El motor Catalyst de GE completa su campaña de pruebas de hielo

20-04-2021

El nuevo motor Catalyst de GE se ha tenido que enfrentar a un duro reto en su campaña de pruebas de hielo funcionando a temperaturas bajo cero para demostrar su capacidad operativa y su rendimiento.

Catalyst de GE

Según explica Paolo Vanacore, ingeniero mecánico especialista en meteorología inclemente de GE, «El hielo y otras amenazas atmosféricas pueden causar efectos perjudiciales en el rendimiento de los motores aéreos y, en última instancia, en la seguridad, lo que se traduce en una reducción del empuje o en la falta de control del motor.»

El equipo de ingenieros que se han encargado de las pruebas del motor, definieron un extenso protocolo denominado CPA, o Análisis de Puntos Críticos de Hielo. También se trabajó en otras pruebas y análisis de las inclemencias del tiempo, como la lluvia, el granizo, la nieve, los cristales de hielo y las condiciones mixtas, como la lluvia helada, la llovizna helada y la ingestión de placas de hielo.

Según ha comentado Vanacore «Estas fueron, en cierto modo, pruebas sin precedentes para un turbohélice. El CPA no ha utilizado en un motor de aviación general de lámina limpia en varias décadas.»

El diseño de las pruebas se ha llevado a cabo durante los 2 últimos años, así en en enero del pasado 2020, el Catalyst se instaló en el banco de pruebas del Consejo Nacional de Investigación (NRC) de Ottawa.

La sala de pruebas de Ottawa en el NRC está conectada al entorno exterior a través de un pequeño túnel de viento de unos 10 metros de largo. Desde aquí, el gélido aire del invierno canadiense es aspirado y mezclado con gotas de líquido superenfriado que se rocían por todo el túnel. De este modo, se generan las condiciones atmosféricas y las temperaturas de vuelo y se transmiten al motor en forma de nubes formadas por pequeñas gotas a temperaturas bajo cero.

Según Paolo Vanacore, «Las gotas de estas nubes uniformes tienen un tamaño que oscila entre unas 15 micras y unos pocos milímetros, y las temperaturas oscilan entre -20 y 0 grados centígrados, simulando la variabilidad de la altitud, desde el nivel del suelo hasta unos 30 mil pies (9 Km). Cuando descienden por debajo de los -20 °C, llegando a los -40 °C por ejemplo, comienzan a formarse cristales de hielo en las nubes. Especialmente a grandes alturas, a ciertas velocidades, se convierten en piedras. Realizamos pruebas que llevaron a estas nubes a fluir contra el motor en trayectorias verticales u horizontales prolongadas. Así se simulaban maniobras de vuelo con densidad y consistencia variables, en función de las temperaturas, pero también de la velocidad o el ángulo de impacto».

Este entorno puede parecer desalentador, pero es la realidad de lo que ocurre en el aire.

Durante cientos de horas de simulación de todas estas condiciones de vuelo, se analizaron y almacenaron los datos, lo que ayudó a probar y optimizar la capacidad y fiabilidad de los materiales, así como el diseño. En última instancia, todas las pruebas contribuyen a mejorar la seguridad.

Vanacore termina diciendo., «Los resultados fueron excelentes. Incluso hemos simulado el reinicio tras una larga inactividad a temperaturas polares. Las respuestas del motor han superado las expectativas. Y su sistema antihielo demostró un alto nivel de fiabilidad incluso en condiciones meteorológicas tan extremas, en las que rara vez se encuentra un avión en servicio.»