Rotor abierto más silencioso: misión posible
A la vez que se posibilita un aumento considerable del rendimiento del motor, la ausencia de carcasa y góndola limita las posibilidades tanto de protección por desprendimiento de álabe como de protección acústica. La única manera de superar estos obstáculos es mediante el análisis de nuevas tecnologías y procesos exhaustivos de validación. Para trabajar en aras de este objetivo, un grupo de investigadores puso en marcha el proyecto NAA-CROR (Numerical aero-acoustic assessment of installed counter rotating open rotor (CROR) power plant), a través del cual proponían un nuevo enfoque con el que predecir el ruido radiado de campo lejano mediante un método híbrido de dinámica de fluidos computacional (DFC) y aeroacústica computacional (CAA). La CAA es un enfoque consolidado para el análisis de ruidos generados por flujos turbulentos. La cuestión más crítica era la entrega de un resolutor numérico rápido y preciso para flujos inestables: una herramienta de DFC para identificar las fuentes de ruido principales. La DFC permite predecir el campo de flujo original y la CAA sirve para analizar el campo acústico resultante. Durante los cuatro años de vida del proyecto, el equipo investigador completó un sistema integrado de simulación DFC/CAA capaz de capturar plenamente los efectos de la instalación, tales como la interacción entre el pilón/góndola y los dos rotores. El nuevo enfoque para el análisis de flujos inestables se ha utilizado en configuraciones multi-etapa de turbomáquinas. Comparado con las simulaciones de flujos completamente inestables, el nuevo enfoque permite una aceleración significativa que mejora el rendimiento de la unidad central de procesamiento de dos a tres órdenes de magnitud. A fin de validar los resultados de la simulación y el enfoque numérico para las configuraciones CROR seleccionadas, el equipo investigador estudió los efectos de la transición de la capa límite. Todos los cálculos simularon un flujo inestable a partir de un método armónico no lineal desarrollado para tal fin. Se descubrió que el retraso de la transición tenía poco impacto sobre la aerodinámica y la aeroacústica del motor. Además, se desarrollaron cálculos aeroacústicos antes y después de los ensayos para una maqueta de CROR que se probó en un túnel de viento transónico. Tras comparar los resultados, se demostró que el nuevo método permite obtener previsiones precisas con un coste informático muy bajo. NAA-CROR ha abierto una ventana de oportunidad para la comercialización de los motores CROR. Los resultados del proyecto están en consonancia con los objetivos marcados por el Consejo Consultivo para la Investigación Aeronáutica en Europa (ACARE) para la reducción de emisiones de dióxido de carbono en un 50 % y del ruido percibido en 10 dB entre los años 2000 y 2020.
Palabras clave
Rotor contrarrotatorio abierto, protección acústica, NAA-CROR, aeroacústica, flujos inestables
