Técnicas avanzadas de diseño aeronáutico para los ingenieros del mañana
La optimización del diseño multidisciplinar (MDO) es una técnica que permite racionalizar la totalidad del proceso de diseño de sistemas aeronáuticos a gran escala. Se considera indispensable para lograr la sostenibilidad y la competitividad del sector aeroespacial en Europa. A pesar de su importancia, existe una carencia notable de habilidades, formación y educación relacionadas con la MDO. En este contexto, el proyecto AMEDEO (Aerospace multidisciplinarity enabling design optimisation), financiado con fondos europeos, seleccionó a quince investigadores noveles de talento y con experiencia de campo. Esta iniciativa se complementó con estancias en prestigiosas instituciones colaboradoras de Alemania, Bélgica, Francia, Países Bajos, Reino Unido y Turquía. Los investigadores pusieron en marcha proyectos de tres años de duración dedicados a temas y retos fundamentales que tiene ante sí el sector aeroespacial. Entre ellos cabe citar la optimización sólida de motores de avión para mejorar la eficiencia energética, la optimización de las estructuras de las aeronaves a base de compuestos ligeros, la mejora de la resistencia a colisiones y la seguridad de las aeronaves, así como la reducción del ruido mediante la optimización acústica. Los investigadores de AMEDEO trabajaron en nuevos métodos computacionales y de parametrización para resolver problemas de MDO a gran escala. Articularon marcos de MDO sólidos, eficientes y basados en metamodelos. Esos marcos pueden integrar todas las optimizaciones de sistemas o disciplinas dentro de problemas de MDO a gran escala. Además, se aplicaron métodos avanzados de MDO al diseño de motores aeronáuticos y también se crearon aplicaciones novedosas de MDO destinadas al diseño de estructuras aeronáuticas hechas con materiales compuestos. El proyecto deparó grandes avances en la eficiencia computacional de los métodos MDO gracias a unidades de procesamiento gráfico y mejoras en la modelización aeroelástica. Así, proporcionó métodos nuevos de MDO para el diseño preliminar de aeronaves y para sistemas que presentan grandes curvaturas en su estructura. Los nuevos métodos de MDO pueden ayudar a reparar daños en estructuras de materiales compuestos provocados, por ejemplo, por impactos de hielo y aves, y también reducir el ruido en fuselajes de materiales compuestos. Estos métodos permiten obtener motores aeronáuticos más eficientes gracias a las mejoras en la refrigeración de la turbina, la reducción de los cocientes de flujo de aire en hasta un 65 %, y hélices y compresores dotados con formas nuevas. Gracias a AMEDEO, los futuros especialistas en MDO permitirán un día a la industria aeroespacial europea materializar su propósito de construir aviones respetuosos con el medio ambiente.
Palabras clave
Diseño aeronáutico, aeroespacial, optimización del diseño multidisciplinar, AMEDEO, diseño de motores