Banco de pruebas de materiales para pruebas de larga duración de aviones
Cilindro de prueba de Hänchen en el banco de pruebas

30 tipos de aviones en 40 años

Pruebas con cilindros de prueba Hänchen

Simulación no solo en el ordenador

Tecnología central Hidráulica

“Para la prueba dinámica de la fatiga del material en aviones, la hidráulica es la tecnología central para la simulación de la carga. Porque la tecnología de control, medición y fluidos trabajan de la mano en nuestra empresa”, afirma Woithe. “Los ordenadores deben dar consignas en tiempo real, que luego se controlan con la ayuda de autómatas programables a través de circuitos de regulación con células de carga en la comparación de valores teóricos y reales. Además del control, también sirven para la prevención de sobrecargas. Los cilindros de prueba de alta calidad son un requisito básico para garantizar aquí una secuencia de prueba realista. En 27 años, junto con Hänchen, hemos definido una y otra vez los límites de lo posible y, sin embargo, hemos logrado una buena relación calidad-precio con un alto cumplimiento de los plazos”. Los cilindros de prueba de Ostfildern tuvieron éxito gracias a sus puntos fuertes, como una fricción especialmente baja, una estanqueidad óptima, una excelente respuesta, un bajo desgaste, una velocidad del émbolo extrema, un bajo momento de arranque, una resistencia a la fatiga y una larga vida útil.

Dos vidas y media en 18 meses

Por razones de seguridad, se demuestran experimentalmente más de dos vidas y media del avión. Para comprobar la fatiga del material, se simulan todas las fases del vuelo: el despegue y el aterrizaje, así como todas las fases del vuelo en las que el Airbus está expuesto a cambios de carga, es decir, ráfagas verticales y horizontales, así como maniobras de vuelo. De este modo, incluso un largo vuelo transatlántico en buenas condiciones meteorológicas puede resumirse en un programa de simulación de un cuarto o media hora. Para las categorías de vuelos de corta, media y larga distancia, se definió una serie de vuelos típicos, desde el vuelo estándar hasta el vuelo extremo duro. Consisten en datos de carga para la estructura del avión con la asignación a un perfil de altitud. La cabina se somete a una presión interna elevada a través de un sistema de compresores y dos depósitos de viento, en función de la altitud simulada, para simular la diferencia de presión entre la cabina y el entorno en función de la altitud de vuelo respectiva. A partir de estos tipos de vuelo, se crea una secuencia de programa de vuelo por vuelo que comprende más de 1.000 vuelos. Se repite hasta alcanzar el número especificado de vuelos totales. La supervisión visual constante por parte de los inspectores, las inspecciones exhaustivas de varios días de toda la estructura de ensayo, así como las mediciones periódicas de 3.600 galgas extensométricas y 80 transductores de deformación garantizan que los daños que se produzcan se detecten de inmediato. Dado que el avión está diseñado para ser tolerante a los daños, las grietas se observan en su desarrollo después de su aparición hasta que se alcanza la longitud crítica. A continuación, se lleva a cabo una reparación o un cambio de pieza. Un sofisticado sistema de supervisión garantiza que no se apliquen accidentalmente cargas no deseadas, pero sobre todo no demasiado elevadas.

El cierre por estrangulación en cono flotante Servofloat^®

Los requisitos de precisión hacen necesario evitar fuerzas perturbadoras, como por ejemplo, los efectos stick-slip de los cilindros. En las puntas de las alas, por ejemplo, se producen fuerzas de recuperación muy bajas, pero al mismo tiempo deben moverse hasta 670 mm/s. En este proceso, las alas se mueven hasta 2,9 m desde la posición cero hacia arriba y hasta 1,2 m hacia abajo. Sin embargo, pueden producirse fácilmente vibraciones no deseadas de las estructuras blandas si los pistones y los vástagos de los cilindros hidráulicos no son lo más suaves posible. Aquí se aceptan tolerancias de solo el 3 por ciento de la carga nominal del cilindro, en la práctica estas se sitúan por debajo del 2 por ciento. Las vibraciones no deseadas provocarían desviaciones de carga no deseadas y falsearían los resultados de las pruebas. Los cilindros hidráulicos con el cierre por estrangulación en cono flotante patentado por Hänchen se utilizan especialmente en las pruebas de estructura de aviones, ya que siempre tienen la misma fricción, independientemente de la presión. En ellos, un casquillo de acero se deforma a través de una rendija reducida y crea así un espacio de junta sin contacto de pocos 1/100 mm. El requisito previo para esta tecnología es una precisión de producción en el rango de pocos μm, ya que de lo contrario la fuga provocaría elevadas pérdidas hidráulicas. Esta serie de cilindros 320 en ejecución Servofloat^® ofrece una ventaja de costes de alrededor del 30% en comparación con los cilindros con guía de vástago hidrostática. Los cilindros de prueba de Hänchen ofrecen la posibilidad de una precisión de posicionamiento y repetición muy elevadas gracias a su muy baja fricción, están libres de stick-slip y son igualmente adecuados para movimientos extremadamente lentos y rápidos. Sin embargo, la estabilidad también fue un factor decisivo en la selección de los cilindros hidráulicos de Hänchen. Al fin y al cabo, la prueba se realiza las 24 horas del día, los siete días de la semana.