Mobilidade aérea avançada e seus desafios

Por décadas, a HBK oferece soluções completas de medição e análise de dados para testes de aeronaves, incluindo testes estruturais, de propulsão (turbina a gás, elétrica), térmicos, acústicos e em voo.

Os especialistas em aplicação da HBK são altamente qualificados e experientes, trabalhando em estreita colaboração com nossos clientes. Assim, eles conhecem a indústria aeroespacial, os processos de engenharia e validação, tendências e desafios, como Advanced Aircraft Mobility (AAM, também chamado de UAM ou eVTOL).

Para ajudá-lo a conhecer a equipe de aplicações de aeronaves HBK - quem são eles e por que oferecem o suporte certo, não apenas para aeronaves clássicas, mas também para clientes iniciantes que buscam soluções de AAM - entrevistamos nosso especialista em testes de aeronaves Gianmarco Sironi da nossa Equipe de Soluções Customizadas da HBK.

Entrevista

Gianmarco, você trabalha para a HBK (antiga HBM) desde 2016, gerenciando projetos globais de teste e medição para clientes aeroespaciais e de defesa. Antes de se tornar um líder de projeto em testes de aeronaves na HBK, você trabalhou para um conhecido fabricante de helicópteros. Como o seu papel profissional mudou? Sua experiência de trabalho adicional o beneficia nas tarefas de trabalho de hoje?

"Mudei de uma função de líder de equipe para uma função de líder de projetos e esse tem sido um dos desafios mais gratificantes em minha experiência profissional. A experiência técnica adquirida em meu cargo anterior muitas vezes se provou preciosa na análise das necessidades do cliente e na formulação da melhor resposta possível aos requisitos do projeto. "

Gianmarco Sironi, especialista em testes de aeronaves HBK

As empresas que projetam AAM têm uma filosofia de desenvolvimento e validação diferente em comparação a, por exemplo, um fabricante tradicional de helicópteros?

“No lado do controle de voo, existem algumas diferenças técnicas significativas entre os conceitos eVTOL que estão sendo desenvolvidos para a mobilidade aérea urbana e uma aeronave de asa rotativa tradicional. A manobra e o controle do helicóptero são baseados em swashplates que impulsionam o passo variável das pás dentro do rotor. Isso resulta em uma cinemática complexa, onde todas as peças são submetidas a cargas mecânicas pesadas. Cada peça rotativa deve ser testada e validada individualmente para garantir a vida útil à fadiga.

Novos conceitos para a mobilidade aérea urbana contam com múltiplos motores elétricos e as manobras são, na maioria dos casos, conseguidas controlando individualmente cada motor, removendo uma camada de complexidade devido à cinemática do rotor. Isso conduzirá a novos requisitos na validação do projeto com certeza. Alguns testes estruturais provavelmente serão substituídos por testes intensivos e tensionamento dos motores elétricos para garantir a durabilidade necessária. Aqui, nossa solução de análise dinâmica de potência eDrive é a melhor da classe. Haverá também a necessidade de validar as opções à prova de falhas, por exemplo, com quantos motores inoperantes ainda posso alcançar o voo normal; quantos motores operacionais eu preciso para um pouso de emergência controlado, e assim por diante.

Também acredito que a validação da fuselagem e da maioria das partes estruturais continuará a ser baseada na estimativa e medição de cargas externas e sua reprodução efetiva em plataformas de teste. Isso significa que os bons e velhos testes estruturais, como já sabemos, continuarão conosco por um bom tempo. "

Que tipo de instalações de teste baseadas em P&D e equipamentos de medição você vê nos fabricantes de AAM?

"Em comparação com os fabricantes tradicionais de aeronaves e helicópteros, os fabricantes eVTOL precisarão criar instalações para testes de energia elétrica e testes de bateria ou célula de combustível.

Então, é claro, haverá as plataformas de teste tradicionais para teste e validação estrutural, mas isso também pode ser feito por parceiros externos. Ter uma única empresa parceira que possa cumprir com sucesso os requisitos de medição e teste de todos esses tipos de teste certamente será vantajoso. "

Quais são os desafios exclusivos do AAM?

“Já mencionei um, que é o conceito único de manobra e controle baseado em uma arquitetura multimotor. Isso representará alguns desafios técnicos significativos, mesmo para validação e teste.

Existem, é claro, outros aspectos críticos. Essas aeronaves são voltadas principalmente para a mobilidade urbana e, portanto, devem voar em áreas densamente povoadas, condição que exige os mais altos níveis de segurança e redundância possíveis. Só para se ter uma ideia - neste momento, helicópteros monomotores não estão autorizados a sobrevoar áreas urbanas na Europa, portanto, os fabricantes serão solicitados a demonstrar os mais altos padrões de segurança e redundância. Espero um forte enfoque na operação à prova de falhas.

A resistência ao choque também será muito importante, dado o fato de que haverá várias baterias a bordo. A maior parte do trecho inferior da fuselagem é normalmente dimensionada para colisão, mas a presença adicional de baterias adicionará o requisito de contenção segura da bateria em caso de colisão. Isso será algo comparável ao requisito real de contenção segura de combustível, mas representará novos e interessantes desafios técnicos. "

"Somos muito apaixonados quando se trata de aviação e realmente gostamos de trabalhar com esses projetos, tornando nossas as metas do cliente."
Gianmarco Sironi, especialista em testes de aeronaves da HBK

Em que estágio você vê a certificação de tipo FAA ou EASA?

