Rolls-Royce Inicia Produção das Maiores Pás de Ventilador Compósitas do Mundo para Demonstrador UltraFan

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

Pás em CFRP

O motor UltraFan reportedly estabelecerá novos padrões em eficiência e sustentabilidade, oferecendo redução de 25% em queima de combustível e emissões comparado à primeira geração de motores Trent. Parte dessa melhoria de eficiência vem das pás de ventilador compósitas e carcaça de ventilador do UltraFan, que reduzem peso em uma aeronave bimotor em 700 quilogramas, o equivalente a sete pessoas com bagagem.

Como um conjunto, as pás compósitas têm diâmetro de 140 polegadas, que é quase o tamanho de uma fuselagem de aeronave narrowbody atual. Elas estão sendo feitas no hub de tecnologia da empresa em Bristol, Reino Unido.

As pás de ventilador são feitas de 500 camadas de HexPly M91 da Hexcel (Stamford, Connecticut, EUA) — pré-impregnado epóxi reforçado com fibra de carbono, alta tenacidade e resistente a impacto. A Hexcel fornece a fita fendida para colocação automatizada. As pás são curadas em autoclave usando calor e pressão, usinadas com precisão e então revestidas antes que uma bainha fina de titânio seja colada à borda de ataque, que protege contra erosão, objetos estranhos e colisão com pássaros. As pás compósito-titânio (CTi) são inspecionadas e medidas usando metrologia e testes de ultrassom.

Instalação de Compósitos em Bristol

A instalação de compósitos em Bristol remonta à Composite Technology and Applications Ltd (CTAL), uma joint venture entre Rolls-Royce e GKN Aerospace (Redditch, Reino Unido) estabelecida em 2008. A CTAL reuniu a expertise da Rolls-Royce em tecnologias avançadas de motores com as capacidades da GKN Aerospace em pesquisa de compósitos e fabricação automatizada. Financiamento do Governo do Reino Unido para apoiar pesquisa e desenvolvimento de tecnologia de compósitos 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 equipamento e 30-40 pessoal, para Bristol em 2017.

A Rolls-Royce reportou em 2015 que a instalação de compósitos pré-produção seria desenvolvida dentro de um prédio existente ao lado de sua nova instalação para rafts de chicote elétrico de compósito de fibra de carbono, que estava então em processo de construção no local de Bristol. Ambas instalações beneficiam-se de técnicas de fabricação desenvolvidas em parceria com o National Composites Centre (NCC) em Bristol, bem como pesquisa conduzida no Rolls-Royce University Technology Centre na Universidade de Bristol.

Elemento Chave na Estratégia de Sustentabilidade

Pás compósitas já foram extensivamente testadas em um motor de desenvolvimento Advanced Low Pressure System (ALPS), incluindo testes em voo no Rolls-Royce Flying Test Bed. ALPS é uma parceria entre Rolls-Royce, Clean Sky, Innovate UK, BEIS, ATI, ITP Aero e GKN. O portfólio de tecnologias sendo desenvolvidas para habilitar o UltraFan é suportado por 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 desempenho de turbina a gás bem como pioneirismo em eletrificação e trabalho com parceiros industriais para acelerar incorporação de combustíveis de aviação sustentáveis. Também é parte da visão IntelligentEngine da Rolls-Royce, que reúne seus produtos, serviços e tecnologia digital.

UltraFan, que iniciará testes em solo em 2021 e estará disponível towards o final desta década, é um design escalável de 25.000 a 100.000 libras de empuxo. Também apresenta:

• Nova arquitetura de núcleo de motor — para entregar máxima eficiência de queima de combustível e baixas emissões
• Compósitos de matriz cerâmica avançados — componentes resistentes ao calor que operam mais efetivamente em altas temperaturas de turbina
• Design engrenado para maximizar eficiência de motor de alta rotação, alto bypass ratio.

"Esta é a década do UltraFan e é emocionante entrar nos anos 2020 com o início da produção do motor demonstrador", disse Chris Cholerton, presidente da Rolls-Royce para aviação civil. "Temos todos os blocos de construção no lugar, o design, as tecnologias, um novo banco de testes, e agora estamos realmente vendo o motor se juntar."