VSV

Un álabe estator variable (VSV) es un conjunto de álabes de turbina estacionarios dentro de un motor a reacción o una turbina de gas que pueden girar para cambiar el ángulo en el que dirigen el flujo de aire o gas entrante. A diferencia de los álabes estáticos fijos, que permanecen en una posición, los VSV giran sobre un eje común o un mecanismo de palanca, lo que permite que el sistema de control del motor ajuste su ángulo de forma continua durante el funcionamiento. Esto mantiene el compresor o la turbina funcionando con la máxima eficiencia en una amplia gama de velocidades y cargas.

Los VSV se encuentran más comúnmente en las etapas del compresor de los motores turbofán y turborreactores, donde se sitúan entre los álabes giratorios del rotor. A medida que aumenta la velocidad del motor, la velocidad del aire entrante cambia; si los álabes del estator permanecieran fijos, el flujo se separaría de las superficies de los álabes a bajas velocidades, lo que provocaría una entrada en pérdida y una pérdida de empuje. Al cerrarse (reduciendo el ángulo de inclinación) a baja velocidad y abrirse a alta velocidad, los VSV mantienen el ángulo de flujo correcto en relación con los álabes del rotor en toda la envolvente de funcionamiento. Algunos motores militares utilizan VSV en múltiples etapas para un control aún más preciso.

El varillaje mecánico que acciona los VSV normalmente rodea la carcasa exterior del motor y se conecta a cada álabe mediante brazos individuales o un anillo común. Un actuador hidráulico o un motor eléctrico recibe una señal de la unidad de control del motor y mueve este varillaje en función de la velocidad del motor, la temperatura de entrada y la relación de presión del compresor. Los propios álabes deben soportar altas temperaturas, ciclos rápidos y grandes cargas centrífugas, por lo que suelen estar hechos de aleaciones de titanio o superaleaciones a base de níquel.

Modos de fallo comunes y mantenimiento

Los fallos de los VSV suelen deberse a la fricción estática (que provoca el atasco del mecanismo), la corrosión en el cojinete o el varillaje, o la fractura de la raíz del álabe donde se concentra la tensión. Un álabe VSV atascado puede causar una sobretensión del compresor, una condición peligrosa en la que el flujo se invierte y el motor pierde empuje momentáneamente. La ingestión de residuos también puede dañar las finas holguras alrededor de los álabes. Los motores modernos incluyen sensores de posición para detectar si un VSV se ha atascado o se ha desincronizado con la señal de control.

Los VSV añaden complejidad y peso a un motor, por lo que algunos diseños utilizan estatores fijos o emplean álabes guía de entrada solo en la etapa frontal. Sin embargo, las ganancias de eficiencia de los VSV en una variedad de condiciones de vuelo o perfiles de carga a menudo justifican el costo adicional y la carga de mantenimiento, particularmente en motores turbofán de alto bypass donde se requieren amplios rangos de operación durante las fases de ascenso, crucero y descenso.