I+D y pruebas en aviación: soluciones de medición

Las pruebas de vibración en tierra (GVT) son un proceso crucial en la I+D y las pruebas de aviación, que implican investigaciones de vibración tanto experimentales como analíticas. Estas pruebas son esenciales para determinar las características modales de las estructuras de las aeronaves. Al medir con precisión la respuesta dinámica de estas estructuras a diversas fuerzas de excitación, las GVT ayudan a identificar las frecuencias naturales, las formas de los modos y las propiedades de amortiguación. Estos datos precisos son vitales para garantizar la seguridad, la fiabilidad y el rendimiento de las aeronaves, lo que permite a los ingenieros validar y optimizar eficazmente los diseños estructurales.

Las soluciones de medición para aplicaciones de aviación de Kistler incluyen varios acelerómetros uniaxiales y triaxiales de primera categoría, pero también martillos de impulso, sistemas de acondicionamiento de señales, sistemas de adquisición de datos y software.

Las pruebas de vibración en vuelo (FVT) son un procedimiento vital en la I+D y las pruebas de aviación, que se llevan a cabo durante las operaciones de vuelo reales para evaluar el comportamiento vibratorio de las aeronaves. Estas pruebas proporcionan información crítica sobre cómo responden las estructuras de las aeronaves a las fuerzas aerodinámicas y las condiciones operativas del mundo real. Al capturar datos detallados de vibración, las FVT ayudan a identificar características modales clave como frecuencias naturales, formas de modo y relaciones de amortiguación. Esta información es esencial para verificar la integridad estructural y el rendimiento de las aeronaves, garantizando que cumplan con estrictos estándares de seguridad y fiabilidad. Los ingenieros utilizan estos conocimientos para perfeccionar y mejorar los diseños de las aeronaves, contribuyendo a una aviación más segura y eficiente.

Las tecnologías de medición de Kistler para I+D y pruebas de aviación incluyen varios acelerómetros pequeños y perfectamente adecuados de un eje y triaxiales. Las opciones de temperatura de funcionamiento van desde criogénicas hasta temperaturas muy altas.

Las pruebas de frenos y trenes de aterrizaje de aeronaves son procedimientos esenciales para garantizar la seguridad y fiabilidad de las aeronaves durante el despegue, el aterrizaje y el rodaje. El tren de aterrizaje debe soportar fuerzas de impacto significativas durante estas operaciones, especialmente durante el aterrizaje, cuando el tren absorbe el peso de la aeronave y la energía cinética del descenso. En I+D y pruebas de aviación, estas pruebas evalúan el rendimiento y la durabilidad de los componentes del tren de aterrizaje, incluidos los puntales, las ruedas y los frenos, en diversas condiciones de carga. Mediante la simulación de situaciones reales, los ingenieros pueden evaluar cómo el tren de aterrizaje soporta estas fuerzas de impacto, garantizando la integridad estructural y la eficiencia de frenado. Estas rigurosas pruebas ayudan a identificar posibles problemas y garantizan que el tren de aterrizaje pueda soportar las tensiones del uso repetido, contribuyendo a la operación segura de la aeronave.

Las pruebas de caída de aeronaves son un procedimiento crucial para evaluar la integridad estructural y la tensión en los componentes de la aeronave durante escenarios de impacto. En I+D y pruebas de aviación, esta prueba consiste en dejar caer la aeronave o sus componentes desde una altura específica para simular fuerzas de impacto del mundo real experimentadas durante aterrizajes duros o situaciones de emergencia. Al evaluar la respuesta dinámica de la aeronave, los ingenieros pueden determinar cómo absorbe y distribuye la estructura estas fuerzas, asegurando que los componentes críticos permanezcan intactos. Las mediciones clave tomadas durante las pruebas de caída incluyen mediciones de aceleración y fuerza de impacto, que proporcionan datos detallados sobre cómo responde la aeronave al impacto. Además, las pruebas de caída ayudan a evaluar la seguridad de los ocupantes analizando cómo el impacto afecta a la cabina y a la disposición de los asientos. Estas rigurosas pruebas garantizan que la aeronave pueda soportar condiciones de impacto severas, mejorando la seguridad y fiabilidad generales.

En I+D y pruebas de aviación, las mediciones en túneles de viento son esenciales para comprender las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre las aeronaves en diversas condiciones de flujo. Al medir la sustentación, la resistencia y las fuerzas laterales, los ingenieros recopilan datos precisos que son fundamentales para optimizar el diseño y el rendimiento. Los sensores de fuerza piezoeléctricos son especialmente valiosos para investigar fenómenos altamente dinámicos debido a su alta rigidez y frecuencia natural. Además, las mediciones dinámicas en túneles de viento ayudan a investigar el comportamiento aeroelástico de estructuras como alas y superficies de control en condiciones de flujo críticas. Esto implica analizar cómo el viento hace que estas estructuras se deformen y oscilen. Los datos detallados de estas mediciones son cruciales para mejorar la seguridad, la eficiencia y el rendimiento general de las aeronaves.

