Rutas para el retorno de corriente eléctrica en aeronaves
Anteriormente, los elementos del fuselaje de las aeronaves y sus estructuras primarias se fabricaban con metales, lo que proporcionaba una red natural de retorno de corriente (CRN) para conducir las corrientes funcionales o de fallo, así como para gestionar la eliminación de la carga electroestática y el blindaje electromagnético. Recientemente, se ha optado por una mayor utilización de materiales compuestos puesto que favorecen una reducción de coste y peso, así como una mejora del rendimiento. Desafortunadamente, los materiales compuestos tienen una conductividad eléctrica deficiente, por lo que se necesita una vía de conducción CRN, como por ejemplo la red eléctrica casi equipotencial (ALEEN). El proyecto financiado con fondos europeos «Optimizing electrical network in airplane composite structure» (GENIAL) abordó la caracterización electromagnética de la estructura de la ALEEN a fin de posibilitar un diseño adecuado de estructuras eléctricas, como por ejemplo un sistema de interconexión de cableado eléctrico (EWIS) sin placas de prueba múltiples. Los socios del proyecto desarrollaron una herramienta de ingeniería asistida por ordenador (IAO) capaz de recoger datos de las geometrías de las aeronaves, ALEEN y las propiedades de los materiales desde la plataforma de diseño asistido por ordenador (DAO), lo que permite evaluar la matriz de impedancia equivalente en las terminales ALEEN en un rango de frecuencia de cero a cientos de kilohercios. También se consideraron aspectos como el EWIS y la interacción electromagnética con el fuselaje de la aeronave. El proyecto GENIAL aplicó modelos tridimensionales de onda completa basados en el método de circuitos equivalentes de elementos parciales, teniendo en cuenta todas las interacciones electromagnéticas, como por ejemplo los efectos de la proximidad y el acoplamiento. Este tipo de método se seleccionó por su efectividad en las regiones de baja frecuencia. Se han dedicado muchos esfuerzos al modelado de alta fidelidad para mejorar la precisión sin la necesidad de simplificar el modelo con respecto al DAO. La herramienta desarrollada se aplicará en la verificación del diseño y en las etapas de producción de las estructuras ALEEN. Se espera aplicar el método a una aeronave real para probar el rendimiento del procedimiento de IAO.
Palabras clave
Metodología numérica, herramienta informática, aeronave, compuesto, red de retorno de corriente, red eléctrica casi equipotencial, compatibilidad electromagnética
