Tecnologia di controllo per motore a rotore aperto
Tra i molti dimostratori tecnologici integrati (integrated technology demonstrators, ITD) sul tavolo da disegno, l’ITD SAGE (Sustainable and Green Engine) punta su motori e tecnologie di motori che riducono il consumo di combustibile e le emissioni associate. Il motore a rotore aperto, composto da due eliche controrotanti non incapsulate, potrebbe presto sostituire il turboreattore a doppio flusso e, secondo le previsioni, potrebbe ridurre il consumo di combustibile e delle emissioni di circa il 30 %. Tra le problematiche associate ai rotori aperti, figurano l’accessibilità e la manutenzione. Le parti rotanti sono tra le più interessate da usura e sollecitazioni. Inoltre, le alte temperature nel metallo vicinissimo al giunto fisso durante la saldatura modificano le proprietà dei materiali e indeboliscono il componente. D’altra parte, le geometrie rendono difficile o impossibile l’accesso a fini di controllo. L’UE ha sostenuto il progetto WELDMINDT (Open rotor engine welded parts inspection using miniaturizable nondestructive techniques) per superare questo rilevante ostacolo alla commercializzazione. I giunti saldati vengono attualmente esaminati con tecniche quali controllo visivo, ispezione con liquidi penetranti fluorescenti e radiografia. Il progetto WELDMINDT ha prodotto miglioramenti sia per l’individuabilità sia per l’accessibilità CND, sviluppando tecniche senza contatto mediante per esempio una fotocamera ottica e infrarossa, il che vanta un potenziale in quanto ad automazione e miniaturizzazione. I partner del progetto hanno integrato shearografia, termografia a infrarossi e controllo ultrasonico in un unico sistema di controllo, utilizzando un laser come singola sorgente di eccitazione. Si prevede che la combinazione tra queste tecniche CND e l’elaborazione avanzata dei segnali incrementino il tasso di rilevamento dei difetti e la precisione dimensionale oltre il 20 %, riducendo così il tempo di controllo a pochi secondi. Ciò dovrebbe incrementare la sicurezza e l’affidabilità del rotore aperto, riducendo al contempo i costi di manutenzione e controllo. A scopo dimostrativo, i partner del progetto hanno costruito un sistema di controllo automatizzato per il controllo della saldatura relativa alla pala del motore di un velivolo e per registrare la risposta termica superficiale e analizzare i dati al fine di offrire una valutazione della qualità della saldatura. Il dimostratore ha eseguito analisi e acquisizione dati in modo automatico. Il cuore del sistema è dato da una cella di controllo composta da due bracci robot a sei assi i quali possono montare sistemi di trasduttori a ultrasuoni e quindi eseguire la scansione di vaste aree relative a parti difettose, in un unico passaggio. Il sistema WELDMINDT NDT dovrebbe permettere un livello maggiore di affidabilità e sicurezza delle parti saldate del rotore aperto, convalidando SAGE ITD per tecnologie di motori d’aereo ecologici. Un’accelerazione nella certificazione e nella commercializzazione permetterà di ridurre i consumi di combustibile e le emissioni, per contribuire a raggiungere gli ambiziosi obiettivi previsti per il 2020.
Parole chiave
Controllo, motore a rotore aperto, test non-distruttivi, parti saldate, WELDMINDT
