Volar más lejos y más velozmente por menos
Las tecnologías de combustión nuevas, entre ellas la combustión de mezcla pobre, se están investigando ampliamente con miras a satisfacer las cada vez más exigentes normativas sobre las emisiones de los motores aeronáuticos. Todas las normas internacionales exigen una reducción de los óxidos de nitrógeno (NOx) sin que por ello aumenten las emisiones de monóxido de carbono, de hidrocarburos sin quemar o de humos. Dentro del diseño de cámaras de combustión con bajas emisiones, la tecnología de mezcla pobre ofrece la posibilidad de reducir las emisiones de NOx, especialmente bajo relaciones de presión de funcionamiento elevadas. Un equipo de investigadores financiado por la UE ya había diseñado una cámara de combustión de este tipo en la que se adoptaba la tecnología de mezcla pobre. Sin embargo, no se había comprobado en bancos de pruebas que simulasen la presión en el núcleo del motor. Gracias a la financiación europea del proyecto LEVER (Lean burn control system verification rig), un equipo de investigadores desarrolló la instalación experimental de la que se venía careciendo para ensayar la combustión de mezcla pobre. Hasta el momento, los bancos de prueba han simulado la presión del núcleo del motor mediante una restricción en la línea de alimentación del combustible. Este concepto resulta inadecuado a la hora de simular las altas relaciones aire-combustible necesarias para lograr una combustión estable de mezcla pobre. En la instalación de ensayos nueva, múltiples simuladores de quemador pulverizan el combustible, en lugar de hacerlo circular en su totalidad por una placa de orificio única. Cada simulador de quemador reproduce el comportamiento de los inyectores de combustible del motor. Los inyectores incorporan válvulas de control del combustible y los volúmenes de las líneas de alimentación se ajustan para emular las características de drenaje que se dan en cada inyector. Los simuladores de quemador incorporan transductores de ancho de banda elevado, capaces de medir los valles y los picos del suministro. En el banco de ensayos LEVER el combustible se recoge y se recicla. El nivel de combustible se mantiene estable para evitar que el nitrógeno escape según el combustible circula y abandona el sistema. A tal efecto, se añadió una barrera intermedia en el espacio compartido por el combustible y el nitrógeno. La labor del proyecto LEVER permite a los ingenieros demostrar que la tecnología de mezcla pobre reduce los NOx y otras emisiones (humos) sin menoscabo de la eficiencia de la cámara de combustión. Ya se ha utilizado para evaluar el rendimiento de los primeros sistemas de control de combustión de mezcla pobre —mucho más complejos que los actuales sistemas de mezcla rica— antes de proceder con las pruebas en vuelo.
Palabras clave
Motores aeronáuticos, instalación de pruebas, combustión de mezcla pobre, óxidos de nitrógeno, LEVER
