Tendencias21
Predicen el comportamiento de la estructura de un avión ante un impacto externo

Predicen el comportamiento de la estructura de un avión ante un impacto externo

Un equipo de ingenieros e investigadores de la Universidad Carlos III de Madrid está estudiando los daños que producen los impactos de cuerpos externos contra aeronaves durante las maniobras más peligrosas del vuelo: el despegue y el aterrizaje. En estas investigaciones, en las que también colaboran empresas privadas como EADS-CASA o AERNNOVA, se han llegado a crear dispositivos experimentales y modelos numéricos que son capaces de predecir el comportamiento de la estructura de una aeronave ante un hipotético impacto. Para llevar a cabo estos estudios experimentales, los investigadores han contado con un laboratorio de impacto mecánico pionero en Europa donde han podido simular impactos a velocidades de entre 300 km/h y 3.000 km/h. Por Raúl Morales

Predicen el comportamiento de la estructura de un avión ante un impacto externo

El departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), en colaboración con las empresas aeronáuticas EADS-CASA, EADS-SOCATA (Francia) y AERNNOVA está llevando a cabo varios proyectos de investigación que tratan de determinar el comportamiento de los elementos estructurales de los aviones sometidos a impacto, una situación que puede ocurrir darse fácilmente en una operación habitual de vuelo, sobre todo durante el despegue y el aterrizaje.

Gracias a esta colaboración, se están desarrollando tanto dispositivos experimentales de análisis de componentes aeronáuticos reales como modelos numéricos que permiten verificar hipótesis de comportamiento de las estructuras aeronáuticas de los aviones.

Las investigaciones, que comenzaron en el año 2004 y continúan en la actualidad, analizan problemas cuyo estudio es necesario para la certificación de aeronaves, como, por ejemplo, el problema de impacto de cuerpos externos sobre aviones en las operaciones de aterrizaje y despegue.

Evitar accidentes

Todos tenemos en la memoria las imágenes del accidente que sufrió un Concorde el 25 de julio de 2000. El accidente costó la vida de más de 100 personas y acabó con el historial de esta famosa aeronave. De acuerdo con una investigación realizada por las autoridades francesas en 2004, el accidente fue provocado por una lámina metálica dejada en la pista por un avión DC-10 de Continental, que causó el reventón de un neumático del tren de aterrizaje del Concorde durante el despegue.

Asimismo, se afirmó que el metal era titanio, cuando las normas de seguridad señalan que se debe utilizar aluminio debido a que es un metal más suave y tiende a provocar menos pinchadas de caucho.

En la investigación se sostiene además que los tanques de combustible del Concorde tenían un defecto de diseño que los hacía susceptibles a daños por impacto.

Pero el riesgo de impacto no proviene sólo de elementos desprendidos de la propia nave o de la pista de despegue. Precisamente una de las novedades de este proyecto es que también estudia los impactos derivados de las condiciones meteorológicas, como los impactos de granizo o el hielo desprendido del propio avión por cambios de temperatura en las condiciones de vuelo.

“Se trata tanto de realizar un trabajo experimental que reproduzca fielmente las condiciones operativas del componente aeronáutico como de desarrollar modelos numéricos que simulen la aplicación de cargas impulsivas sobre la estructura, el efecto de los cambios de la temperatura de servicio y el daño en los componentes”, explica Ramón Zaera, director del departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras de la UC3M, en un comunicado.

Ensayos supersónicos

Para desarrollar estos trabajos experimentales, muchos de ellos vinculados a grandes retos de la ingeniería aeronáutica europea, como el gigante Airbus A380 o la futura generación del A320, los investigadores han contado con el laboratorio de impacto mecánico, totalmente pionero en Europa, y que ha sido creado conjuntamente por la UC3M y EADS-CASA para la realización de estos complejos ensayos experimentales

El laboratorio cuenta con sistemas de lanzamiento neumático. El sistema consiste en una serie de tubos de una longitud de unos 4 metros, que permiten reproducir el impacto y choque en elementos estructurales del fuselaje, alas, estabilizadores o góndolas de las aeronaves en un rango de velocidades entre 300 km/h y 3.000 km/h. En este laboratorio, se han realizado proyectos de investigación por valor de 900.000 euros desde el año 2004.

