Las soluciones de LMS ayudan a la empresa Hispano-Suiza, a mejorar la confianza de los resultados de los diseños, análisis, y mejorar el desempeño de la turbina de entrada de aire (TAR) para cimentar su credibilidad y comunicación con su cliente Embraer
Hispano-Suiza, una empresa del Grupo Safran, es pionera en el desarrollo y fabricación de controladores electrónicos de transmisión para aviación. En 2012, la empresa celebró la entrega de su transmisión número 30,000.
Hispano-Suiza fue contratada por el fabricante aeroespacial Brasileño Embraer para hacer todo el trabajo de distribución eléctrica, que incluye la turbina de entrada de aire (TAR), para el avión de transporte militar de dos turbinas de tamaño medio Embraer KC-390. El KC-390 es capaz de realizar recarga de combustible durante el vuelo, transportar cargamento, tropas y recibir combustible en el aire. Va a ser la aeronave más grande que la empresa ha producido, y será capaz de transportar hasta 23 toneladas de carga, incluyendo tanques.
La TAR es una pequeña turbina que se conecta a una bomba hidráulica o a un generador eléctrico que se usa como una fuente de energía de emergencia capaz de producir suficiente electricidad para correr los sistemas de control de vuelo. La TAR es capaz de generar energía del flujo de aire debido a la velocidad de la aeronave. Las TARs son comunes en las aeronaves militares, que deben ser capaces de sobrevivir una pérdida repentina y total de potencia.
TAR debe caber en un espacio muy reducido y las cargas generadas deben mantenerse por debajo de límites definidos. Al usar el software LMS Virtual.Lab™ Motion y LMS Imagine.Lab Amesim™ de Siemens PLM, Hispano-Suiza fue capaz de cumplir con ambos requerimientos.
“Si no hubiéramos tenido LMS Virtual.Lab y LMS Imagine.Lab durante la etapa de diseño, no hubiéramos descubierto una apertura inadvertida de la TAR en vuelo,” nos comenta Julien Guiraud, el gerente de mecánica de Hispano-Suiza para el proyecto de cálculo e integración a la aeronave de la TAR en el KC 390. “Nos ayudaron a encontrar estos problemas, y a descubrir algunos problemas de física durante la operación que no esperábamos en lo absoluto.”
Mejorar la revisión del comportamiento físico
Hispano-Suiza reconoció que necesitaba un nuevo proceso de diseño que proporcionara una visión del comportamiento físico del modelo; mejorar el proceso de validación al intercambiar información con Embraer y los proveedores de los diferentes sub-componentes y reducir la fase de simulación y validación del modelo. Al usar LMS Imagine.Lab, Hispano-Suiza fue capaz de revisar el análisis del sistema de amortiguamiento que realizaron los proveedores durante el diseño del sistema hidráulico.
“Cuando operas la TAR, necesitas reducir las RPM a muy alta velocidad del aire,” comenta Guiraud. ”Para evitar cualquier falla, creamos un modelo hidráulico en LMS Imagine.Lab para trabajar en paralelo con nuestro proveedor, primero para validar el resultado del proveedor, y Segundo, para rápidamente responder cualquier pregunta de Embraer sabiendo que si cambias parámetros tales como la compresibilidad del fluido o una variación de temperatura, el desempeño del amortiguador durante la operación se va a incrementar.”
Reducir los casos de cargas
El contrato del KC-390 trajo un número de retos para Hispano- Suiza. Para mantenerse como un socio confiable de Embraer, tenía que diseñar la TAR correctamente aún cuando era la primera vez que iba a desarrollar un equipo de este tipo. También tenía que proporcionar cargas, resultados de desempeño y de esfuerzos para una variedad de casos de cargas para cumplir con las especificaciones de Embraer.
Se tuvieron que analizar una cantidad enorme de cargas, que fueron reportadas a los proveedores. También realizaron simulaciones dinámicas y cinemáticas que requerían de la habilidad de optimizar el modelo para cumplir con las condiciones límite.
“Gracias al uso de un modelo dinámico de cuerpos múltiples que incluye la flexibilidad de todos los componentes, descubrimos que problemas no lineales eran creados,” comenta Guiraud. “Como resultado, usamos LMS Virtual.Lab Motion para revisar esfuerzos en casos específicos que no hubiéramos descubierto usando otros paquetes de análisis.”
Logrando beneficios
Hubo muchos retos para implementar nuevos procesos y herramientas, incluyendo partes que eras demasiado flexible que podían haber causado fallas dramáticas durante el primer vuelo; ajustando la cinemática de acuerdo a picos de carga durante la operación; y desarrollando un mejor entendimiento de la influencia de parámetros en el diseño e integración a la aeronave.
Hispano-Suiza también redujo el número de casos de carga en un 90% y redujo el tiempo para realizar los casos de carga en 30-40%. Las soluciones de LMS también le ayudaron a Hispano-Suiza a mejorar la confiabilidad de los resultados de los análisis, el desempeño de la TAR y a cimentar su credibilidad y comunicación con Embraer.
Demostrar confiabilidad
Al participar en el programa KC-390, Hispano-Suiza puede ahora demostrar la confiabilidad de sus métodos y modelos, dándole una ventaja competitiva. Hispano- Suiza planea el uso de las herramientas de optimización con el modelo para investigar ligas de cómputo de dinámica de fluidos (CFD) en conjunto con la simulación de fatiga de Siemens PLM para tener todas las cargas y diseños en un solo modelo.
La experiencia de Embraer con LMS Virtual.Lab Motion y el equipo de trabajo han incrementado la confianza en la experiencia de Hispano-Suiza y el software PLM de Siemens, lo que hace posible que se utilice en futuros programas.
Fuente: Siemens PLM
