Dimensionado de componentes para actuadores de aeronaves
En la actualidad, las aeronaves emplean actuadores hidráulicos para mover componentes mecánicos con fines de control de vuelo. Estos mecanismos son complejos y pesados y, por lo tanto, ineficientes en comparación con los actuadores electromecánicos. El equipo del proyecto financiado con fondos de la Unión Europea DREADS desarrolló componentes mecánicos clave necesarios para los sistemas de actuación electromecánicos. El equipo ideó y validó un método para dimensionar los componentes de un actuador electromecánico. En particular, el método se aplicará a los elementos rodantes que tienen carreras de oscilación reducidas y cargas de alta frecuencia, y que forman parte de los actuadores de control de vuelo de los platos oscilantes de los helicópteros. La mejora es compatible con los criterios de dimensionado de ISO 281 y 3408, que se habían considerado como no aplicables a las condiciones de funcionamiento de los actuadores de las superficies de control de vuelo. El equipo preparó un estudio de caso referente a la aplicación. El trabajo comenzó con una revisión de la bibliografía sobre el tema y de las directrices de los fabricantes. El equipo de DREADS estudió el estado de la técnica de los métodos de dimensionado empleados actualmente en las aplicaciones aeroespaciales. A continuación, los investigadores definieron los requisitos para el innovador método de dimensionado del proyecto y completaron los planes para su validación. El equipo evaluó teóricamente los posibles modos de fallo de los elementos rodantes y los contrastó con las experiencias de los fabricantes. Esta comparación generó la modificación de cálculos que incluían todos los rangos de movimiento y cargas de alta frecuencia. Los miembros del proyecto también definieron criterios para el funcionamiento seguro. Los investigadores aplicaron el nuevo método de dimensionado a la caja del actuador del plato oscilante de un helicóptero. En comparación con el original, el nuevo diseño demostró ser mejor en su envolvente y peso, pero obtuvo la misma esperanza de vida útil. Tras finalizar la fase de diseño, el equipo fabricó las instalaciones de prueba y las probetas. Esta etapa incluyó una instalación adicional y más probetas en comparación con la propuesta del proyecto. Estas incorporaciones ayudaron a los investigadores a lograr una mayor fiabilidad estadística. La validación y la evaluación confirmaron que las innovaciones del proyecto funcionaban tal y como se esperaba. El nuevo diseño era más eficiente y robusto. El diseño ayudó a identificar los puntos de fallo más críticos. Los resultados del proyecto DREADS están ayudando a introducir los actuadores electromecánicos en la aviación. Con esta tecnología, las aeronaves serán más ligeras y más eficientes en su consumo de combustible, lo que contribuirá a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, entre otros beneficios.
Palabras clave
Aeronave, dimensionado de componentes mecánicos, actuadores electromecánicos, DREADS, elementos rodantes, aeronáutica
