8 LAS INSTALACIONES DE ENSAYOS EN VUELO 8.1 Introducción Los ingenieros de Ensayos en Vuelo utilizan las instalaciones de Ensayos en Vuelo (FTI, en sus siglas en inglés) para registrar y analizar datos durante las campañas de certificación. Las instalaciones de Ensayos en Vuelo se pueden considerar como uno de los sistemas del avión pero con la particularidad de que se instalan solamente en aviones específicos en cada programa llamados Prototipos. El FTI se utiliza para validar los diseños estructurales y de los sistemas del avión, así como para apoyar la certificación de éste frente a las autoridades. Cada programa tiene alrededor de 2 a 5 aviones prototipo dependiendo de si es una variante de un programa existente o corresponde a un nuevo programa. Cada punto de medida requerido por los diversos especialistas, tales como presiones, aceleraciones, temperaturas, tensión, cargas, etc. en cualquier área del avión se llama parámetro. Teniendo en cuenta que los equipos de FTI se podrían instalar en cualquier componente del avión, tanto en la estructura como en los sistemas, estas instalaciones nunca deben afectar ni al funcionamiento correcto ni a la seguridad de los sistemas, equipos o cualquier otra instalación estándar de los aviones. Además, deben seguir los requisitos técnicos de estos sistemas, aunque su optimización no se requiera desde el punto de vista de peso. Cada parámetro o grupo de parámetros tiene un transductor, equipo que convierte una señal física (aceleración, presión, temperatura, carga, etc.) en una señal eléctrica asociada a las medidas. El diseño de FTI incluye tanto el diseño de los soportes donde los transductores son instalados con el cableado eléctrico o fluido (neumático, hidráulico, combustible, sangrado de aire, etc.), así como las instalaciones eléctricas requeridas no sólo para instalar los transductores en el punto requerido sino también para garantizar que los resultados recibidos de éstos son los correctos. 112
En algunos casos se requieren dispositivos o mecanismos especiales de FTI para hacer otro tipo de medidas diferentes de las normales de presión, aceleración, temperatura, etc. Por ejemplo es necesario medir ángulos de ataque locales, formas del hielo, el uso de cámaras, etc. Dependiendo del número de dispositivos de FTI requeridos en un avión prototipo, estos se clasifican como de carácter Alto, Medio o Bajo. Como consecuencia, por ejemplo en el A380-800, los prototipos MSN001 y MSN004 han sido declarados como altos (con alrededor de 6000 dispositivos), mientras que MSN002 y MSN009 son medios (con alrededor de 2000 dispositivos) y el MSN007 es bajo (alrededor de 200 dispositivos). Para el programa A350 están planificados tres de carácter alto (alrededor de 3500 dispositivos), uno de carácter medio (alrededor de 2500 dispositivos) y uno bajo (alrededor de 800 dispositivos). La instalación de FTI es generalmente temporal, cuando el avión consigue su certificación de tipo se desmonta en la mayor parte de los prototipos donde se ha instalado. Con este fin, se debe realizar el proceso de Refurbishing, para dejar los aviones tan similares como sea posible a cómo estaban antes de instalar el FTI, es decir similar al avión de serie. Sin embargo, generalmente siempre se mantiene un prototipo para seguir haciendo pruebas de vuelo durante varios años. 113
8.2 Tipos de FTI. Transductores más usados Los transductores usados para las Instalaciones de Ensayos en Vuelo dependen del tipo de medida que se quiera obtener (temperatura, presión, vibración, etc.). Los especialistas deben definir el rango o radio de la medida que se quiere tomar para elegir el sensor apropiado y su exactitud. Es también muy importante considerar las condiciones de funcionamiento del sensor tales como temperaturas altas, zonas de combustible, etc. 8.2.1 Acelerómetros Los acelerómetros se utilizan especialmente para vibraciones y medidas de flutter (agitamiento) (Figura 84 y 85) Figura 84. Instalación de un acelerómetro Figura 85. Acelerómetro 114
8.2.2 Cámaras El objetivo principal es grabar zonas móviles para ver su comportamiento, como los trenes de aterrizaje, motores, RAT, etc. (Figura 86) 8.2.3 Micrófonos Figura 86. Instalación de una cámara Los micrófonos se usan para medir los niveles de ruido (Figuras 87 y 88). Figura 87. Instalación de un micrófono Figura 88. Soporte para micrófono plano 115
8.2.4 Ángulos de ataque locales En el caso del HTP, esta medida especial se pide en todos los prototipos y su objetivo es el ajuste de los timones del HTP (Figura 89). Figura 89. Ángulo de ataque 8.2.5 Puertos de Presión Estática Los puertos estáticos se utilizan para capturar medidas de presión. Están conectados a través de un tubo de silicona con los MPS (sistema de multi-presión) que convierten las señales físicas en señales eléctricas. Generalmente, los MPS son capaces de recoger medidas de 28 puertos (Figuras 90, 91 y 96). Figura 90. Instalación de un sensor de presión estática Figura 91. Sensor de presión. Vistas desde los dos lados. 116
8.2.6 Termopares Los termopares se instalan para poder medir temperaturas (Figura 92). Figura 92. Instalación de termopares 8.2.7 Potenciómetros Se instalan con objeto de medir deflexiones (Figuras 93 y 94). Figura 93. Instalación de un potenciómetro Figura 94. Ejemplo de instalación entre dos piezas móviles 117
8.2.8 Extensómetros Se instalan para medir las tensiones/deformaciones en una dirección determinada (Figura 95). Figura 95. Extensómetros instalados en un panel 8.2.9 Otras sondas de medida También se usan puertos para medir temperaturas locales (Figura 98), medición de caudales, sensores de proximidad, detectores de formación de hielo, sondas Pitot para medir la velocidad del aire (Figura 97), etc. Figura 96. Puertos de presión estática de un avión 118
Figura 97. Sonda PITOT Figura 98. Puerto de temperatura 119