Pájaros y aviones: ¿se pueden prevenir los efectos de los impactos?

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Cuando hablamos de impactos en láminas de materiales compuestos en la industria aeronáutica nos referimos principalmente a los incidentes o accidentes de pájaros con aviones. ¿Qué dificultades entraña llevar a cabo simulaciones realistas que sean útiles desde un punto de vista predictivo?

Según el “Bird Strike Committee” de EEUU, los accidentes e incidentes derivados de pájaros y aviones le cuestan a la aviación civil y militar más de mil millones de dólares al año en reparaciones.

Los impactos de aves son un grave problema para las estructuras de los aviones; los datos recogidos de estos incidentes durante los últimos 20 años contienen informes de aves que han conseguido penetrar y romper parabrisas, dañando incluso controles de vuelo e instrumentación.

Además, el volumen de tráfico aéreo (número de vuelos) ha ido aumentando año tras año en las últimas décadas, al igual que el número y el tamaño físico de varias de las especies de aves involucradas en los incidentes con los aviones. Estos factores han llevado a la percepción, por parte de EASA, de que el riesgo de impactos significativos de pájaros en las estructuras de aeronaves o parabrisas puede estar aumentando.

Aunque la mayoría sólo suponen daños materiales, algunos pueden provocar consecuencias más graves. Uno de los incidentes más conocidos fue el amerizaje forzoso del Airbus 320 de la compañía US Airways en el rio Hudson en 2009 con más de 150 pasajeros que atrajo la atención mediática mundial cuando se descubrió que el problema había sido provocado por una manada de ocas canadienses.

LA SIMULACIÓN DE IMPACTOS EN MATERIALES COMPUESTOS

Teniendo pues en cuenta que el impacto de un ave en un avión puede tener las mismas consecuencias que un proyectil, este hecho se convierte en una problemática de vital importancia para el sector aeronáutico. Y la pregunta es ¿se pueden realizar simulaciones con valor predictivo?

Para poder contestarla, en Principia realizamos una serie de experimentos dejando caer un proyectil de cabeza semiesférica desde distintas alturas sobre una lámina cuadrada de material compuesto con los contornos fijos y las comparamos con simulaciones que utilizaban distintos tipos de modelos constitutivos para el material, diversos modelos de daño, varios tipos de elementos y también diferentes estrategias de idealización geométrica (tridimensional y axisimétrica).

El objetivo final era simular de una manera fiable los efectos de diversos tipos de impactos sobre láminas de material compuesto y, más concretamente, impactos de aves sobre estructuras aeronáuticas, por lo que se emplearon diversas técnicas de simulación para reproducir los efectos de impactos de proyectiles a baja velocidad sobre láminas de material compuesto.

Los fabricantes de aviones simulan el evento completo del impacto. La correlación de los resultados de la simulación con las medidas experimentales resulta imprescindible para poder obtener diseños fiables.

Si quieres conocer los resultados del estudio completo que presentamos en MATCOMP-2017 aquí te lo ofrecemos.

Principia-Matcomp2017


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