Industria Aeroespacial
Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema.
Visualización Jerárquica de Industria aeroespacial
Industria > Industria mecánica > Industria mecánica
Relaciones Internacionales > Seguridad internacional > Seguridad internacional > Militarización del espacio
Producción, Tecnología e Investigación > Tecnología y reglamentación técnica > Tecnología > Nueva tecnología
Industria > Política y estructura industriales > Estructura industrial > Industria punta
Ciencia > Ciencias naturales y aplicadas > Ciencia del espacio
Transportes > Transporte aéreo y espacial > Transporte espacial
Producción, Tecnología e Investigación > Investigación y propiedad intelectual > Investigación > Investigación industrial
Transportes > Transporte aéreo y espacial > Transporte espacial > Vehículo espacial > Satélite
Producción, Tecnología e Investigación > Investigación y propiedad intelectual > Política espacial
Ciencia > Ciencias naturales y aplicadas > Ciencias físicas > Aerodinámica
Procesos Industriales de la Industria Aeroespacial
Los productos aeroespaciales y los procesos por los que se fabrican son de naturaleza compleja, y el conocimiento de estos últimos es importante para comprender la industria. La industria aeroespacial, al igual que la mayoría de las industrias en las que el desarrollo y la productividad desempeñan un papel muy importante, requiere una inversión considerable en investigación, con personal e instalaciones especializados. El posterior desarrollo de productos y la transición de las nuevas tecnologías a través del diseño y las pruebas hasta la producción también implican numerosos procesos y prácticas, muchos de ellos dependientes de equipos e instalaciones sofisticados. El tamaño absoluto de los propios productos exige enormes estructuras para albergar su montaje y, en el caso de los lanzadores espaciales, puede requerir la construcción de inmensos equipos de apoyo.
Las fuentes de inversión para estos procesos proceden de la financiación (o financiamiento) gubernamental (o, en ocasiones, de la Administración Pública, si tiene competencia) en función de las necesidades de los proyectos militares y otros proyectos nacionales, o del capital obtenido mediante la financiación (o financiamiento) de fondos propios, ya sea por parte de inversores públicos o privados que comparten el riesgo, o mediante préstamos de fuentes de riesgo normales, como bancos y compañías de seguros. A medida que el coste de los grandes transportes aéreos ha ido aumentando hasta alcanzar los cientos de millones de dólares, el leasing se ha convertido en un eficaz conservador del flujo de caja para las compañías aéreas, y las empresas de leasing se han convertido en la fuente de fondos de adquisición para los contratistas.Entre las Líneas En consonancia con el alto nivel de fondos totales requeridos y con el riesgo en el coste y el mercado, la inversión compartida entre proveedores y contratistas principales a lo largo de toda la vida de un programa se ha convertido también en una práctica más frecuente.
Investigación
La industria aeroespacial mundial (o global) lleva a cabo actividades de investigación y desarrollo en solitario y en colaboración con organismos gubernamentales y el mundo académico. El objetivo final del esfuerzo es la creación de vehículos de vuelo más avanzados que sus predecesores. Dada la complejidad -es decir, la naturaleza de los “sistemas”- de los productos finales de la industria, los avances suelen requerir mejoras en muchas disciplinas tecnológicas.
La investigación y el desarrollo aeroespacial comprenden tres actividades principales. La investigación básica implica investigaciones que pueden no tener aplicación en los sistemas existentes, pero que permiten avanzar en el conocimiento de su potencial. La investigación aplicada es el esfuerzo de investigación dirigido a aplicaciones directas. El desarrollo, por definición, es el uso del conocimiento científico dirigido a la producción de materiales, dispositivos, sistemas o métodos útiles, incluyendo el diseño y desarrollo de prototipos y procesos; es la traducción en hardware y software de los resultados de la investigación aplicada.Entre las Líneas En la industria aeroespacial, el objetivo principal es la investigación aplicada y el desarrollo relacionado con la introducción y la mejora de los productos.
Dado que la investigación aplicada es absolutamente vital para la competitividad de la industria, suele contar con el apoyo de los gobiernos.Entre las Líneas En Estados Unidos, los fondos suelen provenir de agencias como la NASA y los laboratorios del servicio militar que trabajan directamente con la industria del país.Entre las Líneas En Europa y en el resto del mundo, los gobiernos suelen proporcionar apoyo financiero para la investigación directamente a la industria de sus países. La Agencia Espacial Europea, de carácter multinacional, mantiene el ESTEC, Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial, en Noordwijk (Países Bajos). El ESTEC es la interfaz de desarrollo técnico entre la industria europea y la comunidad científica. Supervisa el desarrollo de las naves espaciales y cuenta con sus propios laboratorios tecnológicos y amplias instalaciones para probar las naves y los componentes en condiciones simuladas de lanzamiento y en el espacio. Gran Bretaña, Suecia y Francia también cuentan con notables laboratorios gubernamentales.
