blisk

Un blisk es un conjunto de rotor de turbina en el que los álabes y el disco central se mecanizan a partir de una sola pieza de material, en lugar de ser componentes separados que se atornillan o se unen con cola de milano. El término combina "blade" (álabe) y "disk" (disco). En un rotor convencional, los álabes individuales se aseguran en ranuras o uniones de cola de milano cortadas en un disco separado; en un blisk, toda la estructura, el disco y todas las raíces de los álabes, se forja o se funde como una sola unidad, y luego se termina a las dimensiones finales.

Los blisks se utilizan principalmente en motores a reacción de aeronaves, apareciendo en las etapas del compresor y, a veces, en las etapas de la turbina, aunque son mucho más comunes en los compresores. Un blisk de compresor de alta presión típico podría tener de 30 a 80 álabes que irradian desde un orificio central. El material suele ser una superaleación a base de níquel, como Inconel o Rene, elegida por su resistencia a altas temperaturas y a la fluencia. La parte del disco normalmente soporta la carga centrífuga de los álabes giratorios, mientras que los propios álabes comprimen el aire entrante.

La principal ventaja de un blisk es la reducción de masa. Al eliminar el disco separado y los herrajes de sujeción (pernos, uniones de cola de milano o cubiertas), un blisk puede pesar entre un 10 y un 20 por ciento menos que un rotor atornillado equivalente del mismo diseño aerodinámico. Una menor masa del rotor reduce la inercia, mejora la respuesta de aceleración y permite tamaños de cojinetes más pequeños. Este ahorro de peso mejora directamente la eficiencia del combustible y el rendimiento. La estructura de una sola pieza también elimina la concentración de tensiones en los accesorios de la raíz del álabe y elimina los posibles modos de falla asociados con el aflojamiento de los sujetadores o el microdeslizamiento en las interfaces.

Inconvenientes y compensaciones

Los blisks son más caros de producir que los rotores atornillados. Requieren un forjado o fundición de precisión seguido de un extenso mecanizado controlado por computadora para cortar perfiles de álabes individuales, superficies de cubiertas y orificios de enfriamiento a partir de material sólido. Cualquier defecto de fabricación en un álabe afecta a todo el rotor y no se puede reparar reemplazando solo ese álabe. Si un solo álabe se agrieta durante el servicio, todo el blisk debe ser reemplazado o desechado. Por el contrario, un rotor atornillado permite el reemplazo individual de los álabes. Los blisks también tienen una menor flexibilidad de diseño; cambiar el número de álabes, el paso o el perfil requiere un nuevo troquel de forja o patrón de fundición.

A pesar del mayor costo inicial, los blisks se han convertido en un estándar en los motores turbofan comerciales militares y de alto bypass modernos, donde se priorizan el rendimiento y el peso. Son raros en diseños de motores más antiguos, etapas de baja presión o turbinas de gas industriales donde se valoran la simplicidad y la reparabilidad. El término "blisk" también se ha extendido a los rotores en otras máquinas rotativas, como los compresores en aplicaciones industriales, aunque su uso fuera de la industria aeroespacial sigue siendo poco común.