En el 15º Salón Aeronáutico de China, celebrado recientemente, una serie de nuevos motores aeronáuticos, como el AEF1200 y el 177S, llamaron mucho la atención. Como cúspide de la tecnología industrial moderna, los cojinetes aeroespaciales internos del motor equivalen a "puntos de conexión" clave y son cruciales para garantizar la fiabilidad del motor.
Cuando el motor de un avión está en marcha, la velocidad de rotación del rotor puede alcanzar decenas de miles de revoluciones por minuto. Cualquier error en cualquier problema puede causar una enorme fuerza centrífuga y fricción, provocando el fallo del motor. Entonces, ¿cómo garantizan los rodamientos de aviación el funcionamiento estable del motor?
Los rodamientos de aviación actúan como puente entre el rotor y la carcasa del motor, y se componen principalmente de tres partes: el anillo interior, el anillo exterior y los elementos rodantes. Entre ellos, el anillo interior está conectado al rotor, y el anillo exterior está fijado a la carcasa del motor. Los elementos rodantes consiguen una transición suave entre los anillos interior y exterior, garantizando que el rotor pueda girar de forma estable alrededor de su eje.
La fabricación de rodamientos aeroespaciales de alta calidad es una tarea extremadamente difícil. Como los requisitos de rendimiento de los motores aeroespaciales siguen mejorando, especialmente los requisitos cada vez más estrictos en términos de temperatura, carga, velocidad, vida útil y fiabilidad, etc., esto hace que el diseño y la producción de rodamientos aeroespaciales sean más complejos.
Por un lado, los rodamientos aeroespaciales deben cumplir unas normas extremadamente precisas. Durante el funcionamiento a alta velocidad, incluso pequeñas desviaciones dimensionales pueden provocar vibraciones que afecten al rendimiento del motor o provoquen averías. Las irregularidades en la forma de los elementos rodantes pueden provocar una distribución desigual de las tensiones, aumentar el riesgo de desgaste y acortar la vida útil. Una elevada rugosidad superficial no sólo aumentará el consumo de energía, sino que también producirá partículas finas, reducirá la eficiencia y creará riesgos para la seguridad.
Por lo tanto, la precisión de los rodamientos aeronáuticos debe controlarse estrictamente. Tomando como ejemplo el motor F100 utilizado por los F-15 y F-16, la precisión de forma y tamaño de sus rodamientos aeroespaciales debe mantenerse en el nivel de micras, el error de redondez de los elementos rodantes y las pistas de rodadura no supera 1 micra, y el acabado superficial se controla dentro del rango de 0,1 a 0,2 micras.
Por otra parte, el entorno de trabajo extremo impone exigencias extremadamente altas a la selección de materiales. Los rodamientos aeroespaciales deben soportar enormes cargas axiales y radiales, y hacer frente a las vibraciones del motor y al impacto del flujo de aire. Por ejemplo, la temperatura interna del motor F100 puede alcanzar los 1.700 grados Celsius, y la presión puede llegar a 20 atmósferas estándar. Esto significa que los materiales utilizados para fabricar cojinetes de aviación deben tener una alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, resistencia a altas presiones y resistencia a la fatiga.
En la actualidad, los rodamientos aeroespaciales utilizados en muchos aviones de combate avanzados utilizan principalmente acero de aleación especial o materiales cerámicos. Por ejemplo, la empresa británica Rolls-Royce elige el acero M50 para fabricar cojinetes de aviación. Este acero muestra una excelente resistencia a altas temperaturas y dureza tras el tratamiento térmico. La cerámica de nitruro de silicio, con su elevada dureza, bajo coeficiente de fricción, excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación, muestra un excelente rendimiento en condiciones extremas.
Los rodamientos de aviación son uno de los símbolos importantes de la industria de fabricación aeronáutica de gama alta y reflejan el nivel técnico del país en este campo. Con la aplicación de nuevos materiales, la optimización del diseño, el avance de los procesos de fabricación y el desarrollo de la tecnología de ensayo, los futuros rodamientos de aviación tendrán mayor capacidad de carga, mejor adaptabilidad, mayor vida útil y mayor fiabilidad.
