SFIDA DEL CLIENTE
I produttori aerospaziali si sforzano costantemente di trovare nuovi modi per migliorare l'efficienza e la longevità dei loro progetti di aeromobili. Anche miglioramenti modesti nell'efficienza e nell'affidabilità del motore possono far risparmiare milioni nel tempo.
Rolls-Royce continua a guidare lo sviluppo di motori a reazione più puliti, più efficienti nei consumi e più durevoli. Per raggiungere prestazioni così eccezionali, ogni materiale e componente incorporato nel design di un motore deve funzionare in modo affidabile a temperature più elevate per una durata di vita maggiore.
Dal punto di vista dello sviluppo del prodotto, la convalida di queste prestazioni richiede di sottoporre i materiali e i componenti dei motori a reazione ai carichi complessi presenti durante il decollo, il volo e l'atterraggio, simulando anche le temperature estreme necessarie ai motori per funzionare a temperature più elevate e di conseguenza migliorare le prestazioni di carburante ed emissioni.
"Sapevamo che l'innalzamento dello standard per le prestazioni dei motori a turbina a gas avrebbe richiesto progressi equivalenti nella nostra tecnologia di prova", afferma Barry Ward, leader del team di prove sui materiali per Rolls-Royce. "In particolare, nel nostro laboratorio di prova dovremmo simulare precisamente ambienti operativi estremi di motori a reazione del mondo reale, accompagnati da funzionalità avanzate di correlazione dei dati per ottenere informazioni significative.
"Avevamo bisogno di soluzioni particolarmente robuste per le prove e la simulazione ad alta temperatura", afferma Ward. "Poiché avevamo intenzione di costruire una nuova struttura di prova, avevamo anche bisogno di fornitori con una buona esperienza nella pianificazione delle strutture".
MTS ritiene di essere stata scelta per contribuire a migliorare le capacità di prova sui materiali e sui componenti delle turbine a gas di Rolls-Royce, sulla base della leadership tecnologica, dell'esperienza nell'integrazione dei sistemi e della reputazione superiore per il servizio e il supporto.
SOLUZIONE MTS
Nel settembre 2009, MTS ha aiutato Rolls-Royce a specificare una varietà di hardware, software e accessori avanzati ottimizzati per la prova su componenti e materiali ad alta temperatura. La tecnologia scelta includeva i sistemi di prova servoidraulici MTS Landmark™per fatica termomeccanica uniassiale (TMF), fatica a basso numero di cicli ad alta temperatura (LCF), meccanica della frattura e prove di trazione. I sistemi includevano morsetti, estensimetri ad alta temperatura e sistemi di simulazione ambientale.
Rolls-Royce ha anche ordinato il sistema di prova biassiale planare MTS, che fornisce un controllo preciso della forza multiassiale e della coppia dei campioni in ambienti sottovuoto ad alta sollecitazione e temperatura elevata che assomigliano molto alle condizioni operative reali dei motori a reazione.
I sistemi di prova MTS sono alimentati da versatili controlli digitali FlexTest® e centraline idrauliche SilentFlo™ pulite e silenziose. Il software applicativo MTS TestSuite™ è stato selezionato per la sua capacità di semplificare e standardizzare lo sviluppo, l'esecuzione e il reporting delle prove, contribuendo a facilitare la condivisione e l'analisi efficienti dei risultati delle prove attraverso le operazioni di prove meccaniche Rolls-Royce.
Le soluzioni di prova MTS sono state implementate nel nuovo, avanguardistico Rolls-Royce Mechanical Test Operations Centre (MTOC) a Dahlewitz, in Germania, inaugurato nel maggio 2010. "L'unicità della struttura MTOC riguarda il fatto che è progettata da zero per le prove, mentre la maggior parte delle altre strutture di prova del mondo si è evoluta da una generazione precedente di strutture", afferma Ward.
Prima e durante la costruzione della struttura MTOC, gli ingegneri MTS hanno lavorato a stretto contatto con architetti edili, il dipartimento di informatica Rolls-Royce e fornitori di terze parti per pianificare la distribuzione dell'energia idraulica, le reti di computer, l'integrazione del sistema di prova e altri dettagli cruciali. "Avevamo bisogno di fornitori che potessero lavorare per comprendere le nostre esigenze in anticipo e aiutarci a determinare quali possibilità c'erano per rendere questo un ambiente di lavoro intelligente", afferma Ward.
MTS ha inoltre assistito nel trasferimento di sei sistemi di prova dei materiali MTS e quattro sistemi biassiali planari dalla vecchia struttura di prova a MTOC. "Si trattava di un'installazione estremamente complessa e ci siamo affidati molto all'esperienza di MTS per aiutarci a far funzionare tutto senza problemi", afferma Ward. "I nostri fornitori devono aiutarci a trovare la migliore soluzione tecnica."
VANTAGGI PER IL CLIENTE
Ward afferma che con le sue capacità di prova avanzate e la struttura MTOC all'avanguardia, Rolls-Royce è ben attrezzata per supportare il miglioramento delle prestazioni del carburante e della durata di materiali e componenti della turbina a gas, il che si traduce nell'introduzione di motori a reazione più puliti, più efficienti dal punto di vista energetico e più durevoli.
"Non solo abbiamo ottenuto grandi progressi nella capacità di prova, ma anche nella produttività", afferma Ward. "Tutti i nostri tecnici hanno trovato il software facile da imparare e da usare, il che ci ha aiutato a lavorare in modo più efficiente. I nostri esperti interni di prove di fatica termomeccaniche sono particolarmente colpiti dalla semplicità del modulo TMF del software." MTS e Rolls-Royce hanno collaborato allo sviluppo di soluzioni software per le applicazioni di prova TMF di Rolls-Royce.
Gli ingegneri collaudatori di Rolls-Royce hanno scoperto che il nuovo hardware è altrettanto versatile, il che sta aiutando MTOC a sfruttare al meglio le sue risorse. "Nella nostra vecchia struttura, avevamo macchine specifiche per tipi specifici di prova. Ora possiamo configurare una macchina per un certo tipo di prova un mese e poi riconfigurarla facilmente per supportare una prova diversa il prossimo. Non vedrai mai un sistema costantemente in funzione qui mentre quello accanto rimane inattivo."
La versatilità delle soluzioni di prova MTS consente inoltre a Rolls-Royce di rispondere facilmente alle numerose incognite che sono comuni ai materiali avanzati e alla ricerca sui componenti. "Facciamo molte ricerche che richiedono prove non standard e, per supportare tutto ciò, sono necessarie versatilità e riconfigurabilità".
"Rolls-Royce è ben preparata per affrontare le esigenze sia a breve che a lungo termine dell'industria aerospaziale", afferma Ward. "Anche se attualmente disponiamo della configurazione ideale per lo sviluppo della prossima generazione di materiali e componenti per turbine a gas, siamo anche abili abbastanza da soddisfare qualsiasi nuovo requisito di prova che si presenterà anche in futuro".
