Compuestos resistentes para los aeromotores del futuro
El concepto de motor con rotor contrarrotatorio abierto (CROR), también denominado turbopropulsor, se basa en el movimiento de dos hélices que giran en sentido opuesto alrededor del mismo eje. El motor, situado en la parte anterior del eje, transfiere energía al flujo de aire que es recuperada por el motor de la parte posterior, lo que mejora la eficiencia. Teniendo en cuenta la proximidad de los dos rotores y las elevadas cargas dinámicas, dos desafíos técnicos que deben solucionarse son la fatiga y la inestabilidad aerodinámica. El proyecto LIGHT-COWLS, financiado con fondos europeos, desarrolla métodos para producir componentes rotatorios de la góndola del motor (carenados) a partir de compuestos ligeros para su instalación en CROR y utilización en la fabricación de componentes cilíndricos cónicos de aproximadamente un metro y medio de diámetro. Antes de su utilización en el demostrador del SAGE2 (Motor Verde y Sostenible 2) de la Unión Europea, el equipo científico debía cumplir las especificaciones de peso y resistencia, así como resolver el problema de la operación a alta temperatura. El objetivo era avanzar en el reforzamiento de las fibras y el empleo de resinas con elevadas temperaturas de transición vítrea (Tg). Tg es un aspecto crítico para cualquier sistema polimérico. Por debajo de la Tg, los compuestos poliméricos tienen mayor resistencia y dureza, así como un mejor aislamiento eléctrico, estabilidad dimensional y resistencia química. A efectos prácticos, la Tg suele considerarse el límite de la temperatura de operación. Durante la primera fase del proyecto, el equipo científico seleccionó y probó materiales compuestos y desarrolló un diseño preliminar, lo que permitió a los socios del proyecto llevar a cabo ensayos de mitigación del riesgo durante la fabricación a fin de evaluar posibles dificultades en la producción y adoptar medidas para reducir la probabilidad de fallo. El proyecto pasó entonces a la fase crítica de diseño. Todas las piezas de carenado fabricadas fueron entregadas al motor de demostración SAGE 2 Open Rotor. Los investigadores de LIGHT-COWLS crearon carenados con calidad aeronáutica hechos de materiales compuestos ligeros con elevada Tg que se utilizarán en el demostrador SAGE2 para el motor CROR. Una comercialización satisfactoria tendrá consecuencias importantes en materia de consumo energético y emisiones por su impacto global a nivel de cambio climático y coste del transporte aéreo.