La reducción del peso de las estructuras de las aeronaves siempre ha sido objeto de investigación. Además de la investigación en curso sobre los materiales compuestos, la investigación sobre el aluminio-litio y otras aleaciones sigue fomentando los avances en los metales. La investigación de materiales para vehículos supersónicos e hipersónicos se centra en los polímeros de alta temperatura y los metales ligeros, así como en los compuestos de matriz polimérica de alta temperatura, los adhesivos, los selladores, las aleaciones ligeras y los compuestos de matriz metálica para aplicaciones estructurales (véase ciencia de los materiales: Materiales para el sector aeroespacial).
Para mejorar el funcionamiento de los aviones comerciales en todas las condiciones meteorológicas, se están buscando sistemas de visión mejorados que utilicen cámaras de vídeo e infrarrojos o radares de ondas milimétricas. Otras áreas de investigación son las técnicas de vuelo por luz que transmiten los comandos a través de cables de fibra óptica en lugar de hacerlo eléctricamente. La demanda de una mayor vida útil de los vehículos ha hecho vital el desarrollo de técnicas de evaluación no destructivas para medir los estados de calidad y estimar la vida útil restante de las estructuras.
En el sector militar, los estudios de investigación se centran en los medios para mejorar la maniobrabilidad y la supervivencia de los vehículos de vuelo. La supervivencia en combate se define como la capacidad de una aeronave para evitar o resistir un entorno hostil, y las investigaciones relacionadas se centran en la alerta de amenazas, la interferencia de señales, el engaño por radar, la reducción de las firmas infrarrojas, la supresión de amenazas, la redundancia y la protección de componentes, la supresión de daños pasivos y activos, y el blindaje.
Desde que se lanzaron las primeras naves espaciales, el tamaño y el peso de los satélites y las sondas han aumentado constantemente, al igual que los costes. Gran parte de la investigación en materia de naves espaciales se centra en invertir esta tendencia mediante la miniaturización de los instrumentos, los sistemas de propulsión, las fuentes de energía y otros componentes, así como en el desarrollo de pequeñas naves espaciales que puedan sustituir a los sistemas más grandes. Entre las principales líneas de investigación se encuentran la autonomía de los vehículos, los sistemas microelectrónicos y microelectromecánicos, los motores iónicos, la arquitectura modular y los sistemas multifuncionales, así como las matrices solares de alta eficiencia que sustituyen las células de silicio por materiales fotovoltaicos mucho más eficaces, como el arseniuro de galio.
Desarrollo de productos y pruebas
El inicio del proceso de desarrollo de productos difiere entre los sectores militar y comercial.Entre las Líneas En Estados Unidos, los servicios de defensa suelen proporcionar especificaciones detalladas de la misión para los productos deseados, con respecto a las cuales los contratistas presentan propuestas como parte de un proceso competitivo. Las propuestas se revisan y se seleccionan uno o varios contratistas de desarrollo.Entre las Líneas En algunos casos se adjudican contratos únicamente para el desarrollo de prototipos competitivos. La empresa o el equipo de empresas que desarrolla el diseño ganador puede recibir un contrato de desarrollo y producción a gran escala.
En el sector de las aeronaves civiles, los fabricantes realizan estudios de mercado detallados para determinar la necesidad de nuevos diseños de vehículos, luego definen las especificaciones, anuncian a los clientes potenciales su intención de desarrollar el nuevo producto y solicitan pedidos. Cuando se obtienen suficientes pedidos en firme -de los llamados clientes de lanzamiento- se inicia oficialmente el programa. Los ingenieros de los clientes suelen colaborar con los fabricantes para influir en el diseño final y adaptarlo a las necesidades específicas.
Métodos de diseño
El ciclo de diseño de un nuevo vehículo de vuelo ha cambiado radicalmente desde la década de 1980 debido a los nuevos métodos, herramientas y directrices. Tradicionalmente, el ciclo comienza con un diseño conceptual del producto global, seguido del diseño preliminar, en el que la mayoría o todos los subsistemas toman forma.Entre las Líneas En la mayoría de los casos, si no en todos, hay que realizar varias iteraciones antes de lograr un diseño final. Dado que los ingenieros de diseño no suelen prever todos los problemas de producción, es habitual que se produzcan importantes retoques en el diseño. A pesar de la aparente simplicidad de la fase inicial de diseño conceptual, entre el 70 y el 80% del coste del producto aeroespacial se determina en esta fase.
