Strutture rotative del motore ottimizzate per gli aerei del futuro
La fabbricazione di prodotti semifiniti riduce il tempo di elaborazione e i costi di produzione. Quando si tratta di componenti di grandi dimensioni e particolare complessità con rigorose specifiche tecniche imposte dal settore aerospaziale, non è un compito semplice. Il concetto di motore con rotore aperto controrotante (CROR) figura tra i molti concetti perseguiti dall’UE per rendere più ecologico il trasporto aereo. Il progetto R-NOZZLE (Rotating nozzle), finanziato dall’UE, ha affrontato la sfida concentrandosi sull’ugello di scarico rotativo relativo al concetto di motore CROR. I partner del progetto hanno dunque sviluppato tutti i componenti rotativi per l’ugello di scarico di tale tipologia di motore. Nel complesso, lo scopo era quello di determinare il design adeguato al fine di sostenere il carico funzionale e di rottura, pur mantenendo il compito centrale di canalizzare il flusso d’aria principale proveniente dalla combustione e il flusso di aria secondario affinché la ventilazione possa uscire dai confini del motore. È stata effettuata un’estesa analisi dinamica, di affaticamento, montaggio, produzione e carico, come anche un’analisi del piano di qualità adeguato per le varie parti. La ricerca e lo sviluppo di materiali e design per i componenti dell’ugello è stata effettuata tramite selezione dei materiali, prove di produzione e caratterizzazione. I componenti dell’ugello sono stati valutati attraverso una serie di test per garantire la qualità dei materiali, le fasi e il processo di lavorazione. I materiali e i vari design sono stati ottimizzati tramite processi di modellizzazione. Il team del progetto R-NOZZLE ha ottimizzato i componenti per il funzionamento in un motore integrato. Alcune delle specifiche riguardano prestazioni funzionali e dinamiche in relazione a frequenze di eccitazione e intervallo di temperatura di lavoro, oltre a prestazioni strutturali relative al carico statico e di fatica. Infine, il design dell’ugello è stato convalidato, prodotto e ottenuto con successo. Il progetto R-NOZZLE ha prodotto tutti i componenti dell’ugello necessari per il dimostratore CROR. Ciò dovrebbe aprire la porta alla produzione di componenti rotativi e di grandi dimensioni per motore aereo, in modo conveniente ed ecologico.
Parole chiave
Strutture di motori aerei, rotore aperto controrotante, CROR, R-NOZZLE, ugello rotante