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Thermal Overall Integrated Conception of Aircraft

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Innovar en el diseño de las aeronaves para un control más eficaz del calor

El proyecto TOICA, financiado por la Unión Europea, está cambiando radicalmente la manera en que se realizan los estudios térmicos para el diseño de aeronaves. Las plataformas del proyecto permiten el diseño colaborativo y facilitarán que se tengan en cuenta desde una fase inicial los impactos térmicos, con posibles ventajas en cuanto a seguridad y coste.

Transporte y movilidad

El proyecto TOICA tenía por finalidad cambiar radicalmente el modo en que los ingenieros realizan los estudios térmicos para el diseño de nuevas aeronaves. «Los estudios térmicos suelen realizarse para validar las soluciones de diseño, las instalaciones de sistemas y los análisis de riesgo con el fin de conseguir niveles de calor aceptables. Los resultados del proyecto TOICA permiten ahora a los arquitectos seguir un proceso de colaboración en una etapa inicial del diseño para mejorar la predicción de los impactos térmicos sobre la configuración elegida», afirma el coordinador de TOICA, Pierre Arbez, de Airbus (Francia). Las dudas acerca del rendimiento térmico de las aeronaves tienen su origen en los cambios tecnológicos que se han producido en los últimos dos decenios. El consumo eléctrico de las aeronaves se ha multiplicado por cinco y los motores nuevos, aunque son más eficientes, producen ahora mucho más calor. «Esta circunstancia viene acompañada de una serie de problemas que se generan por los efectos del calor en las estructuras, los sistemas u otros equipos», explica Arbez. Gestionar y comprender el comportamiento térmico en una fase temprana del proceso de diseño de cualquier aeronave permite reducir estos efectos. Los treinta y dos socios de siete países europeos y Canadá que participan en el proyecto TOICA han desarrollado nuevos métodos y herramientas que permiten efectuar un análisis temprano del comportamiento térmico. Uno de ellos es el Behavioural Digital Aircraft (BDA, «Aeronave Digital Conductual»), un entorno digital que permite a varios socios compartir datos y colaborar en el mismo diseño. Grandes empresas como Siemens, Dassault Systems y MSC Software están desarrollando su software de diseño comercial para que sea compatible con BDA. Junto con un centro de mando para el arquitecto, que permitió supervisar y controlar el diseño, ofrece la posibilidad de visualizar y manipular los datos y los resultados del diseño de las aeronaves. Gracias a estos equipos de herramientas, o incluso a la cadena de suministro en su conjunto, los socios pueden colaborar para crear diseños conjuntos. «Se trata de herramientas muy versátiles que contribuyen a orientar todo el proceso creado por TOICA», asegura Arbez. Han sido de gran ayuda para obtener los resultados finales del proyecto, que incluyen nuevas herramientas de software para estudiar el rendimiento térmico de los diseños de las aeronaves y nuevos demostradores de equipos de refrigeración. Uno de los puntos fuertes del proyecto fueron las seis reuniones que se celebraron. En ellas, se ofrecieron demostraciones basadas en casos reales del sector con el objetivo de reforzar los procesos de toma de decisiones y crear entornos óptimos por medio de intercambios térmicos. «Durante la última reunión tuvimos la oportunidad de hacer una demostración de los resultados previstos y los arquitectos pudieron hacer una prueba práctica del nuevo entorno», comenta Arbez. Las principales facetas del rendimiento que TOICA consiguió abordar fueron el aumento de la estabilidad del diseño al disminuir las probabilidades de problemas térmicos y la mejora de la gestión del comportamiento térmico de las aeronaves en zonas críticas. Algunas de las nuevas técnicas de refrigeración también tendrán efectos positivos sobre el consumo de combustible de los aviones. Los métodos y herramientas del proyecto TOICA se utilizarán, naturalmente, para diseñar las futuras aeronaves europeas, incluidas aquellas que diseñe uno de los socios del proyecto, Airbus. Las herramientas se pueden aplicar a diversos tipos de aeronaves, como helicópteros y otras de menor tamaño. «TOICA ha cambiado de verdad la manera en que se realizan los estudios térmicos durante la fase de diseño», afirma Arbez. «También hemos propuesto formas de generalizar el enfoque para extrapolarlo al diseño global de aeronaves». El consorcio espera seguir obteniendo provecho de las innovaciones de TOICA mediante aplicaciones prácticas por medio de futuros proyectos de colaboración.

Palabras clave

TOICA, integración térmica, arquitectura de aeronaves, plataformas de colaboración, intercambios, impactos térmicos

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