Dado que la reducción de costes es cada vez más importante, un nuevo método de diseño, la ingeniería concurrente (CE), ha sustituido al ciclo tradicional. La CE organiza simultáneamente muchos aspectos del esfuerzo de diseño bajo la égida de equipos especiales de diseñadores, ingenieros y representantes de otras actividades y procesos relevantes. El método permite realizar conjuntamente actividades de apoyo como el análisis de tensiones, la aerodinámica y el análisis de materiales, que normalmente se harían de forma secuencial. Un paso más allá del EC, incorporando la producción, la garantía de calidad, la adquisición y la comercialización dentro de los equipos, es un método llamado desarrollo integrado de productos y procesos (IPPD). El IPPD garantiza que las necesidades de los usuarios y de quienes llevan el producto al cliente a través de la fabricación y el aprovisionamiento externo se tengan en cuenta al principio del ciclo de diseño/construcción.Entre las Líneas En los casos en los que el mantenimiento desempeña un papel importante en el ciclo de vida de un producto, también se incorpora a los equipos el personal pertinente de ese segmento.
El CE y el IPPD han supuesto numerosas mejoras para la industria. Han acortado el tiempo total necesario para sacar los productos al mercado, han simplificado las estructuras de los productos reduciendo el número de piezas, han disminuido los costes del producto y del ciclo de vida, han reducido los índices de defectos, han aumentado la fiabilidad y han acortado los ciclos de desarrollo. Por ejemplo, en el desarrollo del 777, Boeing formó 238 equipos de diseño/construcción, lo que ayudó a reducir el número de cambios necesarios tras la publicación de los diseños iniciales a menos de la mitad de los que se realizaban en modelos anteriores de forma convencional.
Tradicionalmente, el proceso de diseño de los sistemas aeroespaciales de defensa se ha regido por las especificaciones y normas militares, que especifican en detalle qué construir y cómo hacerlo.Entre las Líneas En junio de 1994, un memorando del Departamento de Defensa de Estados Unidos sustituyó las especificaciones militares utilizadas anteriormente por especificaciones de rendimiento que describen los requisitos del sistema. La política pretendía reducir los costes, acortar los ciclos de adquisición y permitir el uso de tecnologías y hardware avanzados comerciales. De este modo, se dio más libertad a los contratistas, pero también se les exigió que aceptaran una mayor responsabilidad por el éxito o el fracaso de sus productos. Aunque los procesos de diseño europeos aún no han incorporado este enfoque, la introducción de normas de calidad comerciales se está aplicando progresivamente con arreglo a las directrices comerciales internacionales publicadas por la Organización Internacional de Normalización (ISO).
Uso de ordenadores
El ordenador también ha cambiado fundamentalmente el proceso de desarrollo al permitir el modelado y la simulación digital, así como el diseño asistido por ordenador junto con la fabricación asistida por ordenador (CAD/CAM; véase ingeniería asistida por ordenador).Entre las Líneas En la fase inicial de diseño de un vehículo de vuelo, el modelado digital por ordenador de los posibles diseños permite examinar rápidamente varias configuraciones candidatas y sustituir así una parte de las costosas pruebas en el túnel de viento. Los sistemas modernos crean un modelo tridimensional -un vehículo de vuelo virtual- a partir de los conjuntos de datos introducidos. Todos los detalles, desde el fuselaje hasta el subsistema eléctrico, se almacenan en el ordenador. Esto elimina la necesidad de utilizar modelos físicos de tamaño natural, conocidos como maquetas, en los que los ingenieros verifican los diseños. Los paquetes de software CAD/CAM más utilizados en la industria aeroespacial son CATIA de Dassault Systemes/IBM, Unigraphics de Unigraphics Solutions y CADDS y Pro/ENGINEER de Parametric Technology Corporation. Boeing utilizó el paquete CATIA para desarrollar el 777, el primer avión que se ha diseñado completamente con ordenadores sin necesidad de maquetas.
