Banco de pruebas Hydropuls para la simulación de condiciones de vuelo
Banco de pruebas Ratio-Drive®, cilindro de prueba como cilindro de prueba hidráulico
Los requisitos de fiabilidad del sistema en los aviones de pasajeros, especialmente en el ámbito del sistema de control de vuelo, son muy elevados, ya que el fallo de los sistemas durante el vuelo puede tener consecuencias catastróficas. El DLR - Centro Aeroespacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.) - trabaja en el Instituto de Técnica de Sistemas de Vuelo para aumentar aún más la seguridad de los sistemas y garantizar una finalización segura del vuelo incluso después de sucesos imprevistos.
Hänchen suministra todo el sistema de accionamiento lineal del banco de pruebas hidropulsátil para dos timones de profundidad, un alerón y un timón de dirección. Para poner a prueba la hidráulica del avión, el banco de pruebas hidropulsátil simula las cargas aerodinámicas que se producen en vuelo sobre los sistemas de ajuste del timón. De este modo, es posible comprobar el comportamiento del sistema en situaciones críticas en condiciones próximas a la realidad.
cilindro de prueba hidráulico sean especiales:
- Respuesta muy rápida
- Fiabilidad
- Movimientos sin stick-slip
- Precisión de posicionamiento y repetibilidad muy elevadas
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Tecnología de bancos de pruebas
Requisitos del banco de pruebas hidropulsante
- Solución completa como sistema de pruebas cerrado
- Consignas de valores nominales externos del cliente
- Actuador hidráulico con sensorización y control incluidos
- Ingeniería y software de Hänchen
- Acoplamiento de interfaces técnicas de hardware de reguladores externos con electrónica de Hänchen
Cilindro de prueba hidráulico utilizado
- Dimensiones 54 / 40 / 180
- Adecuado para fluido Skydrol
- Accesorios y componentes: cabeza de rótula, brida, tubo de protección, sistema de medición de la carrera, célula de carga, placa de montaje, acumulador de membrana, válvulas de regulación, placa intermedia, placa de limpieza
- Sensor: sistema de medición de la carrera, célula de carga
- Combinación de juntas Servofloat®
Entorno de pruebas Ironbird - Banco de pruebas de actuadores y simulación de cabina
Interacción e integración
Esto significa que no sólo se prueban los sistemas individuales, sino también su interacción y la integración de los nuevos componentes en el sistema, hasta el examen de la influencia de las nuevas soluciones de sistema en las características de vuelo. Dipl.-Ing. Holger Spangenberg, responsable del Ironbird en el DLR, lo denomina el “Sistema de Sistemas”. Debe existir un sistema global continuo desde la entrada de control hasta la deflexión del actuador. De este modo, los subsistemas pueden examinarse con mayor precisión y pueden elaborarse soluciones en el ámbito de la reconfiguración de los sistemas de control de vuelo. En este contexto, se tienen en cuenta las interacciones de los sistemas de la aeronave con el objetivo de aumentar la seguridad de las aeronaves, incluso en condiciones extremas. La consideración temprana de las interacciones del sistema es especialmente necesaria en sistemas complejos como el control de vuelo, ya que, de lo contrario, las posibles influencias negativas de los diferentes sistemas sólo se detectan tarde y una gran parte del desarrollo tiene que volver a realizarse. “Lo especial de nuestro Ironbird es también que se puede lograr una simulación de toda la cadena de control de vuelo con una combinación de simulación de cabina y banco de pruebas de actuadores para una evaluación integral de los sistemas de control de vuelo, incluso por parte de pilotos de prueba”, subraya Spangenberg.
Opciones de prueba del banco de pruebas
Un banco de pruebas para muchas tareas
La moderna tecnología de bancos de pruebas es capaz de ofrecer un entorno de prueba para una gran variedad de tareas de investigación: Así, se pueden integrar en el banco de pruebas nuevos subsistemas como, por ejemplo, actuadores como los cilindros hidráulicos, sensores o sistemas informáticos. Con su ayuda se desarrollan, entre otras cosas, nuevos algoritmos para la regulación o la supervisión y el pronóstico del estado, para comprobar a continuación su funcionamiento, incluso en diferentes condiciones de fallo. Además, es posible investigar nuevos sistemas de bus de datos como „Fly-by-light“ o „Control de vuelo inalámbrico“. Otro área que cubre el Ironbird es la investigación de nuevos conceptos de control de vuelo para todo el sistema de control de vuelo. De este modo, se puede investigar la influencia y la interacción con subsistemas como sensores, actuadores y ordenadores.
