El ventilador del prometedor motor de aviación PD-35 es uno de los más grandes en la construcción de motores rusos: su diámetro es de 3,1 metros y su radio exterior es de aproximadamente 1,55 m. La carga principal aquí la soportan 18 álabes de cuerda ancha de aproximadamente 1,4 m de altura. La masa total del conjunto es de unos 300 kg, es decir, la masa media de un álabe es de aproximadamente 16,7 kg.
3,1 metros convierten las revoluciones en una fuerza monstruosa
A las máximas revoluciones, el extremo del álabe se mueve a cientos de metros por segundo. A esta velocidad, incluso una masa relativamente pequeña posee una enorme energía cinética, comparable al impacto de un proyectil. Por eso, la falla de un álabe es uno de los escenarios críticos para un motor de aviación: la tarea del diseño es evitar que los fragmentos del álabe destruido dañen la aeronave.
A tales revoluciones, incluso esta masa en un radio de 1,55 m crea una enorme carga centrífuga. La fuerza centrífuga que actúa sobre el álabe se calcula mediante la fórmula F = mω²r: cuanto mayor es el radio y mayores son las revoluciones, más fuerte el álabe es literalmente «tirado» hacia afuera. Para el PD-35, esta carga es colosal: por eso es críticamente importante no solo la pala del álabe en sí, sino también su punto de fijación al disco.
El anclaje: no solo una fijación, sino una cadena de fuerza
El álabe se sujeta al disco mediante una conexión de anclaje; no es un perno ni un remache, sino un conjunto de alta precisión a través de cuyas superficies de contacto la fuerza centrífuga se transmite del álabe al disco. Además, el anclaje no solo soporta la carga constante de la rotación, sino también los impactos variables: fuerzas aerodinámicas, vibraciones, picos dinámicos.
Los ingenieros calculan no solo las piezas individuales, sino toda la cadena de fuerza: álabe — anclaje — disco — eje. Un eslabón débil en cualquier parte de esta cadena puede provocar una destrucción en cascada. Por lo tanto, el diseño del anclaje incluye el cálculo de las tensiones de contacto, la resistencia al desgaste, la resistencia a la fatiga y el comportamiento del conjunto bajo cargas variables.
Cómo el motor protege la aeronave: pruebas de rotura de álabe
Para asegurarse de que el motor es capaz de soportar la rotura de un álabe, se realizan pruebas especiales con una rotura artificial del álabe en un rotor en funcionamiento. El objetivo de estas pruebas es verificar que la carcasa del motor retendrá los fragmentos dentro de la unidad de potencia y no permitirá que perforen las paredes y dañen la aeronave.
Así, la conexión de anclaje del ventilador no es solo un elemento de fijación: transmite enormes cargas del álabe al disco, y la carcasa del motor está diseñada como una «trampa» para los escombros en caso de accidente.