Un proyecto revolucionario en la simulación del golpe de rayo sobre los aviones, anuncia la concepción facilitada por la protección de las estructuras compuestas modernas

Las pruebas verifican la puntualidad de la simulación por elementos finitos del flujo de corriente en estructuras completas de avión que incluye el cableado, es específico al cliente

Oxford Inglaterra, el 6 de noviembre de 2009 --- Las pruebas de rayo sobre un helicóptero, en las instalaciones de Eurocopter en Donauwörth, verificaron la puntualidad de las técnicas de análisis por elementos finitos para caracterizar el comportamiento electromagnético de estructuras modernas y completas de aviones con su cableado especifico construidas utilizando materiales compuestos avanzados.

El ejercicio ha sido realizado utilizando a Opera, el software de concepción electromagnética de Cobham Technical Services, como instrumento final para el trabajo de la empresa en el proyecto ILDAS (In-flight Lightning Strike Damage Assessment System). La simulación de las pruebas especificadas por ILDAS, pusieron en evidencia cómo las técnicas por elementos finitos pueden fácilmente producir modelos precisos de ensamblajes complejos de aviones y simular rápidamente los efectos de golpes de rayo, cerca de un día sobre un PC estándar, esto con el fin de ayudar a los desarrolladores que evaluan medios de protección contra el rayo, durante el ciclo de concepción.

Los aviones de línea padecen por el flechazo cerca de una vez al año por término medio. Los flechazos poderosos conducen a plazos costosos en inspecciones y reparaciones. La certificación estándar de la industria contra el rayo está basado en niveles de amenaza, derivados de medidas hechas sobre flechazos entre las nubes y la tierra. Mientras que esta aproximación funcionó bien sobre carlingas tradicionales de aviones, con una buena conducción metálica, los aviones modernos incorporan cantidades cada vez más grandes de materiales compuestos ligeros. Esto los hace más sensibles a una degradación directa en los puntos de entrada y de salida de un flechazo, y los expone potencialmente a los efectos de acoplamiento energético indirecto con los sistemas eléctricos, cuando flujos de corriente atraviesan el avión. Él se hace entonces esencial comprender la naturaleza exacta de la amenaza, acumulando datos sobre flechazos en condiciones reales. Modelando los flujos de corriente sobre carlingas reunidas y completas de aviones, con un software validado, los costes elevados de los procedimientos de prueba pueden ser reducidos.

El proyecto ILDAS ha sido concebido para desarrollar un sistema embarcado de medida de los flechazos reales. Esto ayudará a comprender mejor la amenaza, facilitará la concepción de medidas de protección contra el rayo, así como los procedimientos de control y de mantenimiento de las carlingas después del rayo, por el registro y la comunicación de datos sobre la frecuencia, la intensidad y los impactos del rayo. Este proyecto es coordinado por el laboratorio Netherlands ' National Aerospace Laboratory, los compañeros son Airbus, Air France Industries, EADS Innovation Works, Cobham Technical Services (Lightning Testing & Consultancy), Cobham Technical Services (Vector Fields Software), Eurocopter Deutschland, Groupe Socius, LA Composite, Lufthansa Technik, ONERA, et Technische Universiteit Eindhoven.

El software Ópera ha sido utilizado para predecir los flujos de corriente atados al rayo sobre estructuras con materiales compuestos en fibra de carbono. Este conocimiento ayudó a los compañeros de ILDAS a situar mejor a los captadores, luego a comparar las predicciones de los flujos de corriente con las medidas reales. Para alcanzar este fin, Cobham Technical Services generó un modelo electromagnético de una configuración específica de carlinga para un helicóptero EC135, utilizando ficheros CAD de Eurocopter. Esta parte de la ejecución condujo principalmente a simplificar las zonas no críticas del diseño original, para reducir los tiempos de simulación, guardando una buena representación de los elementos críticos, como las estructuras metálicas y los tableros de superficie, los tableros en compuesto carbono, las estructuras de cableado y de conexión eléctrica, incluyendo el equipo específico del cliente.
La tarea de modelización duró cerca de dos hombres a la semana, pero esto dependió también de la experiencia ganada con la modelización detallada y el análisis de estructuras compuestas típicas, al mismo tiempo que con la comparación con las medidas y las simulaciones realizadas por otros compañeros del proyecto. Con este soporte puesto en sitio, los modelos ulteriores hechos para variaciones de la estructura de base del helicóptero serían mucho más rápidos crear, proporcionando un medio simple de evaluación de programas de creación de nuevas carlingas.

Una vez el modelo creado, la simulación misma no agarró mucho más que un día sobre un bueno PC de oficina. Las pruebas reales llevadas en las instalaciones de Eurocopter en Munich mostraron mientras que las predicciones teóricas de los efectos de difusión de energía concordaban muy bien con las predicciones de la simulación.

" Las estructuras de carlinga que hacen un uso extensivo de materiales compuestos, tienen menos protección natural contra el rayo " añade John Hardwick de Cobham Technical Services (Lightning Testing y Consultancy). « Siendo dado que las medidas de protección contra el rayo como los revestimientos o las fajas conductores, añaden de peso, es importante optimizar el diseño, y la simulación proporciona un medio eficaz de alcanzar este fin. »

" Estas pruebas reales del concepto de ILDAS de sistema embarcado de medida, ilustre cómo una protección contra el rayo específica de una carlinga ahora puede ser evaluada y optimizada con precisión en el curso del ciclo de diseño » añade John Simkin de Cobham Technical Services (Vector Fields Software). « Las técnicas por elementos finitos hacen fácil la modelización de las superficies complejas de carlinga y sus propiedades eléctricas importantes. Los carácteres funcionales del modelista geométrico de Opera, permitieron explotar fácilmente ficheros CAD y de reducir su complejidad suprimiendo los elementos no críticos para asegurar una simulación rápida »

Cobham Technical Services, 24 Bankside, Kidlington, Oxford OX5 1JE, Inglaterra
t: +44 (0)1865 370151
f: +44 (0)1865 370277

http://www.cobham.com/technicalservices


ILDAS: please see http://ildas.nlr.nl/