Sensores de fibra óptica para alas con forma variable
La iniciativa Clean Sky de la Unión Europea para lograr aeronaves más ecológicas incluye el concepto de aeronave de ala fija inteligente (SFWA), con estructuras de ala de forma variable para reducir la resistencia aerodinámica. El proyecto «Fiber optic system for deflection and damage detection» (FOS3D), financiado por la Unión Europea, trabaja en el desarrollo de una tecnología de sensores de FO para este tipo de alas de composite de forma variable. La información sobre deflexión se trasladará a unos actuadores piezoeléctricos de aleación con memoria de forma para facilitar el control de la deflexión en bucle cerrado con retroalimentación. El sistema de pruebas no destructivas utilizará una tecnología de emisiones acústicas (AE) para detectar precozmente la presencia, la ubicación y el tamaño de posibles daños, así como para monitorizar su propagación. . Hasta la fecha, los científicos han analizado tres materiales y geometrías diferentes y han simulado el comportamiento de las alas con forma variable con el fin de calcular las distribuciones de tensiones sobre el sensor de FO. También se han investigado experimentalmente sensores de FO con formas distintas para medir su rango y resolución. El trabajo experimental se ha complementado totalmente con simulaciones mediante modelos de elementos finitos con el fin de investigar la propagación de ondas ultrasónicas debidas a un evento simulado de AE. . Las primeras pruebas del rendimiento de los sensores en una de las tres geometrías (un panel de plástico reforzado con fibras de carbono) confirmaron las predicciones del modelo en relación con el rango de deformación medible. Las pruebas también han demostrado la capacidad de los sensores de FO para medir la deflexión y los eventos de AE simultáneamente. . Las futuras aeronaves pronto podrían contar con composites autodetectables con sensores de FO ligeros y de bajo coste. La medición simultánea de la deflexión de alas de forma variable y la monitorización de la salud estructural de las estructuras relacionadas durante el cambio de forma reducirán el consumo de combustible y las emisiones a la vez que mejorarán la seguridad. Las reducciones significativas en los costes operativos y de mantenimiento también tendrán un impacto importante en la competitividad del sector aeroespacial de la Unión Europea.
