Rolls-Royce inicia la fabricación de las aspas de ventilador más grandes del mundo, hechas con materiales compuestos, para el demostrador UltraFan

Rolls-Royce (Londres, Reino Unido) ha comenzado a fabricar las aspas de ventilador más grandes del mundo para su motor de demostración UltraFan que establecerá nuevos estándares en eficiencia y sostenibilidad. Este hito marca el inicio oficial de la producción de piezas para el demostrador.

Cuchillas CFRP

Según se informa, el motor UltraFan establecerá nuevos estándares en eficiencia y sostenibilidad, ofreciendo una reducción del 25% en el consumo de combustible y las emisiones en comparación con la primera generación de motores Trent. Parte de esa mejora en la eficiencia proviene de las aspas y la carcasa del ventilador de material compuesto de UltraFan, que reducen el peso en un avión bimotor en 700 kilogramos, el equivalente a siete personas con equipaje.

Como conjunto, las palas compuestas tienen un diámetro de 140 pulgadas, que es casi el tamaño del fuselaje de un avión de cuerpo estrecho actual. Se fabrican en el centro tecnológico de la empresa en Bristol, Reino Unido.

Las aspas del ventilador están hechas de 500 capas de preimpregnado epoxi reforzado con fibra de carbono HexPly M91 de Hexcel (Stamford, Connecticut, EE. UU.), De alta tenacidad y resistente a los impactos. Hexcel suministra la cinta de hendidura para la colocación automática. Las hojas se curan en autoclave utilizando calor y presión, se mecanizan con precisión y luego se recubren antes de que se adhiera una delgada funda de titanio al borde de ataque, que protege contra la erosión, objetos extraños y golpes de pájaros. Las hojas de titanio compuesto (CTi) se inspeccionan y miden mediante metrología y pruebas de ultrasonido.

Instalaciones de materiales compuestos de Bristol

La instalación de materiales compuestos de Bristol se remonta a Composite Technology and Applications Ltd (CTAL), una empresa conjunta entre Rolls-Royce y GKN Aerospace (Redditch, Reino Unido) establecida en 2008. CTAL reunió la experiencia de Rolls-Royce en tecnologías avanzadas de motores con las capacidades de GKN Aerospace en investigación de compuestos y fabricación automatizada. La financiación del gobierno del Reino Unido para apoyar la investigación y el desarrollo de tecnología compuesta de Rolls-Royce también comenzó en 2008 y se utilizó para establecer una instalación CTAL en la Isla de Wight en 2012. Rolls-Royce anunció en 2015 que trasladaría la capacidad CTAL, incluidos equipos y 30-40 empleados, a Bristol en 2017.

Rolls-Royce informó en 2015 que la instalación compuesta de preproducción se desarrollaría dentro de un edificio existente junto con su nueva instalación para balsas de arnés eléctrico compuesto de fibra de carbono, que en ese momento estaba en proceso de construcción en el sitio de Bristol. Ambas instalaciones se benefician de las técnicas de fabricación desarrolladas en asociación con el Centro Nacional de Compuestos (NCC) en Bristol, así como de la investigación realizada en el Centro de Tecnología de la Universidad Rolls-Royce en la Universidad de Bristol.

Elemento clave en la estrategia de sostenibilidad

Las palas compuestas ya se han probado exhaustivamente en un motor de desarrollo de sistema avanzado de baja presión (ALPS), incluidas las pruebas en vuelo en el banco de pruebas de vuelo de Rolls-Royce. ALPS es una asociación entre Rolls-Royce, Clean Sky, Innovate UK, BEIS, ATI, ITP Aero y GKN. La cartera de tecnologías que se están desarrollando para habilitar UltraFan cuenta con el respaldo de ATI, Innovate UK, LuFo y Clean Sky 2.

UltraFan es un elemento clave de la estrategia de sostenibilidad de Rolls-Royce, que implica una investigación continua para mejorar el rendimiento de las turbinas de gas, así como la electrificación pionera y el trabajo con socios industriales para acelerar la incorporación de combustibles de aviación sostenibles. También es parte de Rolls-Royce IntelligentEngine vision, que aúna sus productos, servicios y tecnología digital.

UltraFan, que comenzará las pruebas en tierra en 2021 y estará disponible hacia el final de esta década, es un diseño escalable de 25,000 a 100,000 libras de empuje. También incluye:

• Una nueva arquitectura del núcleo del motor:para ofrecer la máxima eficiencia en el consumo de combustible y bajas emisiones
• Compuestos de matriz cerámica avanzada:componentes resistentes al calor que funcionan con mayor eficacia en turbinas a altas temperaturas
• Un diseño con engranajes para maximizar la eficiencia del motor de alto empuje y alta relación de derivación.

"Esta es la década de UltraFan y es emocionante entrar en la década de 2020 con el inicio de la producción del motor de demostración", dijo Chris Cholerton, presidente de Rolls-Royce para la industria aeroespacial civil. "Tenemos todos los componentes básicos en su lugar, el diseño, las tecnologías, un nuevo banco de pruebas, y ahora estamos viendo cómo el motor se une".