Una instalación de pruebas de cajas de engranajes para la nueva generación de helicópteros combinados
El proyecto MUTR se centró en el diseño de un sistema de pruebas de cajas de engranajes para el recién creado demostrador del helicóptero RACER («Rapid and Cost-Effective Rotorcraft»). RACER es un helicóptero combinado experimental desarrollado por Airbus que integra alta velocidad y despegue y aterrizaje verticales, y presenta alas y hélices de apoyo a la propulsión en lugar de un rotor de cola convencional. Dos motores impulsan el giroavión, y uno de ellos puede apagarse y volver a arrancar ya en vuelo para ahorrar combustible y recorrer mayores distancias. El proyecto MUTR financiando en el marco de Empresa Común Clean Sky 2, una colaboración público-privada entre la Unión Europea y la industria establecida para reforzar la cooperación del sector aeronáutico, el liderazgo mundial y la competitividad de Europa. Investigadores del Centro de Investigación Aeroespacial de la República Checa (VZLU, por sus siglas en checo) llevaron a cabo el diseño y la aplicación de una caja de engranajes auxiliar (adaptativa) que forma parte de un dispositivo de pruebas polivalente utilizado para validar reductores de velocidad para helicóptero especiales recién diseñados para RACER. Se trata de un componente esencial para el mecanismo de propulsión del helicóptero, ya que transmite la potencia generada por dos motores turboeje al rotor principal y a los rotores laterales.
Validado en situaciones de emergencia
En primer lugar, el equipo diseñó la instalación de pruebas y después diseñó, fabricó y probó el cargador hidráulico de par (motor de par) y la instalación de pruebas de motor de par para la validación de RACER. «La instalación de pruebas es un dispositivo muy eficaz que nos permite probar no solo las modalidades de vuelo normales, sino también todas las situaciones de emergencia y sobrecarga a las que puede estar expuesto el reductor principal del giroavión durante el funcionamiento», afirma Petr Pick, coordinador del proyecto. El modo de prueba propuesto abarcaba cuatro piezas: la placa de la caja de engranajes principal, los grupos de carga lateral, la caja de engranajes adaptativa y los mecanismos de sujeción. La validación del reductor principal en la instalación de pruebas es igual que para el giroavión real, lo que permite medir los valores que se van a aplicar en el proceso de verificación y certificación. El motor de par hidráulico eficiente simuló la carga de los rotores laterales. La potencia transmitida por los ejes que representan las unidades motrices se condujo desde la caja de engranajes adaptativa a la caja de engranajes principal, con bifurcaciones que van a dos brazos articulados de los rotores laterales y a un brazo articulado del rotor principal. La distribución tiene como resultado tres bucles eléctricos en los que el flujo eléctrico puede cambiarse de forma independiente y, al mismo tiempo, permite llevar a cabo la simulación de una ejecución en un modo no operativo de un solo motor y en diferentes modos de vuelo del giroavión.
Un cargador de par fiable y eficiente
Además de dos pares de engranajes, un motor de par y un torquímetro pioneros, ubicados en la caja de engranajes, permiten realizar pruebas de carga y calibrar el motor de par. El sistema hidráulico usado por el motor de par no solo carga la torsión, sino que se encarga del problema de refrigeración de los engranajes y de los rodamientos de la caja de engranaje. Según Pick: «El VZLU está desarrollando la interconexión de las cajas de engranajes de los rotores laterales a través de un eje de transmisión vertical que se apoya en dos o tres carcasas de rodamientos auxiliares para acoplar las dos cajas de engranajes. El eje de transmisión se conecta a las cajas de engranajes laterales por medio de engranajes cónicos». Las pruebas de las cajas de engranajes requieren un cargador de par eficiente, fiable y duradero. El MUTR cumple exactamente todos estos criterios y se ha validado con éxito para una capacidad de carga de hasta 5 900 N m a 3 300 rpm. El dispositivo también se puede aplicar a sistemas sofisticados de simulación de carga, como la instalación de pruebas de RACER.
Palabras clave
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