Mejora del rendimiento en motores aeronáuticos
Si bien en los últimos años las turbinas aeronáuticas han experimentado una evolución espectacular, los sistemas de lubricación que refrigeran y lubrican las piezas sometidas a grandes cargas apenas han sufrido cambio alguno. Para cumplir con los requisitos venideros, entre ellos una mayor eficiencia térmica y un menor consumo específico de combustible (CEC) al tiempo que se mantiene la fiabilidad y una masa menor, se requieren nuevas tecnologías. El proyecto «Engine lubrication system technologies» (ELUBSYS) , financiado por la UE, ha abordado este reto utilizando tecnologías de sellado novedosas como las juntas de escobilla. Dichas juntas reducen las pérdidas por purga de aire, a la vez que soportan el duro entorno de un motor aeronáutico; de este modo se aumenta la eficiencia en la propulsión del motor. El objetivo se ha marcado en una reducción del 60 % en la purga de aire y el consumo de aceite del motor, una mejor monitorización de la calidad del aceite, una mejor gestión térmica y una masa del sistema de lubricación inferior. Esta tecnología tendrá un efecto fundamental en la disminución del CEC y de las emisiones. Los integrantes del equipo han evaluado tres tipos de juntas de escobilla, entre ellos los que emplean Kevlar y los que utilizan carbono. Se ha evaluado su capacidad de sellar un alojamiento de cojinete requiriéndose una purga de aire reducida y una cierta resistencia a las condiciones extremas. Estas juntas han superado con creces las expectativas con una reducción del 75-95 % del aire de purga y una resistencia excelente. El equipo científico ha estudiado también el efecto de las juntas de escobilla sobre la eficiencia térmica y la calidad del aceite. Para ello se ha considerado el sistema de lubricación completo, incluyendo el funcionamiento de las conexiones de recuperación y venteo así como el comportamiento del aceite. Las detalladas investigaciones experimentales realizadas en combinación con los modelos numéricos han conducido a un juego de reglas y directrices de diseño para conseguir mejores sistemas de lubricación en las turbinas de gas modernas. Se han desarrollado varios tipos de sensores para comprobar el estado del aceite. Dos de ellos ya se han validado para las duras condiciones de servicio a las que se verán sometidos en los motores. En conjunto, las tecnologías ELUBSYS pueden reducir la masa del motor en hasta 26 kg, el consumo de aceite en hasta un 60 % y el consumo de aire en un 90 %. Asimismo, reducirán con toda probabilidad y de manera significativa los costes de mantenimiento y los costes operativos directos, a la vez que reducirán su impacto sobre el cambio climático. Las mejoras en los actuales motores y los equipos de lubricación, así como las recomendaciones orientadas a los nuevos diseños, tendrán un efecto considerable sobre la competitividad de la industria aeroespacial europea.
