No 15º China Air Show, recentemente concluído, uma série de novos motores aeronáuticos, como o AEF1200 e o 177S, atraíram muita atenção. Sendo o auge da tecnologia industrial moderna, os rolamentos aeroespaciais internos do motor são equivalentes aos principais "pontos de ligação" e são cruciais para garantir a fiabilidade do motor.
Quando um motor de avião está a funcionar, a velocidade de rotação do rotor pode atingir dezenas de milhares de rotações por minuto. Qualquer erro em qualquer problema pode causar uma enorme força centrífuga e fricção, levando à falha do motor. Então, como é que os rolamentos de aviação garantem o funcionamento estável do motor?
Os rolamentos de aviação actuam como uma ponte entre o rotor e a caixa do motor e são compostos principalmente por três partes: o anel interior, o anel exterior e os elementos rolantes. Entre eles, o anel interior está ligado ao rotor e o anel exterior está fixo à caixa do motor. Os elementos rolantes conseguem uma transição suave entre os anéis interior e exterior, assegurando que o rotor pode rodar de forma estável em torno do seu eixo.
O fabrico de rolamentos aeroespaciais de alta qualidade é uma tarefa extremamente exigente. À medida que os requisitos de desempenho dos motores aeroespaciais continuam a melhorar, especialmente os requisitos cada vez mais rigorosos em termos de temperatura, carga, velocidade, vida útil e fiabilidade, etc., isto torna a conceção e a produção de rolamentos aeroespaciais mais complexas.
Por um lado, os rolamentos aeroespaciais têm de cumprir normas extremamente precisas. Durante o funcionamento a alta velocidade, mesmo pequenos desvios dimensionais podem causar vibrações que afectam o desempenho do motor ou causam avarias. As irregularidades na forma dos corpos rolantes podem levar a uma distribuição desigual das tensões, aumentar o risco de desgaste e reduzir a vida útil. Uma rugosidade superficial elevada não só aumenta o consumo de energia, como também produz partículas finas, reduz a eficiência e cria riscos de segurança.
Por conseguinte, a precisão dos rolamentos de aviação deve ser rigorosamente controlada. Tomando como exemplo o motor F100 utilizado pelos F-15 e F-16, a precisão da forma e do tamanho das suas chumaceiras aeroespaciais tem de ser mantida ao nível do mícron, o erro de circularidade dos elementos rolantes e das pistas não excede 1 mícron e o acabamento da superfície é controlado entre 0,1 e 0,2 mícron.
Por outro lado, o ambiente de trabalho extremo coloca exigências extremamente elevadas na seleção de materiais. As chumaceiras aeroespaciais têm de suportar enormes cargas axiais e radiais e lidar com a vibração do motor e o impacto do fluxo de ar. Por exemplo, a temperatura interna do motor F100 pode atingir 1.700 graus Celsius e a pressão pode chegar a 20 atmosferas padrão. Isto significa que os materiais utilizados no fabrico de chumaceiras de aviação têm de ter elevada resistência, resistência a altas temperaturas, resistência a altas pressões e resistência à fadiga.
Atualmente, os rolamentos aeroespaciais utilizados em muitos jactos de combate avançados utilizam sobretudo ligas de aço especiais ou materiais cerâmicos. Por exemplo, a empresa britânica Rolls-Royce escolhe o aço M50 para fabricar chumaceiras de aviação. Este aço apresenta uma excelente resistência a altas temperaturas e dureza após tratamento térmico. A cerâmica de nitreto de silício, com a sua elevada dureza, baixo coeficiente de atrito, excelente resistência à corrosão e resistência à oxidação, apresenta um excelente desempenho em condições extremas.
Os rolamentos para a aviação são um dos símbolos importantes da indústria aeronáutica de ponta e reflectem o nível técnico do país neste domínio. Com a aplicação de novos materiais, a otimização da conceção, o avanço dos processos de fabrico e o desenvolvimento da tecnologia de ensaio, os futuros rolamentos de aviação terão uma maior capacidade de carga, uma melhor adaptabilidade, uma vida útil mais longa e uma maior fiabilidade.