Pruebas en el túnel de viento
La simulación por ordenador ha reducido la cantidad de pruebas necesarias en el túnel de viento, pero éstas siguen siendo una parte importante del proceso de desarrollo en la industria aeroespacial. Durante el desarrollo del Boeing 777, por ejemplo, se emplearon unas 2.000 horas en el túnel de viento. El túnel de viento, que precede a los vuelos con motor en 32 años, es un aparato de pruebas en el que se sopla aire sobre un modelo en una sección de pruebas, creando un efecto comparable al del vuelo. Algunos túneles de baja velocidad tienen secciones de prueba lo suficientemente grandes como para albergar un avión pequeño completo o una sección de la góndola de un avión grande.Entre las Líneas En los túneles de alta velocidad, en los que hay que suministrar una gran cantidad de energía para conseguir velocidades supersónicas, los modelos de prueba son de escala reducida: a veces sólo tienen centímetros de envergadura o longitud. Los túneles se clasifican según la velocidad del flujo de aire: subsónico (hasta Mach 0,8), transónico (Mach 0,8-1,2), supersónico (Mach 1,2-6), hipersónico (Mach 6-12) o hipervelocidad (por encima de Mach 12).
Pruebas y certificación de prototipos
En la fase de construcción del prototipo, se hace hincapié en las pruebas. Un procedimiento habitual es construir varios aviones de prueba únicamente para verificar el diseño. La integridad estructural del avión se determina en pruebas estáticas y dinámicas. Las pruebas en tierra requieren una serie de instalaciones, incluidos hornos para aplicar altas temperaturas a los materiales, cámaras acústicas para permitir el estudio del efecto del ruido del motor de alta frecuencia en las estructuras, plataformas para medir los impactos de aterrizaje y vibradores de frecuencia variable para investigar las características de vibración y flameo de las estructuras.
Informaciones
Los dispositivos de prueba verifican que se ha alcanzado o superado el factor de carga última previsto en el diseño; por ejemplo, las alas pueden cargarse hasta que se rompan.Entre las Líneas En los ensayos dinámicos o de fatiga, la vida de la aeronave se simula en forma de lapso de tiempo. Así, un avión puede pasar por más de 100.000 “horas de vuelo” equivalentes antes de ser desmontado y examinado completamente en todos sus detalles.
Mientras se construyen los prototipos de fuselaje, también se realizan pruebas en los equipos auxiliares. Debido a la gran variedad de estos equipos, el proceso de pruebas difiere para cada sistema. Los sistemas estructurales y mecánicos se prueban de forma similar a la descrita para las estructuras de los aviones, mientras que los equipos eléctricos y electrónicos se comprueban exhaustivamente mediante una batería de equipos de prueba electrónicos que a menudo se adaptan al sistema que se examina. A medida que el equipo recorre su ciclo de funcionamiento, los monitores afirman o detectan y aíslan los fallos para su corrección.Entre las Líneas En muchos casos, los sistemas completos se comprueban además en cámaras de altitud que simulan los entornos operativos.
Los motores se prueban en el equivalente de propulsión del túnel de viento, una célula de pruebas capaz de simular las condiciones de vuelo. Para poder instalarlo, un motor nuevo se somete a varios cientos de horas de pruebas que abarcan toda la gama prevista de velocidad y capacidad de altitud del avión.Entre las Líneas En las pruebas de resistencia, el motor debe funcionar durante más de 1.000 horas seguidas, muchas de ellas al máximo empuje.Entre las Líneas En una prueba única, se lanzan pájaros muertos dentro del motor para simular la ingestión en vuelo de pájaros vivos, un peligro que ha causado fallos en el vuelo. Los motores de prueba están fuertemente instrumentados y los datos registrados se transmiten a un ordenador para su procesamiento. Tras las pruebas, los motores se desmontan por completo y se inspeccionan.
Por regla general, las pruebas de vuelo de los prototipos de aviones se realizan sobre zonas poco pobladas o sobre el agua, debido a la posibilidad de accidentes y para permitir la libertad de maniobras. Las pruebas de vuelo son necesarias para validar lo que sólo se ha analizado hasta esta fase, aunque los procedimientos modernos de diseño computarizado y las pruebas en el túnel de viento son tan minuciosos y amplios que los resultados de la fase de pruebas de vuelo rara vez dictan un cambio importante en el diseño. Como los simuladores permiten a los pilotos de prueba “volar” el avión mucho antes de que se haya construido el primer prototipo, el comportamiento del avión tiende a ajustarse a las especificaciones y expectativas.
La normativa de certificación de vuelo rige en gran medida las pruebas de los aviones comerciales, y la certificación tarda aproximadamente un año. Las pruebas de vuelo de los aviones militares, que incluyen el rendimiento con muchos sistemas de armas diferentes, llevan casi el doble de tiempo. Para la certificación, todas las aeronaves deben demostrar su capacidad en numerosas pruebas de rendimiento en todas las condiciones previstas; por ejemplo, frenado de emergencia, pruebas de entrada en pérdida, pérdida de empuje del motor y despegue y aterrizaje en entornos extremadamente cálidos, fríos, de gran altitud y de baja altitud.
