Información sobre el motor de una aeronave a través de su aceite
La refrigeración del aceite en los nuevos diseños de motores turbofán que ofrecen mayor eficiencia presenta nuevos retos. Un grupo de investigadores de Bélgica, con apoyo económico de la UE, está evaluando nuevos conceptos de intercambio de calor mediante enfriadores de aceite refrigerados por aire (ACOC) dentro del proyecto ACOC-TH. Los ACOC, también conocidos como radiadores de superficie, se emplean de manera habitual para enfriar el aceite para su recirculación por el circuito de aceite de los motores de aeronave. Para mejorar el rendimiento térmico se incorporan aletas longitudinales que aumentan la superficie en la que se lleva a cabo el intercambio de calor, pero esta característica puede comprometer el rendimiento aerodinámico. A raíz de ello, los científicos del ACOC-TH están desarrollando descripciones matemáticas del comportamiento térmico de los ACOC y probando nuevos conceptos en un túnel de viento transónico y en un banco de pruebas de ACOC de superficie con el objetivo de aumentar al máximo su rendimiento aerotérmico. Las descripciones matemáticas de la transferencia de calor en los ACOC requieren conocer las características térmicas de ubicaciones en las que no siempre es posible realizar mediciones. Por este motivo es necesario resolver lo que se conoce como un problema inverso para el que, a diferencia de los problemas directos, no se puede garantizar la existencia de una solución. Es más, en caso de encontrar una solución, es posible que no sea la única. Además, este tipo de problemas puede presentar inestabilidad en caso de perturbaciones en los datos de entrada. Durante los primeros dieciocho meses del proyecto ACOC-TH, los investigadores desarrollaron un método inverso de conducción de calor (IHCM) para estimar la distribución del flujo de calor mediante mediciones de temperatura obtenidas a través de la termografía por infrarrojos. El nuevo método IHCM admite entradas de datos con ruido y proporciona una solución al problema de transferencia térmica en 3D, con un nivel de incertidumbre medio inferior al 20 %. Los científicos también han diseñado y utilizado una configuración de prueba en túnel de viento que permite el acceso y las mediciones ópticas con el objetivo de realizar un análisis avanzado de la transferencia térmica. No fue posible el acceso óptico a una aleta entera. No obstante, el equipo fue capaz de utilizar el nuevo método IHCM para evaluar el proceso de transferencia térmica en 3D. Finalmente, prepararon una configuración de prueba de ACOC de superficie para realizar comparaciones aerotérmicas de varias tecnologías prometedoras, modificando parámetros en el lado del aire o en el del aceite. El equipo de ACOC-TH ha establecido las herramientas matemáticas y de ensayos experimentales necesarias para evaluar las tecnologías de ACOC que se emplearán en los motores turbofán ecológicos del futuro. Este trabajo garantiza que las tecnologías de gestión térmica avancen al mismo ritmo que el diseño de los motores para que el sector aeroespacial de la UE siga volando por encima de sus competidores.
