Banco de pruebas de alas para simular el flujo de aire
Cilindro hidráulico y elemento de sujeción en el banco de pruebas de estructuras

El sistema de alta sustentación
En diferentes áreas de prueba, los cilindros hidráulicos de Hänchen han demostrado su eficacia en muchas generaciones de la tecnología de bancos de pruebas de Airbus. Esta experiencia positiva también se ha tenido en el Centro de Pruebas de Alta Sustentación en Bremen. Aquí se llevan a cabo el desarrollo, el diseño y la producción de sistemas de alta sustentación para las alas de todos los programas de Airbus, incluido el A380. Los elementos más conocidos del sistema de alta sustentación se denominan flaps y slats. Estos adaptan y optimizan las propiedades aerodinámicas de las alas durante las diferentes fases de vuelo, lo que exige un nivel especial a los sistemas de accionamiento correspondientes. Mueven los llamados ‘slats’ como flaps delanteros, así como los ‘flaps’ en el borde de salida del ala. Diversos componentes de accionamiento hidráulicos y eléctricos posicionan los slats y flaps durante el despegue, el crucero – es decir, el vuelo de larga distancia – y el aterrizaje. Pruebas exhaustivas simulan las condiciones ambientales, las fuerzas y otras cargas que se producen. De este modo, se garantiza y se demuestra la seguridad del sistema necesaria para el primer vuelo y la homologación para el tráfico aéreo, incluso en condiciones extremas.

Una prueba exhaustiva
En Bremen se realiza la investigación de vuelos normales y situaciones extremas para demostrar la funcionalidad necesaria, especialmente para el complejo sistema de alta sustentación. También la prueba del sistema A350 XWB es decisiva para la homologación de este avión. Se diferencia de las pruebas anteriores por una complejidad significativamente mayor: “En las pruebas de Bremen nos centramos en cada detalle del sistema”, así describe la tarea el ingeniero Michael Johst, responsable del funcionamiento de las instalaciones de prueba en el área de alta sustentación. “Hemos instalado por completo los motores de accionamiento originales, la tecnología de seguridad y los sensores del sistema de alta sustentación para comprobar a fondo el sistema individual. Para ello, no solo investigamos diferentes ‘Normal Operation Cases’, sino también posibles situaciones extremas. Estas se recrean en el sistema original para demostrar que la estabilidad del sistema está garantizada en todas las circunstancias. Como complemento a los ensayos en los bancos de pruebas reales, utilizamos plataformas de prueba virtuales”.

La hidráulica simula las cargas aerodinámicas
Las pruebas de sistema verifican las redundancias y la función del ordenador de control en interacción con todos los componentes relevantes del sistema y de la estructura, lo que a veces es bastante complejo. En el banco de pruebas, por ejemplo, se simulan las cargas aerodinámicas, así como las altas y bajas temperaturas de un mínimo de -56° C o un máximo de +90° C. Un enfoque adicional en la prueba del sistema de alta sustentación en Airbus en Bremen es la cualificación de componentes de alta sustentación novedosos. Donde actúan fuerzas lineales en estos bancos de pruebas, se suelen utilizar cilindros hidráulicos de Hänchen de Ostfildern, cerca de Stuttgart, especialmente para la simulación de cargas aerodinámicas.

 

A350 XWB – el proyecto más reciente
Así, en la prueba de los flaps y los alerones del A350 XWB se utilizan 26 cilindros, exclusivamente de Hänchen. La hidráulica es especialmente adecuada aquí debido al tamaño de los actuadores, la densidad de potencia, la calidad de regulación y la dinámica, para poder simular de forma óptima las condiciones de vuelo. La desviación de regulación admisible del 1 % con carga estática se cumple gracias a los cilindros hidráulicos de Hänchen. En las pruebas dinámicas, la desviación de regulación admisible es del 4 %. El banco de pruebas está diseñado para una duración de entre 15 y 20 años. Las excepciones son las herramientas especiales para la investigación de situaciones extremas, que están diseñadas para ciclos de carga limitados en condiciones de carga máxima.

Variante de cierre Servocop^®
Estos requisitos se pueden cumplir sin problemas de serie con los cilindros hidráulicos de Hänchen: Los cilindros hidráulicos de la serie 300 utilizados en Bremen están diseñados en la variante de cierre Servocop^® debido a las elevadas exigencias de potencia y dinámica. La presión de alimentación máxima aplicada en los cilindros de los flaps es de 250 bar, mientras que en los cilindros de los slats es de 300 bar. En el banco de pruebas, la presión de alimentación se reduce a 180 bar debido a la caída de presión necesaria para la regulación. El diámetro del pistón oscila entre 40 y 160 mm, el diámetro del vástago entre 30 y 110 mm con una carrera de 300 a 1.670 mm. Las características importantes son una alta precisión y un juego mínimo entre el cierre y el vástago. La superficie de deslizamiento garantiza unas propiedades de fricción optimizadas. Una larga vida útil está garantizada por la alta precisión de fabricación y el pequeño juego de la guía. Además, la versión Servocop^® ofrece un movimiento prácticamente sin efecto stick-slip incluso con velocidades del émbolo muy bajas (hasta 0,02 m/s) y muy altas (hasta 1 m/s). Por este motivo, la variante de cierre Servocop^® es especialmente adecuada para la construcción de bancos de pruebas como en Airbus. En Bremen también se trata de aspectos de seguridad para proteger al personal de servicio y también al propio banco de pruebas, ya que los daños aquí pueden retrasar un ensayo durante muchos meses. Los actuadores eléctricos demostraron ser poco exitosos para este ámbito de aplicación en las pruebas, especialmente en las simulaciones de carga. Todos los cilindros hidráulicos de la nueva generación de campos de pruebas están equipados con un sistema de medición de la carrera integrado compatible con EtherCAT, ya que este bus de campo en tiempo real se ha convertido en el estándar en Bremen. La regulación de los actuadores, que se alimentan hidráulicamente de forma centralizada desde el sótano, se realiza a través de la carga y la posición. La regulación de la carga de la simulación de carga aerodinámica se realiza en función de la posición respectiva en el sistema original. En el caso de montajes de prueba más pequeños, el fabricante de cilindros hidráulicos también suministra actuadores completos con acumulador, válvula y otros elementos.