Supervisión del estado
Para la investigación de métodos de monitorización de estado para la supervisión y el pronóstico del estado de los actuadores de control de vuelo electromecánicos o electrohidráulicos, los métodos desarrollados deben investigarse y evaluarse en condiciones lo más reales posible. Aquí es donde entran en juego los cilindros de prueba Hänchen como cilindro de prueba hidráulico para simular con precisión las cargas aerodinámicas que actúan sobre las superficies de control en vuelo. Los valores predeterminados para la regulación de los cilindros de prueba hidráulicos son proporcionados por una simulación de mecánica de vuelo. El sistema de prueba calcula constantemente nuevos valores predeterminados en función de diversos parámetros como la velocidad de vuelo, la altitud de vuelo y la deflexión de la superficie de control, y los transmite a la regulación de los cilindros para simular las cargas aerodinámicas.
Máxima flexibilidad: Sistema de accionamiento lineal Ratio-Drive® made by Hänchen
La construcción de bancos de pruebas de Hänchen suministra todo el sistema de accionamiento lineal para dos timones de profundidad, un alerón y un timón de dirección. El sistema completo Ratio-Drive® forma un sistema cerrado que recibe consignas externas. El banco de pruebas Hydropuls funciona con células de carga integradas por Hänchen. Esto significa que todo el actuador, incluida la sensorización y el control, así como el software, se realizó como una solución completa, incluida la ingeniería, por Hänchen. La empresa tenía la tarea de cumplir los requisitos de los cilindros hidráulicos en cuanto a los parámetros dinámicos, las fuerzas máximas que deben actuar sobre el sistema, la precisión de los sensores, así como las condiciones marco del sistema hidráulico existente, es decir, el fluido, el flujo de presión máximo y la gama de presión máxima. Esto significa la máxima flexibilidad también con las consignas externas. Además, las interfaces tenían que resolverse en términos de hardware: Para, por ejemplo, puentear el sistema de regulación de Hänchen con el fin de implementar rápida y flexiblemente conceptos de regulación propios con un sistema de prototipado rápido de control, fue necesario acoplar reguladores externos con la electrónica de Hänchen. Dado que apenas se producen fuerzas transversales en las pruebas, el DLR utiliza cilindros de prueba con calidad Servofloat® para su banco de pruebas.
El cierre por estrangulación en cono flotante Servofloat®
Hänchen recomendó estos cilindros de prueba para la construcción de bancos de pruebas, ya que el cierre por estrangulación en cono flotante patentado es la primera opción, especialmente para aplicaciones con fuerzas transversales limitadas con la máxima dinámica y calidad. Los cilindros hidráulicos en calidad Servofloat® prácticamente no tienen fricción. En movimientos extremadamente lentos y muy rápidos, ofrecen reducción de la presión sin contacto hacia el exterior, baja fuga, la máxima precisión de posicionamiento y repetición y no tienen stick-slip.
Equipamiento cilindro de prueba
Estas combinaciones de juntas funcionan según el siguiente principio: al arrancar el sistema, se establece una corriente de aceite hidrodinámica en el cierre por estrangulación en cono a través de las cámaras del cilindro, de modo que el cierre por estrangulación en cono se mueve radialmente alrededor del vástago de forma metálica, sin contacto y autocentrante: El cierre por estrangulación en cono tiene una forma cilíndrica con un juego definido con respecto al vástago y, en el estado instalado, se encuentra excéntricamente en una posición aleatoria. Debido a la presión aplicada, un casquillo de acero se deforma hasta formar un espacio de cierre sin contacto dependiente de la presión de unas pocas 1/100 mm. Sin embargo, este procedimiento solo funciona con una precisión de producción en el rango de pocos μm, ya que, de lo contrario, la fuga provocaría elevadas pérdidas hidráulicas. El aceite de fuga que sale se devuelve al circuito del fluido sin presión a través de una conexión colectora. La ausencia de una junta presurizada en contacto minimiza la adherencia y la fricción de deslizamiento en el cilindro hidráulico. Dado que no es necesaria una película lubricante hidrodinámica debido al movimiento relativo de las partes deslizantes, también se puede producir un movimiento sin efecto stick-slip en el rango de las amplitudes y velocidades más pequeñas. El cierre por estrangulación en cono solo tiene una función de reducción de la presión con una fuga mínima. Por lo tanto, el vástago del cilindro de prueba hidráulico se guía mediante bandas de guía optimizadas para la fricción. No obstante, un cilindro de prueba con cierre por estrangulación en cono flotante también puede absorber ciertas fuerzas transversales.