Las pruebas de combustión de motores a reacción son un proceso crítico en el desarrollo y la producción de motores, que se centra en investigar las inestabilidades de la combustión en zonas muy calientes. Los ingenieros de pruebas de I+D de aviación analizan estas inestabilidades para garantizar una combustión eficiente y estable en diversas condiciones de funcionamiento. Las mediciones de vibración y pulsación de presión son cruciales para identificar inestabilidades que pueden afectar al rendimiento del motor. Estas pruebas se realizan no solo durante el desarrollo, sino también después de la fabricación y tras las principales revisiones. Al probar y analizar a fondo la dinámica de la combustión y las vibraciones, los ingenieros pueden mejorar la seguridad, la eficiencia y la longevidad de los motores a reacción.

La prueba de embalamiento térmico de la batería es crucial para la seguridad y fiabilidad de los aviones eléctricos y los eVTOL. En I+D y pruebas de aviación, este procedimiento implica investigar el comportamiento de la presión durante un proceso de embalamiento térmico de una celda o módulo de batería. Al comprender cómo se acumula y se comporta la presión durante tales eventos, los ingenieros pueden optimizar el diseño de los módulos de batería. Esto incluye refinar la forma, el grosor del material y las vías de ventilación para mitigar los riesgos y mejorar la seguridad. Las pruebas y análisis exhaustivos ayudan a garantizar que los sistemas de baterías puedan soportar condiciones extremas, contribuyendo a la seguridad y el rendimiento general de la aviación eléctrica.

Las pruebas de impacto de aves son esenciales para garantizar la seguridad y durabilidad de las estructuras y componentes de las aeronaves. Estas pruebas implican medir las fuerzas de impacto e investigar el comportamiento de los componentes de las aeronaves cuando son golpeados por aves. Al simular impactos de aves, los ingenieros de I+D y pruebas de aviación pueden evaluar cómo responden a estas fuerzas dinámicas diferentes partes de la aeronave, como el fuselaje, las alas y los motores. Los sensores de fuerza piezoeléctricos, con su alta rigidez y la consiguiente alta frecuencia natural, proporcionan mediciones precisas, lo que ayuda a los ingenieros a identificar los puntos débiles del diseño. Esto ayuda a optimizar la integridad estructural y la resistencia de las aeronaves, garantizando que puedan soportar tales impactos y mantener la seguridad durante el vuelo.

Las pruebas de propulsión eléctrica de aeronaves son cruciales para caracterizar el rendimiento del sistema de propulsión, desde el motor eléctrico hasta la hélice. Esto implica medir el par de rotación y la velocidad para garantizar una eficiencia y fiabilidad óptimas. Una configuración adicional de dinamómetro permite realizar pruebas exhaustivas midiendo también las fuerzas y momentos en todas las direcciones generadas por la hélice. Esta configuración ayuda a los ingenieros de I+D y pruebas de aviación a analizar el comportamiento del sistema de propulsión en diversas condiciones de funcionamiento, garantizando que los aviones eléctricos y los eVTOL puedan funcionar de forma segura y eficiente. Mediante pruebas y caracterización exhaustivas del sistema de propulsión, los ingenieros pueden optimizar el diseño y el rendimiento, contribuyendo al avance de la tecnología de la aviación eléctrica.

Las pruebas de vida útil altamente aceleradas (HALT) y las pruebas de estrés altamente aceleradas (HASS) son procesos críticos en la I+D y las pruebas de aviación para validar los criterios de diseño durante el desarrollo de los componentes de las aeronaves. Estas pruebas, que forman parte de la detección de estrés ambiental (ESS), combinan estrés térmico y de vibración extremos para identificar posibles debilidades y garantizar la fiabilidad y durabilidad de los componentes a lo largo de todo su ciclo de vida.

Los acelerómetros ligeros con alta estabilidad térmica son cruciales para medir con precisión las respuestas dinámicas durante las pruebas HALT y HASS. Al someter los componentes a estas rigurosas pruebas, los ingenieros pueden detectar y corregir los defectos de diseño en una fase temprana del proceso de desarrollo, mejorando la seguridad y el rendimiento general de las aeronaves. Esta validación exhaustiva ayuda a garantizar que los componentes de las aeronaves puedan soportar los exigentes entornos a los que se enfrentarán en servicio.

