Pruebas de vibración y acústica en aviones de combate de EUA

Pruebas de vibración y acústica en aviones de combate de EUA

Aviones-Lockheed-Martinlogo-byk-prueba10Durante el desarrollo de su más reciente avión de combate el F-35, la empresa Lockheed Martin incluyó rigurosas pruebas de análisis de ruido, así como pruebas extensivas de durabilidad, en las cuales Brüel & Kjaer los estuvo apoyando en el tema acústico y en pruebas complejas de vibración para asegurar la integridad y confiabilidad de los jets de combate y misiles.

Lockheed Martin es una empresa multinacional de origen estadounidense de la industria aeroespacial y militar. Su principal negocio incluye el control de misiles y fuego de las aeronaves y sistemas espaciales.

Durante el desarrollo de su más reciente avión de combate polivalente de quinta generación el F-35, la empresa incluyó rigurosas pruebas de análisis de ruido; así como extensivas pruebas de durabilidad, en las cuales Brüel & Kjaer los estuvo apoyando en el tema acústico y en pruebas complejas de vibración para asegurar la integridad y confiabilidad del jet y sus misiles.

El F-35 fue diseñado en tres diferentes versiones: el F-35A para despegue y aterrizaje convencional (CTOL), el F-35B capaz de realizar despegues cortos y aterrizajes verticales (STOVL) y el F-35C que es una variante naval capaz de operar en portaaviones.

Las tres variantes del F-35 usan la ingeniera militar más poderosa, el Pratt & Whitney F135, que es un motor de reacción de tipo turbofán con posquemador. Uno de los objetivos de la prueba era establecer la huella acústica de los 3 modelos del avión bajo todas las condiciones de operación; desde el despegue, aterrizaje, rodando y volando hasta la más desafiante de todas: flotando.

Lockheed-Martin

Exposición al ruido ocupacional

A pesar de que los aviones militares no están obligados a cumplir con los requerimientos de ruido de rampa estipulados por las autoridades de aviación civil, el programa del Lockheed Martin F-35 contaba con pruebas para proteger al personal.

El modelo F-35B cuenta con una función de despegue corto y aterrizaje vertical, que le brinda la habilidad de operar desde una gran variedad de barcos, caminos y zonas de primera línea de combate; lo que proporciona una gran flexibilidad en diversos escenarios. Sin embargo, la exposición al ruido es un reto para el personal que se encuentra en tierra y que trabaja muy cerca de los aviones, especialmente en las cubiertas de portaaviones. Aquí, los jets de combate llegan de forma vertical (lo cual requiere de mucha energía) y la tripulación de apoyo puede estar de pie debajo de ella, de tal forma que tiene una mayor exposición al ruido en comparación con un aterrizaje o despegue convencional.

Pruebas de durabilidad y control de calidad

Además de los retos en acústica, era necesario llevar a cabo pruebas extensivas de durabilidad, estrés y calificación de I + D de componentes y subconjuntos de aeronaves.

Solución para la medición de ruido de rampa

Como parte del programa del F-35, Lockheed Martin comenzó usando una solución basada en la plataforma PULSE LabShop de Brüel & Kjaer, que posteriormente fue complementada con el software de postanálisis Reflex. Esta solución integrada incluye 75 micrófonos instalados sobre la pista. Las señales de ruido fueron recolectadas por medio de un adquisidor de datos de alto rendimiento y se enviaban al software de análisis, en dónde las mediciones podían revisarse y analizarse fácilmente.

Lockheed Martin usa aproximadamente 450 canales LAN-XI para la adquisición de datos vibro acústicos.

Esta solución flexible basada en el software de adquisición de datos PULSE LAN-XI permite usar libremente los módulos individuales, ya sea que se usen en el laboratorio, en el centro de prueba o que se monten juntos en un gabinete.

El gran número de canales, altas frecuencias de muestreo de datos, una adaptación de fases estrecha entre canales y la capacidad para manejar un intervalo dinámico amplio de entradas hacen que la solución PULSE sea ideal para grandes sistemas aeroespaciales.

Las herramientas de verificación y autodiagnóstico están dedicadas a sistemas de conteo de canales de alto nivel que garantizan un desempeño confiable, incluso en las configuraciones más complejas.

Dependiendo de los requerimientos de la prueba, Lockheed Martin puede retirar un módulo del gabinete y usarlo en el cuarto de control o de alguna otra forma que se requiera. Esta solución tan flexible es ideal para pruebas en grandes estructuras, como satélites o aviones.

Una solución para las pruebas de vibración

Lockheed Martin sometió al F-35 a pruebas exhaustivas de vibración programadas, en las cuales se usaron los shakers V984 y V994 de Brüel & Kjaer, las pruebas incluían pruebas de misiles y control de fuego.

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Perfecta adquisición de datos

El sistema de adquisición de datos fue capaz de adquirir y analizar una gran cantidad de datos de todas las variantes del F-35 sin ningún problema, incluso bajo diferentes condiciones, estableciendo las diferentes huellas acústicas de cada modelo, ayudando a garantizar que la exposición de ruido es limitada dentro de todos estos entornos.

Estos resultados permiten tomar decisiones sobre la protección auditiva para el personal de tierra, así como definir áreas alrededor del avión en donde no deberán llevarse a cabo ciertas acciones.

La colaboración que se tuvo con los expertos en ruido y vibración de Brüel & Kjaer permitió obtener soluciones de medición y análisis que proporcionaran resultados exactos y rápidos. Esta es una colaboración en donde ambos lados salieron beneficiados compartiendo experiencia y trabajando con los productos más avanzados dentro de los desafiantes plazos de diseño y desarrollo.

En conjunto, expertos en ruido y vibración altamente calificados han abordado algunas de las necesidades de ingeniería más avanzadas, llevando a cabo el análisis y la medición de los satélites, misiles y bombarderos más sofisticados que la industria militar ha fabricado.

Referencia: Brüel & Kjaer. Case Study: “LOCKHEED MARTIN’S F-35 RAMP NOISE AND DURABILITY TESTS” [documento en línea https://www.bksv.com/~/media/literature/Case%20Study/bn1588.ashx?la=en acceso: enero de 2017].

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