Una vez que una aeronave civil ha demostrado su aeronavegabilidad en el programa de certificación de vuelo, puede entrar en servicio regular. Los certificados necesarios son expedidos en Estados Unidos por la Administración Federal de Aviación (FAA) y en Europa por las Autoridades Conjuntas de Aeronavegabilidad (JAA). Estas certificaciones son necesarias para cualquier aeronave adquirida en Estados Unidos o Europa, respectivamente, y sirven en todo el mundo como base para certificar las aeronaves civiles que van a entrar en servicio en esos países. Rusia y China tienen procesos de certificación basados en gran medida en las normas estadounidenses y europeas. Los principales proveedores de aviones de Brasil, Japón e Indonesia utilizan las normas de certificación americanas y europeas.
Desarrollo de naves espaciales, vehículos de lanzamiento y misiles
El esfuerzo de investigación que se dedica al desarrollo de misiles, vehículos de lanzamiento y naves espaciales es paralelo al de los aviones en las fases de diseño y pruebas en tierra, pero difiere en la fase de pruebas de vuelo.Entre las Líneas En el caso de los grandes vehículos de lanzamiento y de los misiles estratégicos, la ausencia de un piloto a bordo, el gran coste de un único lanzamiento y la imposibilidad de recuperar y reutilizar el vehículo de prueba exigen técnicas de prueba rigurosas, una instrumentación muy elaborada tanto en el vehículo como en tierra y una comprobación previa al vuelo extraordinariamente intensa para evitar un aborto costoso.
Las naves espaciales sin tripulación son únicas en el sentido de que rara vez se someten a vuelos de prueba de prototipos, sino que se ponen en órbita con toda su instrumentación operativa en vehículos de lanzamiento probados. La instrumentación de las naves espaciales envía información sobre el rendimiento y el funcionamiento a la Tierra, proporcionando así la base para el refinamiento del diseño en modelos posteriores de la misma familia. El sustituto de las pruebas de prototipos es la simulación en tierra, que se lleva a cabo en dos tipos de simuladores: el simulador espacial, que duplica todas las condiciones ambientales en las que funcionará la nave espacial, y el simulador de misión, que permite llevar a cabo toda la gama de maniobras y operaciones del sistema que podrían realizarse en un vuelo real.
Datos verificados por: Brite
[rtbs name=”transporte-aereo”] [rtbs name=”aviones”]
A continuación se examinará el significado.
¿Cómo se define? Concepto de Industria aeroespacial
Véase la definición de Industria aeroespacial en el diccionario.
Características de Industria aeroespacial
[rtbs name=”industria”]
[rtbs name=”relaciones-internacionales”]
[rtbs name=”produccion-tecnologia-e-investigacion”]
[rtbs name=”ciencia”]
[rtbs name=”transportes”]
Recursos
Traducción de Industria aeroespacial
Inglés: Aerospace industry
Francés: Industrie aérospatiale
Alemán: Raumfahrtindustrie
Italiano: Industria aerospaziale
Portugués: Indústria aeroespacial
Polaco: Przemysł lotniczy i kosmonautyczny
Tesauro de Industria aeroespacial
Industria > Industria mecánica > Industria mecánica > Industria aeroespacial
Relaciones Internacionales > Seguridad internacional > Seguridad internacional > Militarización del espacio > Industria aeroespacial
Producción, Tecnología e Investigación > Tecnología y reglamentación técnica > Tecnología > Nueva tecnología > Industria aeroespacial
Industria > Política y estructura industriales > Estructura industrial > Industria punta > Industria aeroespacial
Ciencia > Ciencias naturales y aplicadas > Ciencia del espacio > Industria aeroespacial
Transportes > Transporte aéreo y espacial > Transporte espacial > Industria aeroespacial
Producción, Tecnología e Investigación > Investigación y propiedad intelectual > Investigación > Investigación industrial > Industria aeroespacial
Transportes > Transporte aéreo y espacial > Transporte espacial > Vehículo espacial > Satélite > Industria aeroespacial
Producción, Tecnología e Investigación > Investigación y propiedad intelectual > Política espacial > Industria aeroespacial
Ciencia > Ciencias naturales y aplicadas > Ciencias físicas > Aerodinámica > Industria aeroespacial
0 comentarios en «Industria Aeroespacial»