Rolls-Royce inicia a fabricação das maiores pás do ventilador do mundo, feitas com compostos, para o demonstrador UltraFan

A Rolls-Royce (Londres, Reino Unido) começou a fabricar as maiores pás do ventilador do mundo, para seu motor de demonstração UltraFan, que estabelecerá novos padrões de eficiência e sustentabilidade. Este marco marca o início oficial da produção de peças para o demonstrador.

Lâminas CFRP

O motor UltraFan estabelecerá novos padrões em eficiência e sustentabilidade, oferecendo uma redução de 25% na queima de combustível e nas emissões em comparação com a primeira geração de motores Trent. Parte dessa melhoria de eficiência vem das pás do ventilador compostas e da caixa do ventilador do UltraFan, que reduzem o peso de uma aeronave bimotora em 700 quilos, o equivalente a sete pessoas com bagagem.

Como um conjunto, as lâminas compostas têm um diâmetro de 140 polegadas, que é quase do tamanho da fuselagem de uma aeronave de corpo estreito atual. Eles estão sendo feitos no centro de tecnologia da empresa em Bristol, Reino Unido.

As pás do ventilador são feitas de 500 camadas de pré-impregnado de epóxi Hexcel’s (Stamford, Conn. U.S.) HexPly M91 reforçado com fibra de carbono, de alta tenacidade e resistente ao impacto. A Hexcel fornece a fita cortada para layup automatizado. As lâminas são curadas em autoclave usando calor e pressão, usinadas com precisão e revestidas antes que uma fina bainha de titânio seja colada à borda de ataque, que protege contra a erosão, objetos estranhos e colisões com pássaros. As lâminas de titânio composto (CTi) são inspecionadas e medidas usando metrologia e testes de ultrassom.

Instalação de compósitos Bristol

A instalação de compósitos de Bristol remonta a Composite Technology and Applications Ltd (CTAL), uma joint venture entre a Rolls-Royce e a GKN Aerospace (Redditch, Reino Unido) estabelecida em 2008. A CTAL reuniu a experiência da Rolls-Royce em tecnologias avançadas de motores com as capacidades da GKN Aerospace em pesquisa de compostos e manufatura automatizada. O financiamento do governo do Reino Unido para apoiar a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologia composta da Rolls-Royce também começou em 2008 e foi usado para estabelecer uma instalação CTAL na Ilha de Wight em 2012. A Rolls-Royce anunciou em 2015 que moveria a capacidade CTAL, incluindo equipamentos e 30-40 funcionários, para Bristol em 2017.

A Rolls-Royce relatou em 2015 que a instalação de pré-produção de compostos seria desenvolvida dentro de um prédio existente ao lado de suas novas instalações para jangadas elétricas compostas de fibra de carbono, que estava em processo de construção no local de Bristol. Ambas as instalações se beneficiam de técnicas de fabricação desenvolvidas em parceria com o National Composites Center (NCC) em Bristol, bem como de pesquisas conduzidas no Rolls-Royce University Technology Center na University of Bristol.

Elemento-chave na estratégia de sustentabilidade

As lâminas compostas já foram exaustivamente testadas em um motor de desenvolvimento de Sistema de Baixa Pressão Avançado (ALPS), incluindo testes em vôo na Rolls-Royce Flying Test Bed. ALPS é uma parceria entre a Rolls-Royce, Clean Sky, Innovate UK, BEIS, ATI, ITP Aero e GKN. O portfólio de tecnologias em desenvolvimento para habilitar o UltraFan é apoiado pela ATI, Innovate UK, LuFo e Clean Sky 2.

UltraFan é um elemento-chave da estratégia de sustentabilidade da Rolls-Royce, que envolve pesquisa contínua para melhorar o desempenho da turbina a gás, bem como eletrificação pioneira e trabalho com parceiros industriais para acelerar a incorporação de combustíveis de aviação sustentáveis. Também faz parte do Rolls-Royce IntelligentEngine visão, que reúne seus produtos, serviços e tecnologia digital.

O UltraFan, que iniciará os testes de solo em 2021 e estará disponível no final desta década, é um design escalonável de 25.000 a 100.000 libras de empuxo. Também possui:

• Uma nova arquitetura central do motor - para oferecer máxima eficiência de queima de combustível e baixas emissões
• Compostos de matriz cerâmica avançados - componentes resistentes ao calor que operam de forma mais eficaz em altas temperaturas de turbina
• Um projeto com engrenagens para maximizar a eficiência do motor de alto empuxo e alta taxa de bypass.

“Esta é a década do UltraFan e é emocionante entrar na década de 2020 com o início da produção do motor demonstrador”, disse Chris Cholerton, presidente da Rolls-Royce para aeroespacial civil. “Colocamos todos os blocos de construção no lugar, o design, as tecnologias, uma bancada de testes totalmente nova e agora estamos realmente vendo o motor funcionando.”