Airbus e Rolls-Royce assinam acordo para desenvolver novo motor UltraFan

Conceito ALPS montado em um motor Trent 1000.

A Airbus e a Rolls-Royce assinaram um acordo de colaboração para o desenvolvimento de um novo motor UltraFan.

O foco desse programa será no desenvolvimento de soluções integradas, e com possibilidade de financiamento pelo programa Clean Sky 2, firmado pela União Europeia para reduzir as emissões de gases tóxicos.

Nesta parceria a Airbus ficará responsável pela arquitetura de integração entre a nacele e o motor, bem como a conexão do motor com o sistema tecnológico da aeronave. Enquanto isso a Rolls-Royce vai desenvolver toda a parte do motor e realizar os testes em solo e voo.

A Rolls-Royce afirma que essa parceria com a Airbus irá otimizar ainda mais a eficiência do motor, já que, devido ao bypass alto e também ao grande diâmetro do motor, a integração com a aeronave precisa ser perfeita, caso contrário nem é possível instalar o motor no avião.

 

As duas empresas afirmaram que a colaboração conjunta resultará em várias tecnologias inovadoras e um avanço em relação aos concorrentes, que ainda estão trabalhando separadamente.

 

Os conceitos da Rolls-Royce para o UltraFan

Advanced 3


Foto – AviationWeek/Rolls-Royce

O Advanced 3 foi criado a partir de um modelo “híbrido”, abandonando o núcleo comum aos novos motores da família Trent, que até então equipam as aeronaves Boeing 787 e Airbus A350XWB, além do A330neo. Para isso a Rolls-Royce precisou desenvolver um novo núcleo do motor, que também será utilizado para o segundo estágio de desenvolvimento, este já incorpora uma caixa de engrenagens, para diminuir a rotação do Fan e aumentar a rotação do núcleo do motor.

O primeiro estágio de desenvolvimento, o Advanced 3, reduz o número de estágios no compressor de baixa pressão, e aumenta o tamanho do compressor de alta pressão, localizado antes da câmara de combustão. Com novos materiais e tamanho semelhante aos atuais Trent, o Advanced 3 é capaz de reduzir em até 20% o consumo de combustível, em comparação com a geração atual.

É importante notar que o Advanced 3 também aborda um fluxo de ar contínuo no motor, sem a quebra de fluxo do Trent XWB entre o compressor de baixa pressão (amarelo) e o compressor de alta pressão (rosa). É só notar o sentido em que os estágios giram.

 

Conceito Open Rotor

O segundo estágio de desenvolvimento, e o mais interessante deles, leva a tecnologia da Rolls-Royce para os propulsores entre 40 mil a 100 mil lbs de empuxo. Esse conceito usa uma caixa de engrenagens e um Fan Frontal ainda maior, a finalidade da caixa de engrenagens é diminuir a rotação do Fan e aumentar a rotação do núcleo do motor.

Além disso a Rolls-Royce diminuirá os estágios da turbina, já que a caixa de engrenagens gera mais torque para girar o Fan Frontal.

Caso a Rolls-Royce decida usar um motor com tecnologia em comum ou com a disposição semelhante ao motor Pure Power, a P&W irá cobrar direitos de patentes no produto da RR. Apesar disso a fabricante europeia recusa uma possível acusação de que sua caixa de engrenagens teria engenharia semelhante ao que a Pratt & Whitney usou nos motores da família Pure Power. O grande ponto é que a Pratt & Whitney emprega uma disposição de engrenagens em formato de estrela nos motores.

A Rolls-Royce não quis comentar se seu novíssimo motor utiliza alguma estrutura semelhante na caixa de engrenagens, mas afirmou que não tem nada parecido em seu produto, principalmente porque está trabalhando com a Liebherr para criar um conjunto planetário, capaz de distribuir as forças do motor e permitir obter maiores potências. As únicas semelhanças dos sistemas são que eles permitem que o Fan, os compressores e a turbina girem em velocidades distintas.

A fabricante acredita que incorporando uma caixa de engrenagens em motores maiores seja possível conseguir uma taxa de 15: 1 entre o ar que passa pela área fria e o ar quente, que sofre queima, isso significa que para cada 10 kg de ar aspirado pelo motor, menos de 1 kg dele passa pela queima, enquanto mais de 9 kg são acelerados e geram propulsão sem precisar injetar combustível. Assim é possível conseguir uma economia ainda maior no consumo de JET A-1.

Para Paul Stein, Chief Technology Officer da Rolls-Royce, isso também produz uma modificação significativa nas aeronaves. A empresa estima que com um bypass tão alto, os atuais motores que têm 112 polegadas de diâmetro, como o Trent 1000, tenham no futuro 140 polegadas de diâmetro. Isso resulta em mudanças na engenharia dos aviões, como no projeto das naceles de fixação motor-asa e também na altura do trem de pouso, com finalidade de manter uma distância mínima entre o solo e o motor.

A Rolls-Royce ainda espera desenvolver materiais especiais no novo motor para compor o compressor e usará a 4ª geração de materiais compostos no Fan frontal. Os componentes leves ajudam na diminuição da inércia do motor, bem como podem ajudar na implementação de um novo sistema de refrigeração dos componentes.

O conceito Open Rotor melhora o consumo em até 25%, em comparação com os motores atuais, e 5% em relação ao Advanced.

 

Produto Comercial

É nítido que a Rolls-Royce está empenhando todo esse esforço para criar um produto comercial perfeito, atualmente nenhum motor TurboFan de grande porte tem essa tecnologia, com o desinteresse da Pratt & Whitney nesse mercado, é a chance da Rolls-Royce ganhar vantagem em relação aos concorrentes.

“O UltraFan, que esperamos entrar no serviço no período 2025-27, será vendido para companhias aéreas por 15-20 anos e permanecerá em serviço por provavelmente 40 anos”, disse o diretor de tecnologia da Rolls-Royce, Paul Stein. “Então, a segunda geração da aviação não vai chegar ao fim por 60-70 anos. O UltraFan no momento é um demonstrador de todas as novas tecnologias, e planejamos lançá-lo como um produto em poucos anos “.

O foco da Rolls-Royce, no entanto, é no projeto NMA da Boeing, como citamos acima. Mas a empresa não descarta um novo motor para os novos widebody da próxima década, nem fornecer o Open Rotor como uma solução para prolongar a vida do A380.

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