El nuevo rodamiento para generadores de turbina de gas de NSK favorece poder realizar vuelos eVTOL más largos
NSK ha lanzado un nuevo rodamiento para generadores de turbina de gas específicamente para su uso en aeronaves eléctricas de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL), incluidos drones de gran tamaño. Entre los principales avances del rodamiento se encuentran un mayor rendimiento a elevadas velocidades de rotación y un nuevo mecanismo que reduce el suministro de lubricante necesario en alrededor del 80%, lo que proporciona una contribución significativa a un mayor alcance en los vehículos eVTOL.
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Los nuevos desarrollos implican que los eVTOL están logrando avances significativos como medio de transporte, con un tamaño de mercado previsto de 124.000 millones de euros para 2035. Anteriormente, los principales sistemas de propulsión para vehículos eVTOL presentaban una motorización completa. Sin embargo, para satisfacer la creciente necesidad de mayor autonomía de vuelo y mejores capacidades de transporte, la mayoría espera que la demanda de motores híbridos, ligeros, compactos y de alto rendimiento siga en aumento.
Los generadores de turbinas de gas se destacan de otros diseños de motores híbridos porque pueden utilizar fuentes de combustible como biocombustibles e hidrógeno, lo que los hace atractivos desde una perspectiva de neutralidad de carbono. En la actualidad, los generadores de turbinas de gas son los candidatos con mayor proyección para mecanismos de propulsión de las aeronaves eVTOL.
La ampliación del alcance de vuelo de las aeronaves eVTOL depende de diversos factores, incluido un rendimiento a elevadas velocidades de rotación de los rodamientos del generador de la turbina de gas. Para satisfacer esta demanda, NSK se propuso desarrollar un rodamiento capaz de alcanzar más de 2,5 millones de dmn (el producto del diámetro medio del rodamiento y la velocidad de rotación). Además, la empresa logró compaginar un mayor rendimiento a elevadas velocidades de rotación con unas necesidades de lubricación mínimas pero óptimas.
El problema con la lubricación por inyección de aceite, el mecanismo de lubricación más común para rodamientos de alta velocidad, es que requiere una gran cantidad de aceite lubricante y produce una destacable pérdida de potencia. Entre las alternativas se encuentra la lubricación por debajo de los caminos de rodadura, que utiliza canales de flujo específicos en el mismo eje y en el camino de rodadura interior del rodamiento para suministrar el aceite necesario. Aunque este método destaca por una mínima pérdida de potencia y una mínima cantidad de aceite necesario, tiene poca versatilidad y su coste es elevado.
Para superar estas limitaciones, el nuevo mecanismo de lubricación de NSK dispone de una forma de espaciador optimizado. Tras un almacenamiento temporal de aceite lubricante en el espaciador, el mecanismo suministra una cantidad de aceite mínima, pero óptima, al interior del rodamiento gracias a la acción de la fuerza centrífuga.
La innovadora solución de NSK reduce la cantidad de aceite lubricante que necesita el rodamiento a solo el 25% del valor necesario en la lubricación convencional por inyección de aceite, al tiempo que logra reducir la pérdida de potencia en un tercio. El nuevo diseño también ofrece una solución de lubricación muy versátil y de bajo coste en comparación con la lubricación del tipo por debajo de los caminos de rodadura del anillo interior. Otra ventaja para los fabricantes de equipos originales es que las bombas de recuperación de suministro de aceite y el depósito de lubricante pueden ser más ligeros, lo que contribuye aún más a la autonomía de vuelo de las aeronaves eVTOL.
La ampliación del alcance de vuelo de las aeronaves eVTOL depende de diversos factores, incluido un rendimiento a elevadas velocidades de rotación de los rodamientos del generador de la turbina de gas. Foto: Aero Development Japan, Inc.
