Proyecto ASTYANAX: Detección de daño y autodiagnóstico en estructuras metálicas Autores: M. Frövel y J. San Millán, Dpto. de Materiales y Estructuras del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, INTA, C. Sbarufatti, M. Giglio, POLIMI (Italia), Sławomir Klimaszewski, Andrzej Leski, AFIT (Polonia). Palabras clave: SHM, detección daño, sensores de fibra óptica, FBGS, helicóptero, EDA. Metas tecnológicas relacionadas: MT 3.1.1; MT 3.5.3. Introducción El proyecto ASTYANAX, Aircraft fuSela-ge crack moniToring sYstem And prog- Nosis through on-boArd eXpert sensor network, de categoría B de la Agencia Europea de Defensa (EDA), concluyó en el mes de diciembre de 2015 y tenía como objetivo el desarrollo de sistemas de detección de daño y autodiagnósti-co en estructuras metálicas de helicóp-teros. El proyecto se enmarcó dentro del interés de los Ministerios de De-fensa de Italia, Polonia y España para aumentar el nivel de madurez tecnoló-gica de los sistemas de monitorización de salud estructural (Structural Health Monitoring o SHM en inglés) capaces de detectar la aparición, posición y el avance de grietas o daño en general en estructuras. Concretamente, en el proyecto ASTYANAX se han estudiado grietas causadas por fatiga en estruc-tura primaria, así como la detección de deformaciones plásticas debido a so-brecargas tales como aterrizajes duros. Se demostró el funcionamiento de los sistemas desarrollados en el helicópte-ro ruso Mi8/17, uno de los helicópteros más fabricados del mundo y utilizado por el ejército de Polonia. Este proyecto es continuación del proyecto EDA HECTOR, Helicopter fuselage crack monitoring and prog-nosis through on-board sensor ne-twork, que concluyó en el año 2011 y En Profundidad en el cual se demostró a nivel de sub-estructura (paneles rigidizados) las bases de la tecnología de detección de grietas por fatiga. En el proyecto ASTYANAX se ha subido el nivel de la madurez tecnológica de esta tec-nología desde un nivel TRL3 a TRL5, aplicándolo a una estructura real de helicóptero e incrementando el siste-ma de autodiagnóstico también a la detección de daño permanente o de-formaciones plásticas. El proyecto ASTYANAX fue liderado por la Universidad Politécnica de Mi-lano (POLIMI). Participaron además, por parte de Italia, las empresas Au-gusta Westland y Alenia Aermacchi, por parte de Polonia el Instituto de Tecnología Aeronáutica del Ejército de Aire, AFIT, la Universidad de Cien-cia y Tecnología AGH en Cracovia, y la Maestranza aérea MAW1 en Lodz y por parte de España, el INTA. El INTA ha aplicado en el proyecto la tecnología de los sensores de fibra óptica tipo redes de Bragg (FBGS) para medir campos de deformaciones elásticos y plásticos. Esta tecnología de los FBGS, que fue ya presentada anteriormente en el Boletín de Defen-sa Nº33 1 para la monitorización de aviones no tripulados (UAV) hechos en material compuesto de matriz poli-mérica, es igualmente apropiada para la supervisión de estructuras metá-licas. En el caso de ASTYANAX, los FBGSs han sido pegados en la super-ficie de la estructura de aluminio en lugar de estar embebidos en el propio material, como es posible en el caso de materiales compuestos. Las ventajas de los sensores FGBS son su pequeño tamaño, bajo peso, la multiplexibilidad, lo que permite su-pervisar varios puntos en una misma línea y la inmunidad de estos sensores frente a la radiación y campos elec-tromagnéticos. El INTA caracterizó los FBGSs empleados en ASTYANAX en los ensayos estáticos y de fatiga dentro del rango de temperaturas de operación del helicóptero (entre -55º C y 80º C). Los sensores selecciona-dos, son de alta resistencia y permi- Fig. 1. Ensayos de caída libre del helicóptero Mi8/17 desde 0,75m. Abajo izqd.: Suspendido en la grúa. Abajo dcha.: Instante de máximo contacto con tierra (comienzo del rebote). (Fuente INTA). 18 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 50. Segundo trimestre 2016
BOLETIN DE OBSERVACION TECNOLOGICA 50
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