RETO DEL CLIENTE
Los fabricantes aeroespaciales se esfuerzan constantemente por encontrar nuevas formas de mejorar la eficiencia y la vida útil de sus diseños de aviones. Incluso pequeñas mejoras en la eficiencia del combustible y la confiabilidad del motor pueden ahorrar millones con el tiempo.
Rolls-Royce continúa liderando el desarrollo de motores a reacción más limpios, más eficientes en combustible y más duraderos. Para alcanzar un rendimiento tan excepcional, cada material y componente incorporado en el diseño de un motor debe funcionar de manera confiable a temperaturas más altas durante una vida útil más larga.
Desde el punto de vista del desarrollo de productos, la validación de este rendimiento requiere someter a los materiales y componentes de los motores a reacción a las cargas complejas que se producen durante el despegue, el vuelo y el aterrizaje, además de simular las temperaturas extremas necesarias para que los motores funcionen a mayor temperatura y, por lo tanto, mejoren el rendimiento del combustible y las emisiones.
“Sabíamos que para elevar el nivel de rendimiento de los motores de turbina de gas se necesitarían avances equivalentes en nuestra tecnología de pruebas”, comenta Barry Ward, jefe del equipo de pruebas de materiales de Rolls-Royce. “En concreto, tendríamos que simular con exactitud los entornos de funcionamiento de los motores a reacción del mundo real en nuestro laboratorio de pruebas, acompañados de capacidades avanzadas de correlación de datos para obtener una perspectiva válida”.
“Necesitábamos soluciones realmente eficaces para las pruebas de alta temperatura y la simulación”, comenta Ward. “Como teníamos la intención de construir un nuevo centro de pruebas, también necesitábamos proveedores que tuvieran una sólida experiencia en la planificación de instalaciones”.
MTS cree que fue elegido para ayudar a mejorar el material de la turbina de gas y las capacidades de prueba de componentes de Rolls-Royce, basándose en el liderazgo tecnológico, la experiencia en integración de sistemas y la reputación superior de servicio y soporte.
SOLUCIÓN DE MTS
En septiembre de 2009, MTS ayudó a Rolls-Royce a especificar diversos hardware, software y accesorios avanzados optimizados para pruebas de componentes y materiales a alta temperatura. La tecnología elegida incluyósistemas de prueba servohidráulicos MTS Landmark ™ para la fatiga termomecánica uniaxial (TMF), fatiga de ciclo bajo a alta temperatura (LCF), mecánica de fractura y pruebas de tracción. Los sistemas incluían mordazas, extensómetros de alta temperatura y sistemas de simulación ambiental.
Rolls-Royce también encargó el Sistema de prueba biaxial planar MTS, que brinda un control preciso de la fuerza y el par multiaxial de las probetas de prueba en entornos de vacío de alta tensión y temperatura elevada que se asemejan mucho a las condiciones reales de funcionamiento de los motores a reacción.
Los sistemas de prueba MTS están impulsados por controles digitales FlexTest® versátiles y unidades de potencia hidráulica SilentFlo™ limpias y silenciosas. Se seleccionó el software de aplicación MTS TestSuite™ por su capacidad para simplificar y estandarizar el desarrollo, la ejecución y los informes de las pruebas, lo que ayuda a facilitar el intercambio y el análisis eficientes de los resultados de las pruebas en todas las operaciones de pruebas mecánicas de Rolls-Royce.
Las soluciones de prueba del MTS se implementaron en el nuevo y moderno Centro de Operaciones de Pruebas Mecánicas (MTOC) de Rolls-Royce en Dahlewitz (Alemania), que se inauguró en mayo de 2010. “La particularidad de las instalaciones del MTOC es que están diseñadas desde cero para realizar pruebas, mientras que la mayoría de las demás instalaciones de pruebas del mundo han evolucionado a partir de una generación anterior de instalaciones”, agregó Ward.
Antes y durante la construcción de la instalación de MTOC, los ingenieros de MTS trabajaron en estrecha colaboración con arquitectos de edificios, el departamento de tecnología de la información de Rolls-Royce y proveedores externos para planificar la distribución de energía hidráulica, redes informáticas, integración de sistemas de prueba y otros detalles decisivos. “Necesitábamos proveedores que pudieran trabajar para entender nuestras necesidades con anticipación y ayudar a determinar qué posibilidades había para hacer de esta instalación un entorno de trabajo inteligente”, dijo Ward.
MTS también ayudó a trasladar seis sistemas de prueba de materiales MTS y cuatro sistemas biaxiales planares desde las antiguas instalaciones de prueba hasta el MTOC. “Se trataba de una instalación muy compleja y confiamos mucho en la experiencia de MTS para que todo funcionara sin problemas”, agregó Ward. “Nuestros proveedores deben ayudarnos a encontrar la mejor solución técnica”.
BENEFICIOS PARA EL CLIENTE
Ward afirma que, gracias a sus capacidades de prueba avanzadas y a las instalaciones modernas de MTOC , Rolls-Royce está perfectamente preparada para apoyar la mejora del rendimiento del combustible y de la vida útil de los materiales y componentes de las turbinas de gas, lo que en última instancia se traduce en la introducción de motores a reacción más limpios, más eficientes desde el punto de vista energético y más duraderos.
“No solo hemos logrado grandes avances en la capacidad de prueba, sino también en la productividad”, menciona Ward. “Todos nuestros técnicos consideran que el software es fácil de aprender y utilizar, lo que nos ha ayudado a trabajar con más eficacia. Nuestros expertos en pruebas de fatiga termomecánica están particularmente impresionados con la simplicidad del módulo de TMF del software”. MTS y Rolls-Royce han trabajado juntos para desarrollar soluciones de softwarepara las aplicaciones de prueba de la TMF de Rolls-Royce.
Los ingenieros de pruebas de Rolls-Royce han descubierto que el nuevo hardware es igualmente versátil, lo que está ayudando al MTOC a aprovechar al máximo sus recursos. “En nuestra instalación anterior, teníamos máquinas específicas para tipos específicos de pruebas. Ahora podemos configurar una máquina para un cierto tipo de prueba un mes y luego reconfigurarla fácilmente para que admita una prueba diferente al siguiente. Nunca verá un sistema funcionando constantemente a pleno rendimiento mientras el de al lado está parado”.
La versatilidad de las soluciones de prueba de MTS también permite a Rolls-Royce responder sin problemas a las numerosas incógnitas que son habituales en la investigación avanzada de materiales y componentes. “Hacemos muchas investigaciones que requieren pruebas no estándar y se necesita versatilidad y reconfigurabilidad para respaldarlas”.
“Rolls-Royce está bien preparado para abordar las necesidades a corto y largo plazo de la industria aeroespacial”, señala Ward. “Si bien actualmente tenemos la configuración ideal para desarrollar la próxima generación de materiales y componentes de turbinas de gas, también somos lo suficientemente ágiles para satisfacer cualquier nuevo requisito de prueba que surja en el futuro”.
