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FP6

TIMECOP-AE — Resultado resumido

Project ID: 30828
Financiado con arreglo a: FP6-AEROSPACE
País: Francia

Herramientas para el diseño de motores de propulsión a chorro

La modificación de motores de propulsión a chorro para aumentar su eficiencia y disminuir sus emisiones normalmente requiere la realización de numerosos experimentos en plataformas de pruebas de elevado coste. Científicos europeos desarrollaron herramientas de modelado y predicción para agilizar el proceso.
Herramientas para el diseño de motores de propulsión a chorro
El tránsito aéreo sigue en aumento y, hasta donde se puede prever, seguirá aumentando en el futuro. Los motores de propulsión a chorro que mantienen los aviones en el aire también son responsables de una cantidad significativa de emisiones de dióxido de carbono (CO2) y además generan óxidos de nitrógeno (NOx) potencialmente dañinos.

Es necesario desarrollar nuevos sistemas de combustión que reduzcan las emisiones y mitiguen el impacto ambiental del creciente tránsito aéreo. La combustión es el proceso mediante el cual el motor quema el combustible. El motor de propulsión a chorro traga aire y lo comprime. El combustible se pulveriza en el aire comprimido y una chispa enciende la mezcla. Los gases en combustión se expanden y son expulsados por la parte trasera del motor, creando así el empuje que propulsa la aeronave.

El proceso puede parecer relativamente simple, pero involucra química y termodinámica de alta complejidad. Para obtener la máxima propulsión con las mínimas emisiones, científicos e ingenieros deben diseñar un motor que combine la mezcla apropiada de gases con la perfecta sincronización de encendido y escape. Si no contaran con modelos predictivos, los científicos se verían forzados a llevar a cabo numerosos experimentos para desarrollar y optimizar los motores avanzados de combustión del futuro.

Investigadores europeos han desarrollado herramientas de diseño pertinentes gracias a la financiación otorgada por la Unión Europea al proyecto Timecop-AE («Hacia métodos innovadores para la predicción de la combustión en motores aeronáuticos»). Los investigadores adaptaron un método muy eficaz de simulación de flujos turbulentos de combustibles gaseosos (simulación de remolinos a gran escala o LES) al estudio del proceso de combustión en los motores convencionales y también en los motores de combustión de mezcla pobre.

Estos últimos usan menos combustible y generan menos gases de efecto invernadero, pero emiten más óxidos de nitrógeno. Aunque ciertamente poseerán gran importancia en los diseños futuros, los motores de mezcla pobre todavía presentan ciertas carencias que precisan modificación, como el funcionamiento de la cámara de combustión.

Las herramientas predictivas de Timecop-AE permiten ya a los diseñadores modelar el proceso de combustión (y en particular los subprocesos turbulentos e inestables) sin tener que llevar a cabo numerosos experimentos prácticos.

El aumento de la eficiencia de los motores del futuro y la reducción en costes y tiempos de producción y distribución podrían ayudar a que los fabricantes europeos de motores aeronáuticos sigan siendo líderes del mercado.

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