Galgas extensométricas HBM para la certificación tipo del Airbus A350 XWB

Con el A350 XWB, Airbus presenta al mercado un avión con un fuselaje más ancho, que promete convertirse en toda una cota de referencia en términos de ahorro de combustible y respeto del medio ambiente.

El extremo de las alas se compone de la punta alar (wing tip) y un dispositivo de punta alar (winglet). Estos dos elementos desempeñan una función importante, ya que aumentan la velocidad y, al mismo tiempo, reducen la resistencia inducida del ala, lo cual a su vez rebaja el consumo de combustible.

El fabricante de los wing tips y los winglets es la empresa austriaca FACC AG, un especialista en componentes ligeros que no solo suministra a Airbus estos elementos estructurales esenciales para el nuevo avión, sino que también se encarga de realizar las acciones necesarias para que el avión obtenga su certificación tipo, realizando para ello pruebas de carga estáticas y dinámicas.

Nuevos desafíos para los ingenieros

Los ingenieros tuvieron que enfrentarse a desafíos nunca vistos, ya que las pruebas no se limitaron a los elementos de la punta alar, sino que se extendieron a la conexión con el cajón principal del ala. Para ello, se desarrolló específicamente una maqueta del cajón del ala con propiedades de rigidez idénticas y con el mismo concepto de conexión.

Por otro lado, la empresa CoLT Prüf und Test GmbH, filial de FACC AG, construyó un banco de ensayo específico para las pruebas del conjunto formado por el dispositivo de punta alar y la maqueta del cajón del ala.

Este banco permite iniciar de forma sincronizada una deformación tridimensional sobre un modelo de fibra composite de 8 m de longitud. El sistema emplea equipos de HBM Test and Measurement (HBM); en concreto, CoLT emplea galgas extensométricas de HBM para validar los resultados de medida de las pruebas estáticas y de fatiga

Algunas cifras

  • Dimensiones del banco de ensayo para winglets: 15 m de longitud, 10 m de altura, 8 m de anchura
  • Peso del banco de ensayo: 125 Tm
  • Más de 550 galgas extensométricas en uso

Una nueva dimensión en las pruebas de winglets

Más de 125 toneladas, 15 m de longitud, 10 m de altura y 8 m de anchura... esas son las impresionantes dimensiones del banco de ensayo construido por CoLP para efectuar las pruebas de Nivel 3 a escala real de los winglets y wing tips del A350 XWB. Cinco horquillas, cada una de ellas provista de tres cilindros hidráulicos, permiten aplicar cargas a los modelos de forma sincronizada y con un control de precisión. De este modo, y por primera vez, ha sido posible determinar cargas estáticas y dinámicas continuas, así como picos de carga, en estos elementos de 8 m de largo, en condiciones realistas, con una monitorización simultánea de la salud estructural.

HBM ayuda a validar los resultados de medición

El equipo de pruebas de CoLT utiliza tecnología de medida de HBM en el contexto de los ensayos y la validación. De hecho, el banco de pruebas solo utiliza galgas extensométricas de HBM, con el fin de garantizar resultados de medida de la mejor calidad posible. En total, el programa de certificación a escala real de los winglets y wing tips del Airbus A350-900 utiliza más de 550 galgas extensométricas de HBM, flexibles y de fácil instalación. Entre ellas, 307 rosetas de galgas extensométricas 1 RY91-6 / 120 para el análisis de estados biaxiales de tensión con direcciones principales desconocidas, y otras 257 galgas extensométricas lineales 1-LY41-6 / 120 para medir deformaciones en una sola dirección.

Su misión: validar los cálculos de elementos finitos, tal y como requiere la certificación tipo de este nuevo modelo de Airbus. Durante estos ensayos, los componentes de HBM confirmaron a los ingenieros los resultados positivos obtenidos con anterioridad. Incluso en condiciones de ensayo exigentes, proporcionaron valores de medida precisos —justamente lo que se esperaba de ellos— que confirmaron las interdependencias en el comportamiento de los componentes previamente calculadas. Con ello, se dio un gran paso adelante hacia la obtención de la certificación tipo.