Los sistemas hidráulicos son cruciales para las operaciones de las aeronaves, incluidos los controles de vuelo, el tren de aterrizaje y los sistemas de frenado. En I+D de aviación, la prueba de estos sistemas implica medir presiones estáticas y dinámicas en diversas condiciones para garantizar la fiabilidad y la seguridad. Los dispositivos hidráulicos como bombas, actuadores y superficies de control convierten las órdenes de vuelo en acciones en tiempo real, lo que repercute directamente en la seguridad del vuelo. 

Los sensores de presión de alto rendimiento para aplicaciones de aviación, como los sensores piezorresistivos, son esenciales para evaluar estas presiones. Estos sensores ofrecen una gran estabilidad y repetibilidad, lo que los hace ideales para los duros entornos de la aviación con temperaturas extremas, altas vibraciones y niveles de choque.

Las pruebas de actuadores son esenciales en la I+D y las pruebas de aviación para garantizar el correcto funcionamiento y la fiabilidad de los actuadores que controlan superficies de vuelo críticas como flaps, alerones y timones. Estos actuadores son responsables de ejecutar movimientos precisos que afectan directamente al rendimiento y la seguridad de una aeronave.

Para validar el rendimiento de los actuadores, se emplean sensores de fuerza y sensores de par de reacción para medir las fuerzas y los pares generados durante el funcionamiento. Además, se utilizan acelerómetros de respuesta de CC para identificar con precisión la posición de los actuadores, asegurando que respondan correctamente a las entradas de control. Estas exhaustivas pruebas garantizan que los actuadores funcionen de forma fiable en diversas condiciones de vuelo, contribuyendo a la seguridad y eficiencia general de la aeronave.

Las pruebas de choque en aviación son un proceso crítico para mejorar la seguridad y la capacidad de supervivencia de las aeronaves. En I+D y pruebas de aviación, estas pruebas simulan escenarios de choque severos pero con capacidad de supervivencia para evaluar cómo responden las estructuras de las aeronaves a las fuerzas de impacto. Un componente clave de estas pruebas es el uso de maniquíes de pruebas de choque, que están equipados con sensores para medir las fuerzas experimentadas durante un choque.

Los ingenieros realizan varias pruebas de choque, que incluyen dejar caer secciones de fuselajes de aviones o aeronaves enteras desde alturas significativas. Estas pruebas ayudan a recopilar datos sobre cómo se comporta el fuselaje, cómo se colapsa y cuánta carga se transfiere a los ocupantes. Los maniquíes de pruebas de choque están equipados con tecnologías de medición para pruebas de aviación, como acelerómetros y celdas de carga, para medir variables como las fuerzas g, el movimiento de la cabeza y el cuello y la compresión espinal. Los datos recopilados de estas pruebas son cruciales para mejorar el diseño de las aeronaves y minimizar los riesgos de lesiones durante los choques.

En I+D y pruebas de aviación, la investigación en mecanizado es vital debido al uso de materiales nuevos y ligeros que mejoran el rendimiento de los aviones. Estos materiales avanzados a menudo requieren herramientas y procesos de mecanizado especializados para lograr la calidad y precisión deseadas. Mediante el análisis de procesos de corte como torneado, fresado y taladrado, los investigadores pueden desarrollar soluciones a medida para estos materiales. 

Los dinamómetros piezoeléctricos, tanto fijos como giratorios, se utilizan para medir las fuerzas y los momentos que intervienen en el mecanizado. Esta tecnología de sensores permite realizar mediciones muy dinámicas gracias a sus altas frecuencias naturales. Los conocimientos adquiridos gracias a esta investigación son cruciales para desarrollar y evaluar herramientas y materiales que, en última instancia, contribuyen a la alta calidad y durabilidad de los componentes críticos de las aeronaves.

El ensayo de flexión de ala es un procedimiento crucial en I+D y ensayos de aviación para evaluar la integridad estructural y la flexibilidad de las alas de las aeronaves. Este ensayo implica aplicar fuerzas ascendentes significativas a las alas para simular las tensiones que encontrarían durante el vuelo, particularmente durante maniobras y turbulencias. En esta prueba, el ala de la aeronave está bien anclada y se utiliza un sistema de cuerdas para aplicar cargas ascendentes a las alas. Las cuerdas se fijan a las alas y se conectan a un sistema de cabrestante o polea que aumenta gradualmente la tensión. El objetivo es observar cómo se deforman las alas e identificar cualquier posible debilidad estructural. Los sensores de fuerza piezoeléctricos son una excelente opción para esta aplicación debido a su capacidad para cubrir un amplio rango de medición y a su larga vida útil.