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More Affordable Aircraft structure through eXtended, Integrated, and Mature nUmerical Sizing

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Desarrollo de fuselajes más rápido y económico

Los composites han ayudado al sector aeronáutico a reducir de forma notable el peso, el consumo de combustible y las emisiones. El diseño basado en la simulación y una plataforma experimental avanzada permitirán aprovechar al máximo los materiales y recortar los tiempos y costes de comercialización.

Tecnologías industriales

Un consorcio internacional de grandes dimensiones que refleja el espíritu y el valor del trabajo en equipo, con cincuenta y siete socios de dieciocho países, inició el proyecto «More affordable aircraft structure through extended, integrated, and mature numerical sizing» (MAAXIMUS), financiado por la Unión Europea. El equipo pretendía facilitar el desarrollo más rápido y la obtención de estructuras «adecuadas a la primera» para un fuselaje de composite muy bien optimizado. Entre las áreas susceptibles de mejora se encuentran el montaje en un solo paso, la adaptación de los procesos de las líneas de ensamblaje a las propiedades de los composites, lograr mayores niveles de confianza y acortar los tiempos de ciclo de las simulaciones. Se prevé que las tecnologías reduzcan el tiempo y el coste de desarrollo en el veinte y el diez por ciento, respectivamente. También se prevé que recorten el tiempo de montaje a la mitad y los costes de producción y los pesos en un diez por ciento. Durante el sexto de los ocho años del proyecto, los investigadores siguieron mejorando las técnicas de optimización con múltiples criterios y lograron avances hacia un modelo acústico simplificado, en la modelización de los datos de los composites y el estudio de los datos obtenidos en investigación no destructiva (NDI). El equipo también completó el modelo de costes basándose en un fuselaje genérico parametrizado. En paralelo, el equipo finalizó la mayor parte del trabajo de diseño sobre subcomponentes estructurales para las pruebas físicas y las simulaciones de los procesos de fabricación. Ya se han utilizado los cupones de prueba de fabricación en comparación con los resultados experimentales y calculados, y se dispone de todos los datos de defectos NDI de los cupones. Probablemente el componente mayor del proyecto MAAXIMUS tiene que ver con la simulación del comportamiento de los composites durante el inicio de los daños, su propagación y el fallo final. Se ha realizado un trabajo amplio y completo centrado en el desarrollo de modelos que tienen en cuenta los daños desde la escala micrométrica hasta la escala de barril, con un acoplamiento adecuado entre escalas y un control cuidadoso del error en las soluciones. La reducción de la incertidumbre desempeña un papel crucial en la reducción de la redundancia, lo cual se traduce en disminuciones del peso, el coste y el tiempo. Una nueva estructura de pruebas para componentes estructurales de grandes dimensiones eliminará la necesidad de utilizar pruebas de barril para la certificación. MAAXIMUS se acerca a la fase final del desarrollo, en la que los últimos meses se dedicarán a realizar la validación a escala real de los métodos de simulación y procedimientos de pruebas. Al término de este exitoso proyecto se pondrán herramientas potentes en manos de los fabricantes de aeronaves para ayudarles en su tarea de reducir de forma importante el tiempo y el coste de desarrollo y montaje de los fuselajes de aeronaves de composite.

Palabras clave

Fuselaje, composites, aeronave, diseño basado en la simulación

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