Rolls-Royce lanzó su gran motor de aviación de próxima generación en 2014, en el que las aspas huecas de aleación de titanio son una de las tecnologías centrales de Rolls-Royce.
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Les llevó diez años conseguir finalmente un proceso de producción estable que pudiera cumplir con los requisitos de precisión, y el resultado fue un diseño muy ligero pero extremadamente resistente. Recientemente, Rolls-Royce lanzó oficialmente el proceso de fabricación de ventiladores.
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Hacer una aspa de ventilador implica más de 80 pasos de proceso
Éstos son sólo algunos de los pasos
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En un horno a una temperatura de casi 1,000 grado, se utiliza gas argón para expandir y dar forma precisa a tres placas de titanio conectadas.
A medida que las dos placas exteriores de titanio se expanden, la capa intermedia se estira hacia la estructura central, dando a la hoja hueca una fuerza extraordinaria.
Observe millones de puntos de datos con una precisión de medición de 40 micrones, lo que equivale a la mitad del diámetro de un cabello humano.
El robot pule y escanea el modelo virtual 3D para detectar cualquier diferencia en la hoja.
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Sistema de ventilador compuesto de aleación de carbono/titanio
Después de tantos años de desarrollo, sabemos que el espacio para optimizar el rendimiento aerodinámico de los aviones es muy limitado y todo el mundo ha centrado su atención en cómo mejorar aún más la eficiencia de propulsión y combustión del motor.
Con la ejecución de los proyectos Advance y UltraFan, se espera que Rolls-Royce consiga importantes avances tecnológicos en motores civiles en los próximos años.
Proyecto avanzado
En el marco del proyecto Advance, Rolls-Royce planea utilizar un motor central de alta presión recientemente desarrollado con una relación de impulso de más de 60 para construir la serie de motores turbofan de próxima generación. El motor Advance, que se espera que entre en funcionamiento en 2020, tendrá una relación de derivación de más de 11 y una tasa de consumo de combustible que es al menos un 20% menor que el actual Trent 700.
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Ventilador UltraFan™
UltraFan mejorará aún más el diseño de la turbina de presión media basada en la máquina central Advance e impulsará el ventilador a través de un sistema de engranajes.
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El motor UltraFan, que se espera que entre en uso después de 2025, adopta un ventilador de paso variable impulsado por engranajes. Su relación de impulso total llegará a 70, se espera que la relación de derivación llegue a 15 y la tasa de consumo de combustible será al menos un 25% menor que la del Trent 700.
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¿Qué tan maravilloso es el motor UltraFan?
El sistema de ventilador CTi del motor UltraFan (traducido como: súper ventilador) utiliza aspas de ventilador de aleación de fibra de carbono/titanio y un capó de material compuesto, lo que puede reducir el peso de cada avión en 1,500 libras (680 kg), lo que equivale a transportar siete más. pasajeros sin incrementar los costos. .
El diseño de velocidad variable del motor súper ventilador proporcionará potencia efectiva para futuros motores de alto empuje y alta relación de derivación.
"Verde" no solo se refleja en el color base del material de las aspas del ventilador de aleación de fibra de carbono/titanio, sino que también significa sus efectos de ahorro de energía y protección ambiental: ahorro de combustible, reducción de emisiones y reducción de ruido.
El consumo de combustible y las emisiones del motor súper ventilador serán un 25% menores que el actual motor Trent 700, y también es la tecnología básica del programa de verificación de Motores Ecológicos (EFE).
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Dado que la relación de impulso del ventilador es muy baja, se utiliza un control de paso variable para evitar la pérdida de velocidad y el aleteo a velocidades no diseñadas, y se utilizan aspas guía de salida inclinadas y barridas junto con un tratamiento de absorción de sonido, que puede reducir eficazmente el ruido.
La góndola del motor súper ventilador es una góndola en voladizo con soportes de palas guía de salida. Este diseño elimina el dispositivo inversor de empuje y reduce en gran medida el peso del motor.
Quitar el inversor de empuje también puede reducir las pérdidas de admisión y escape, reduciendo aún más los niveles de ruido.
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Uno de los diseños principales del motor del súper ventilador, la "caja de cambios de potencia", completó recientemente una prueba en banco en Alemania, con una eficiencia de salida que alcanzó los 70000 caballos de fuerza. Este es otro hito importante para el proyecto.
La potencia de diseño de la caja de cambios alcanzará los 100000 caballos de fuerza y pronto estará disponible el motor turbofan con engranajes más grande del mundo.
UltraFan completó su primera prueba de vuelo en 2014 en la base de pruebas de Arizona, EE. UU., con el motor Trent 1000 de la plataforma de vuelo Boeing 747-200.
Las pruebas en los Estados Unidos demostraron que los ventiladores funcionaron bien, lo que marcó el primer hito importante del proyecto.
Se instalan sensores de fibra óptica en las puntas de las aspas del ventilador para monitorear el estado del ventilador.
Rolls-Royce invierte entre 1.200 y 1.300 millones de libras esterlinas en I+D cada año.
Está previsto que el motor Superfan entre en funcionamiento en 2025. Actualmente, el motor turbofan con engranajes GTF de Pratt & Whitney ha proporcionado energía para Airbus A320neo, Bombardier C Series, Mitsubishi Jet MRJ, Russian MC-21 y Embraer EJet-E2. Motores de aviación civil Se acerca una era revolucionaria.
