT y el LPT también tuvieron grandes daños, y el caso LPT tuvo una división de 360° en línea con el rotor de turbina de la sexta etapa. El NTSB reporta 38 fracturas de airefoil de la 5a hoja de compresor antes de actualizar la parte.

20 February 2021, Longtail Aviation Flight 5504

Boeing 747-412BCF Fallo PW4056 poco después de despegar del aeropuerto de Maastricht Aachen: cayendo hojas de turbina levemente lesionadas dos personas en el suelo, el avión fue capaz de aterrizar con seguridad en el aeropuerto de Liège.

28 de marzo de 2022, vuelo de United Airlines 134

El Boeing 767 propulsado por los motores Pratt & Whitney PW4060 experimentó separación de la hoja de abanico en el lado derecho (número 2) motor durante un vuelo desde Nueva York a Zürich. El incidente ocurrió sobre el Océano Atlántico. El avión se desvió a Shannon Ireland y aterrizó con seguridad con 123 personas a bordo.

Especificaciones

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