“Ainda há muito trabalho a ser feito, mas os reguladores certamente estão levando esse novo desenvolvimento muito a sério. Não é fácil formular diretrizes de aeronavegabilidade para algo que representa uma forma completamente nova de voar, então acho que isso vai demorar um pouco e será um processo iterativo. A EASA está seguindo a abordagem de construir um novo quadro regulamentar específico para este tipo de aeronave, enquanto a FAA está trabalhando na adaptação de sua Parte 23 (Certificação de Pequenos Aviões) para a certificação de eVTOLs. Este é um ponto potencialmente perturbador. Se os reguladores continuarem por conta própria sem harmonizar suas abordagens, poderemos ver processos e requisitos significativamente diferentes aplicados entre os projetos eVTOL desenvolvidos na UE e nos EUA, o que pode significar que obter a certificação de tipo duplo pode ser mais difícil em comparação com o que acontece com as aeronaves e helicópteros tradicionais de hoje.

Pode até ser que um projeto eVTOL, desenvolvido na Europa, exija modificações substanciais e validações adicionais para voar nos Estados Unidos e vice-versa. "

Quais são as três coisas mais importantes a serem consideradas para / durante a certificação de tipo de aeronave?

"Primeiro, você precisa de uma linha de comunicação boa e aberta com a autoridade reguladora. Isso pode evitar muitos problemas e mal-entendidos em potencial. O processo de certificação é uma autêntica maratona de documentos - há uma tonelada de documentação técnica e um fluxo contínuo de informações que é importante para fazer as coisas rapidamente. Qualquer interferência na comunicação custa tempo e dinheiro.

A comunicação é importante porque a organização precisa ouvir atentamente a autoridade de certificação e entender onde o regulador mais deseja garantias. Em seguida, você pode decidir onde concentrar seus esforços de teste e validação para otimizar o uso de tempo e recursos.

E eu recomendaria adicionar flexibilidade. Durante a certificação de aeronaves, você não pode esperar que tudo corra de acordo com as regras; sempre haverá inconvenientes e solicitações de mudança. Ser reativo às mudanças e pronto para reorganizar ou repetir testes rapidamente quando necessário é um grande ativo estratégico para uma organização. Aqui, ter o equipamento de teste certo e um parceiro responsivo realmente faz a diferença. "

Imagem Gianmarco Sironi e Helicóptero — Apaixonado por aeronaves Gianmarco Sironi da HBK

Há muita pressão para reduzir o tempo de colocação no mercado, com as partes interessadas querendo ver os resultados e sua visão concretizada. Como um fornecedor de soluções de aquisição e análise de dados, como a HBK, pode ajudar a acelerar os testes?

"Eu diria de várias maneiras. A primeira coisa que me vem à mente é a certeza dos dados e a confiabilidade da medição. O pior cenário para um laboratório de teste é cair em uma posição em que os dados de teste adquiridos sejam questionados pelo cliente interno / externo ou (pior ainda) pelo regulador. Isso seria ruim e poderia levar a uma solicitação oficial de repetição do teste, o que não só teria um impacto significativo no cronograma geral do projeto, mas também seria um grande golpe para o moral e causaria frustração para toda a equipe. Isso é um verdadeiro pesadelo para uma organização de laboratório, algo a ser evitado a todo custo.

Nós, como HBK, temos um forte histórico de projetos aeroespaciais de sucesso e nosso equipamento de medição é conhecido neste mercado. Nosso hardware segue os mais altos padrões e pode suportar até mesmo o auditor mais meticuloso. Respondemos a qualquer consulta técnica e damos suporte aos nossos clientes, mesmo nos processos mais difíceis.

Depois, há especialização. Não consigo imaginar uma empresa nesta área que possa oferecer a quantidade de experiência e conhecimento que possuímos. Somos especialistas de domínio em toda a cadeia de medição e análise de dados - desde sensores no mundo mecânico medindo tensão, força, aceleração / vibração, torque e ruído até o mundo elétrico medindo tensão, corrente e temperatura no modo comum de alta até a coleta de todos os eletrônicos sensores e sinais de dados que oferecem análise e integração em tempo real e, finalmente, software para aquisição de dados, análise e colaboração - um ecossistema completo. Temos uma excelente nova plataforma de testes de energia elétrica e a solução certa para testes de integridade estrutural - basicamente um balcão único.

Conhecemos as aplicações muito bem e nossos clientes confiam em nós como um parceiro confiável e preparado. E, finalmente, somos muito apaixonados quando se trata de aviação e realmente gostamos de trabalhar com esses projetos, tornando nossas as metas do cliente. "

Uma pergunta pessoal: qual seria o primeiro voo que você reservaria para um serviço AAM quando ele estivesse disponível?

"Eu preciso ser neutro aqui. Eu pessoalmente gosto dos muitos conceitos técnicos que estão sendo desenvolvidos agora. Isso me lembra dos tempos pioneiros na aviação.
Existem tantos conceitos diferentes de design e propulsão que estou convencido de que toda essa energia, disposição e entusiasmo no desenvolvimento resultará em algo bom, e as chances de que a AAM consiga um lugar forte na aviação são muito altas. Com certeza revolucionará o treinamento de voo, reduzindo drasticamente os custos.

Mas se eu realmente tiver que escolher, meu sonho por agora ainda é voar em um helicóptero pesado, grande e poderoso, com duas turbinas. "

Gianmarco, muito obrigado por falar com a gente, foi bastante revelador

Perguntas? Entre em contato com Gianmarco Sironi

Se você tiver alguma dúvida sobre Mobilidade Aérea Avançada, estamos aqui para apoiá-lo.

Gianmarco Sironi é um dos especialistas em aplicações da HBK para projeto e validação de aeronaves. Ele adquiriu seu conhecimento de 10 anos de experiência prática direta em elevação vertical em engenharia e testes. Desde que ingressou na HBK, ele gerenciou muitos projetos globais para a indústria de aeronaves.

Se você tiver alguma dúvida, entre em contato com Gianmarco.