Según los investigadores, los procesos de impacto sobre las estructuras aeronáuticas se producen en un breve periodo de tiempo, del orden de milisegundos, lo que dificulta la adquisición de datos en los ensayos experimentales y la necesidad de considerar efectos inerciales y comportamientos altamente no-lineales en la modelización mecánica de los materiales. Por ello, el análisis de los resultados de este tipo de ensayos experimentales requiere de la simulación numérica de los mismos mediante modelos específicos.

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Embriones de estrellas de mar se agrupan en un "cristal viviente" en forma de panal de abejas 14 julio, 2022
    Los científicos han observado que cuando múltiples embriones de estrellas de mar giran hacia la superficie del agua, gravitan entre sí y se ensamblan espontáneamente en una estructura cristalina sorprendentemente organizada. La formación creada recuerda a la estructura de los panales de abejas.
    Pablo Javier Piacente
  • Una extraña señal de radio proveniente del espacio profundo late como un corazón 14 julio, 2022
    Una nueva señal de radio que llega desde el espacio profundo vuelve a desafiar nuestra comprensión sobre estos misteriosos fenómenos: las nuevas ráfagas de radio rápidas (FRB) identificadas son reiteradas, más largas de lo habitual y, por primera vez, muestran picos periódicos que fueron notablemente precisos, emitiendo cada fracción de segundo con el ritmo de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La basura en el espacio ya es un peligro real para las personas 14 julio, 2022
    El aumento de misiones espaciales y de la población humana ha convertido la basura que generan los cohetes en una amenaza real para las personas: objetos del tamaño de una lavadora no solo pueden alcanzar a personas en tierra, sino que también pueden impactar a un avión de pasajeros en pleno vuelo.
    Redacción T21
  • Descubierto en el desierto egipcio un tesoro científico sin precedentes 14 julio, 2022
    Una roca descubierta en 1996 podría ser el pedazo de una estrella que cayó en el Gran Mar de Arena en Egipto hace 28 millones de años. Denominada Hipatia, sería el primer rastro en la superficie terrestre de una explosión estelar insólita en la Vía Láctea.
    Redacción T21
  • Revelado el misterio del "Señor del Universo" de la antigua Palmira 13 julio, 2022
    Una misteriosa deidad de la antigua Palmira finalmente ha sido identificada: conocido como el "Señor del Universo", el nombre del Dios nunca se escribió directamente en los registros de la vieja ciudad, que floreció hace unos 2.000 años como un centro de comercio que conectaba el Imperio Romano con las rutas comerciales de Asia. Al […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren sistemas estelares que replican el universo de “La guerra de las galaxias” 13 julio, 2022
    Un equipo internacional de astrónomos ha identificado el segundo y el tercer ejemplo conocidos hasta la fecha de un misterioso tipo de sistema estelar que comprende dos estrellas centrales que se orbitan entre sí, rodeadas por un enorme disco de gas y polvo. Si estas estrellas tuvieran planetas en su sistema y nos colocaríamos en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Los halcones nos enseñan a construir aviones que no necesitarán pista de aterrizaje 13 julio, 2022
    Los científicos han replicado informáticamente las maniobras de aterrizaje de los halcones y aprendido cómo desarrollar aviones pequeños capaces de posarse como los pájaros, sin necesidad de una pista de aeropuerto.
    Redacción T21
  • Japón se propone construir en 2050 una mini Tierra en la Luna 13 julio, 2022
    Japón se ha lanzado al diseño de una mini Tierra en la Luna que replica en su interior la gravedad y las condiciones climáticas que existen en la Tierra. Con gravedad artificial, la colonia humana podrá reproducirse y vivir los mismos años que en nuestro planeta. Estará operativa en 2050.
    Redacción T21
  • Las primeras imágenes del telescopio James Webb cambian nuestra visión del universo 12 julio, 2022
    La NASA ha mostrado al mundo las primeras imágenes captadas por el Telescopio Espacial James Webb: junto a la imagen infrarroja más profunda del Universo hasta la fecha, reveló la atmósfera de un exoplaneta al detalle, el final de una estrella agonizante, los increíbles paisajes de un “vivero estelar” y fusiones e interacciones galácticas. Es […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Tierra se habría formado a través de "semillas" de otros planetas 12 julio, 2022
    Un nuevo estudio sostiene que la Tierra no se formó mediante la acumulación de asteroides, como indican las teorías más aceptadas actualmente, sino mediante el agregado de planetesimales, que son las "semillas" de nuevos planetas que han crecido a un tamaño lo suficientemente grande como para tener un núcleo diferenciado. Esta visión permitiría explicar mejor […]
    Pablo Javier Piacente