Además, esta serie dispone de propiedades de funcionamiento en seco gracias a las superficies del pistón y del cojinete recubiertas de bronce, lo que aumenta adicionalmente la seguridad de funcionamiento. Otro argumento de peso a favor de los cilindros de prueba con cierre por estrangulación en cono flotante es, sin duda, el precio. Y es que esta serie solo se diferencia de los cilindros de prueba con guía hidrostática del vástago en la sensibilidad algo mayor a las cargas laterales, pero ofrece una clara ventaja de precio. Obtenga más información sobre los cilindros de prueba hidráulicos Hänchen como cilindro de prueba.
El concepto y el rendimiento deben ser correctos
Según Spangenberg, para los expertos del DLR, el factor decisivo para decidirse por el uso de cilindros Hänchen fue „el buen concepto, así como la relación calidad-precio de la tecnología de bancos de pruebas de Hänchen. El comportamiento casi hidrostático con la misma calidad de regulación y a un precio muy favorable nos convenció finalmente“. También influyó la recomendación de un colega de Airbus que lleva años colaborando con éxito con Hänchen. Junto con Hänchen, el DLR siguió desarrollando los requisitos del sistema, con la continua aportación de valiosos consejos por parte de los expertos hidráulicos de Ostfildern. Un proyecto actual es la investigación de nuevos conceptos de regulación para la simulación dinámica de carga. Cuando los parámetros de regulación y el concepto estén definitivamente definidos, el DLR incorporará la estructura de regulación al sistema de representación. „Porque introducir sólo parámetros es, por supuesto, más cómodo que trabajar con reguladores externos“, explica Spangenberg. De este modo, Hänchen es para el DLR fabricante, proveedor de servicios e integrador de sistemas en uno.
© Hänchen 2009
¿Por qué Hänchen como fabricante de bancos de pruebas?
Nuestra competencia como fabricante de bancos de pruebas y máquinas de prueba
Nuestro desarrollo de productos interno e investigación para el desarrollo de bancos de pruebas, campos de prueba y máquinas de prueba complejas sentó las bases para la moderna construcción de bancos de pruebas. Nuestro alto nivel de exigencia de calidad para nuestros propios productos impulsó enormemente este desarrollo. Hoy en día, Hänchen se ha convertido en un socio fiable para bancos de pruebas y máquinas de prueba individuales. Cada banco de pruebas EoL se realiza a medida por encargo del cliente. Los bancos de pruebas de Hänchen son proyectos Ratio-Drive® , es decir, máquinas especiales desarrolladas individualmente con un concepto integral. En cada proyecto, usted, como cliente, tiene un interlocutor central. De este modo, los campos de prueba individuales y energéticamente eficientes y las máquinas de prueba complejas pueden integrarse perfectamente en su propio sistema a través de interfaces definidas por el cliente.
Los complejos proyectos internos y de clientes hacen de Hänchen un proveedor de calidad fiable de máquinas de prueba completas. Esto refleja nuestro desarrollo de competencias a lo largo de los años, que comenzó con la fabricación de cilindros, se amplió con componentes electrónicos y sistemas de accionamiento completos. Mientras tanto, Hänchen ofrece a sus clientes máquinas completas, incluyendo el eje de accionamiento, el bastidor y los elementos de la máquina.
- Más de medio siglo de experiencia en hidráulica y juntas
- Amplia experiencia en la construcción de máquinas especiales de máquinas especiales hidráulicas y eléctricas
- Experiencia en la construcción individualizada y sistematizada de maquinaria industrial y Retrofit
- Desarrollo de software modular propio, incluyendo interfaz gráfica para el control y la regulación, así como la comunicación a nivel de proceso
- Planificación e implementación de máquinas de prueba y bancos de pruebas
- Amplios conceptos de seguridad hasta PLe según la Directiva de Máquinas, conformidad CE, software de seguridad