Análisis de cargas en motores aeronáuticos de rotor abierto
Los rotores abiertos queman menos combustible que los turbofán gracias a su mayor diámetro, lo que favorece una relación de derivación elevada sin los inconvenientes de peso y resistencia aerodinámica de una góndola de grandes dimensiones. Aunque el primer «motor propfan» se probó en vuelo a finales de los años ochenta, el concepto ha estado archivado hasta hace poco. Los trabajos en este concepto se reiniciaron a comienzos de esta década gracias al programa Cielo Limpio, el cual lidera el desarrollo del rotor abierto como alternativa al motor turbofán. En el seno del proyecto OPTIMAL (Optimised model for accurately measured in-flight loads), el equipo investigador desarrolló una nueva metodología para evaluar las cargas de vuelo sobre el pilón. Concretamente, el equipo investigador se propuso evaluar las cargas soportadas por el pilón sobre el que se monta el rotor contrarrotatorio abierto, para lo cual adaptaron el método de elementos finitos (MEF) a fin de analizar con la mayor precisión posible las cargas en los extremos, entre ellas las fijaciones entre pilón y fuselaje. El MEF se basa en las mediciones de aceleración, temperatura y deformación tomadas por una red de sensores ópticos y convencionales. Los investigadores evaluaron el rendimiento de las dos configuraciones de red durante la monitorización del pilón. La precisión del enfoque propuesto se probó mediante la utilización de una maqueta a escala del pilón, la cual reproducía la estructura real. Aunque el MEF inverso demostró su robustez para los estudios teóricos, el grado de precisión deseado de un 3 % no se logró durante las pruebas de laboratorio. A pesar de que el proyecto OPTIMAL ha finalizado, el equipo investigador continúa trabajando para mejorar la precisión de la metodología de sensores propuesta mediante su combinación con la vigilancia del estado estructural. Además, se están considerando aplicaciones adicionales que requieren la identificación de cargas dinámicas.
Palabras clave
Rotor abierto, motor de aeronave, OPTIMAL, cargas de vuelo, método de elementos finitos
