¿Por qué los motores turboventiladores no tienen protectores fijados a las aspas del ventilador?

Esto ya se ha hecho, al menos en la serie CFM-56 en algún momento.

La imagen está tomada de aquí , el artículo trata sobre el motor F108, que es la versión militar estadounidense del CFM-56.

En las versiones más nuevas del motor, las cubiertas de la punta de la pala se han reemplazado por cubiertas de la mitad del tramo como se muestra a continuación (de Wikipedia), o se han eliminado.

Como señaló Camille Goudeseune, los turboventiladores tienen que adaptarse a muchas situaciones, y una cubierta de punta de pala agrega mucha masa y, por lo tanto, aumenta las cargas en la pala, lo que reduce aún más la vida útil de fatiga.

Entre las ventajas de esta configuración que no se mencionaron en la pregunta ni en la otra respuesta está que las cubiertas ayudan a reducir las amplitudes de vibración a través de la amortiguación por fricción. Esto explica por qué los obenques intermedios todavía están en juego en varios motores, mientras que estos no participan en la reducción de las pérdidas en la punta de las palas.

Finalmente, si bien esta configuración aparentemente ya no se usa en las aspas del ventilador, todavía se usa en otras partes de los motores modernos, específicamente en el módulo de la turbina. Como ejemplo, la siguiente imagen es del sitio web de GE9X , consulte las palas de turbina de baja presión.

Las turbinas terrestres a veces usan cubiertas giratorias, con algo así como un https://en.wikipedia.org/wiki/Labyrinth_seal para reducir las fugas. Así que es estructuralmente sólido en principio.

Pero las turbinas de los aviones tienen que tolerar cargas no axiales, la ingestión de objetos extraños y un amplio rango de temperatura, presión y humedad ambientales. Es posible que colocar las puntas de las palas en la cubierta no tolere bien tal abuso, en términos de no explotar, sobrevivir la siguiente hora o alargar el intervalo entre las revisiones del motor. Es mejor golpear algunas palas que perder todo el rotor. Eso superaría incluso un pequeño porcentaje de eficiencia de combustible mejorada.

Para agregar a las buenas respuestas:

La cubierta giratoria agregaría masa adicional, ya que el conducto aún tendría que atravesarla. Esta masa también estaría girando a alta velocidad, creando fuerzas giroscópicas sustanciales y, además de todo eso, haciendo que el motor responda menos.

Luego están los problemas de construcción: aunque no es del todo imposible de diseñar, ya que hay algunas implementaciones, la estructura no sería tan simple como podría pensarse. Las altas velocidades de rotación, la flexión de las palas, las vibraciones, etc., deberían tenerse en cuenta y tratarse. Equilibrar un enorme disco giratorio definitivamente sería pan comido. hay una pregunta y respuesta en algún lugar aquí sobre el equilibrio de las aspas del ventilador, trataré de recordarlo y encontrarlo y agregarlo aquí: agregar un disco alrededor de las aspas no simplificaría la ecuación. Un amplio rango de temperatura operativa tampoco ayuda. Estamos hablando tal vez de + 60 °C hasta -70 °C

En general, hay mucha dinámica involucrada con las aspas del ventilador, es mejor mantener la construcción lo más simple posible.