Las pruebas de una pyme aeronáutica europea garantizarán unos viajes en avión más baratos, ecológicos y silenciosos en el futuro
El equipo del proyecto ICTUS, financiado con fondos europeos, probó en tierra un motor con turbina de gas adaptado como parte del proceso de desarrollo de un nuevo demostrador de motor turbopropulsor de aviación. «Se trata del primer demostrador creado en el marco del programa de investigación Clean Sky 2», comenta Romain Leneveu, coordinador del proyecto. El motor turbopropulsor Ardiden 3, empleado originalmente en helicópteros, se reequipó con una nueva hélice de siete álabes y una caja de engranajes de potencia, incluidas la toma de aire y la góndola, para transformarlo en un turbopropulsor para su uso en la aviación general. VibraTec, una pyme líder en el análisis mecánico y vibratorio, diseñó, fabricó y probó el montante del motor del turbopropulsor Tech (Tech TP) para soportar el motor y la góndola durante las pruebas en tierra. Los investigadores crearon asimismo un modelo dinámico detallado para predecir la respuesta estática y dinámica del sistema. «El diseño de baja masa está en consonancia con la baja emisión de combustible del demostrador, mientras que la optimización de la vía de transmisión favorece una reducción del ruido estructural dentro de la cabina», explica Leneveu.
Reducción de la vibración
Tras la fabricación, se equipó el montante del motor con extensómetros y se sometió a cargas radiales y axiales representativas. Los socios del proyecto supervisaron tanto las cargas del motor en condiciones operativas como la reducción de la vía de transferencia de vibración para optimizar la comodidad de la tripulación y los pasajeros. Para ello, emplearon un tipo nuevo de sensor basado en las tecnologías de redes de difracción de Bragg en fibra, una familia de extensiómetros de fibra óptica que resisten condiciones ambientales adversas, especialmente campos electromagnéticos. El equipo del proyecto estudió además el entorno del flujo de aire del motor y cuantificó la envolvente de carga estática y dinámica del motor mediante la prueba del motor en tierra. La evaluación de la carga estática del motor implicó realizar un análisis térmico empleando la dinámica de fluidos computacional para ajustar el proceso de calibración de los sensores, requisito esencial para supervisar con precisión el demostrador Tech TP. Leneveu comenta: «Se desarrolló un método inverso en paralelo para cuantificar las cargas operativas del motor Tech TP. Dichas mediciones indirectas nos permitieron caracterizar las fuerzas estáticas y dinámicas transmitidas por el motor en sus puntos de montaje».
Ahorro de combustible conseguido
La instrumentación propuesta, junto con el desarrollo de métodos de prueba avanzados, constituye un gran avance en el aprovechamiento del banco de pruebas estático de motores, ya que posibilita nuevas formas de predecir la interfaz del motor dentro de su entorno aeronáutico, tanto para los fabricantes de motores como para los de aeronaves, y reduce los costes, ya que no hay necesidad de pruebas de vuelo. Este método permite aprovechar al máximo el banco de pruebas estático y fortalece la competitividad de la industria europea de la aviación. «El desarrollo del montante del motor abre una nueva fase para el demostrador Tech TP y constituye un paso adelante hacia la nueva generación de propulsión», concluye Leneveu. Por lo tanto, el proyecto de demostración del motor Tech TP de Clean Sky allana el camino para fabricar un motor totalmente europeo, sostenible, silencioso y de bajo consumo de combustible destinado al uso en la aviación general y en aeronaves regionales pequeñas (de hasta diecinueve pasajeros). Es más, el ahorro de combustible reducirá los costes para los operadores de aeronaves, lo que ayudará a impulsar la competitividad de la aviación europea.
Palabras clave
ICTUS, motor, demostrador, aviación, montante del motor, turbopropulsor, Clean Sky, vibración, redes de difracción de Bragg en fibra, dinámica de fluidos computacional
