Rolls-Royce inicia producción de las palas de ventilador compuestas más grandes del mundo para demostrador UltraFan

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

Palas CFRP

El motor UltraFan ofrecerá según informes una reducción del 25% en consumo de combustible y emisiones comparado con la primera generación de motores Trent. Parte de esa mejora de eficiencia viene de las palas de ventilador compuestas y la carcasa de ventilador de UltraFan, que reducen peso en un 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 de un fuselaje de avión de pasillo único actual. Se están fabricando en el centro tecnológico de la empresa en Bristol, Reino Unido.

Las palas de ventilador están hechas de 500 capas de Hexcel (Stamford, Conn. EE. UU.) HexPly M91 prepreg epoxi reforzado con fibra de carbono, de alta tenacidad y resistente a impactos. Hexcel suministra la cinta cortada para colocación automatizada. Las palas se curan en autoclave usando calor y presión, se mecanizan de precisión y luego se recubren antes de que una delgada vaina de titanio se una al borde de ataque, que protege contra erosión, objetos extraños e impactos de aves. Las palas compuestas de titanio (CTi) se inspeccionan y miden usando metrología y pruebas de ultrasonido.

Instalación de compuestos en Bristol

La instalación de compuestos de Bristol se remonta a Composite Technology and Applications Ltd (CTAL), una joint venture 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. Financiación del Gobierno del Reino Unido para apoyar la investigación y desarrollo de tecnología de compuestos de Rolls-Royce también comenzó en 2008 y se usó para establecer una instalación CTAL en la Isla de Wight en 2012. Rolls-Royce anunció en 2015 que movería la capacidad de CTAL, incluyendo equipo y 30-40 personal, a Bristol en 2017.

Rolls-Royce informó en 2015 que la instalación de compuestos de pre-producción se desarrollaría dentro de un edificio existente junto a su nueva instalación para balsas de arnés eléctrico de compuestos de fibra de carbono, que entonces estaba en proceso de construcción en el sitio de Bristol. Ambas instalaciones se benefician de técnicas de fabricación desarrolladas en asociación con el Centro Nacional de Compuestos (NCC) en Bristol, así como investigación realizada en el Centro Tecnológico Universitario de Rolls-Royce en la Universidad de Bristol.

Elemento clave en estrategia de sostenibilidad

Las palas compuestas ya han sido probadas extensivamente en un motor de desarrollo Advanced Low Pressure System (ALPS), incluyendo pruebas en vuelo en el Banco de Pruebas Volador de Rolls-Royce. ALPS es una asociación entre Rolls-Royce, Clean Sky, Innovate UK, BEIS, ATI, ITP Aero y GKN. La cartera de tecnologías desarrolladas para permitir UltraFan está respaldada por ATI, Innovate UK, LuFo y Clean Sky 2.

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

UltraFan, que comenzará 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 cuenta con:

• Nueva arquitectura de núcleo de motor – para ofrecer máxima eficiencia de consumo de combustible y bajas emisiones
• Compuestos de matriz cerámica avanzados – componentes resistentes al calor que operan más eficazmente en altas temperaturas de turbina
• Diseño engranado para maximizar eficiencia de motor de alto empuje, alto ratio de bypass.

«Esta es la década de UltraFan y es emocionante entrar en los 2020 con el inicio de producción del motor demostrador», dijo Chris Cholerton, presidente de Rolls-Royce para aeroespacial civil. «Tenemos todos los bloques de construcción en su lugar, el diseño, las tecnologías, un banco de pruebas nuevo, y ahora realmente estamos viendo el motor unirse».