Nuevas herramientas para garantizar la flotación de las aeronaves en amarajes
La tendencia actual, orientada hacia aeronaves más ecológicas, seguras y económicas, requiere de los fabricantes que aporten soluciones y diseños innovadores, así como conceptos estructurales nuevos. Los métodos empíricos utilizados tradicionalmente en el diseño de aviones se están quedando obsoletos en lo que se refiere a la consideración de las situaciones de emergencia. Se hacen necesarias nuevas metodologías y herramientas numéricas predictivas, dirigidas a mitigar los riesgos para la seguridad así como los económicos. En el ámbito del proyecto SMAES (Smart aircraft in emergency situations), un equipo de investigadores ha desarrollado herramientas de simulación avanzadas, aplicables a distintas fases de los procesos de diseño y certificación. Mediante la optimización de la respuesta ante un amaraje, esas herramientas de nuevo desarrollo deben reducir los costes de diseño y pruebas, así como potenciar la innovación de cara a conseguir estructuras más seguras, ligeras y económicas. EL proceso de amaraje se puede categorizar en cuatro fases: aproximación, impacto, posamiento y flotación. Un amaraje genera cargas hidrodinámicas elevadas sobre la estructura. A causa de la alta velocidad frontal, efectos como la cavitación y la ventilación afectan dichas cargas hidrodinámicas. Entre los logros del proyecto se han desarrollado mejores modelos analíticos y numéricos que permiten predecir las cargas fluidodinámicas y las presiones locales que actúan sobre las aeronaves al amarar. El equipo investigador ha elaborado modelos fluidodinámicos complejos capaces de representar fenómenos físicos significativos, como la amortiguación producida por el aire, la ventilación, la cavitación y la succión. Otra etapa de la labor se ha centrado en el desarrollo satisfactorio de modelos fiables de predicción del comportamiento y ruptura estructural de una aeronave sometida a cargas fluidodinámicas. Seguidamente, los modelos estructurales deformables se han acoplado a los modelos fluidodinámicos mejorados. El resultado de estas tareas ha consistido en unas metodologías validadas de simulación conjugada de estructuras en fluidos y situaciones de amaraje. El equipo del proyecto SMAES ha preparado una instalación experimental nueva de impactos a alta velocidad sobre agua, capaz de apoyar futuras investigaciones y desarrollos en la respuesta ante impactos acuáticos. Se ha recogido un conjunto extenso de datos de pruebas que abarca los impactos a alta velocidad sobre agua y la respuesta de estructuras compuestas. Además de aumentar la seguridad, cabe esperar que el proyecto SMAES contribuya a la competitividad y liderazgo de la industria aeronáutica europea gracias a todo un juego de herramientas novedosas para el diseño de aeronaves. Por último, una mayor comprensión de los fenómenos físicos complejos presentes durante el amaraje de las aeronaves resultará útil en otras aplicaciones estructurales en fluidos, como los amarajes de aeronaves de alas giratorias o los hidroalas.
Palabras clave
Aeronaves, amaraje, amerizaje, herramientas de simulación, situaciones de emergencia, cargas hidrodinámicas, cargas fluidodinámicas
