DESAFIO DO CLIENTE
Como parte de sua missão de avançar na pesquisa aeroespacial, a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) está desenvolvendo tecnologias inovadoras e métodos de avaliação para melhorar a qualidade e reduzir o custo de materiais, componentes e estruturas de aeronaves. Para as aeronaves de passageiros, qualidade significa segurança. Consequentemente, o Aviation Program Group, da equipe de Transporte Civil da JAXA, deve ter absoluta certeza de que qualquer método de produção apresentado não apenas reduz os custos, mas também produz produtos que atendam aos mais altos padrões de durabilidade, resistência e confiabilidade.
O aumento dos custos de combustível e um foco global na conservação de energia geraram uma forte demanda por aviões mais leves que consomem menos combustível. Entretanto, os componentes e estruturas compostas empregadas para alcançar este objetivo geralmente custam mais para produzir do que suas contrapartes convencionais de alumínio. O Dr. Yuichiri Aioki e seu Grupo Composto Avançado se propuseram a resolver este dilema. Especificamente, a equipe se concentrou na nova tecnologia de fabricação de Moldagem por Transferência de Resina Assistida a Vácuo (VaRTM) para explorar seu potencial de produção de componentes compostos e estruturas de baixo custo. O que descobriram foi que o inovador processo de infusão de resina poderia produzir peças compostas que não só pesavam 20% menos, mas também custavam 20% menos do que os produtos fabricados com métodos convencionais. A tecnologia VaRTM reduziu o custo e o peso das peças em comparação com os processos típicos de pré-impregnação (prepreg) em autoclave, empregando uma moldagem de uma só face mais aerodinâmica, sem autoclave, para formar estruturas compostas maiores, mais complexas e com menos peças.
Tendo comprovado a eficácia da tecnologia VaRTM como um processo de produção de baixo custo, o Dr. Aioki e sua equipe tiveram que provar que as peças produzidas pelo processo VaRTM poderiam suportar as complexas cargas experimentadas pelas aeronaves em voo. Um componente chave desta tarefa incluía testes mecânicos. As soluções de testes mecânicos que JAXA selecionou precisariam ser suficientemente flexíveis para gerenciar as exigências dos testes necessários e capazes de fornecer os altos níveis de controle necessários para atender às exigências multiaxiais da simulação do mundo real.
A JAXA acabou optando por trabalhar com a MTS e, de acordo com o Dr. Aioki, a escolha foi fácil. "A MTS é uma líder tecnológica com um histórico comprovado em soluções de testes de componentes de aeronaves", disse ele. "A empresa também possui a expertise necessária para nos ajudar a satisfazer com precisão e confiança nossas necessidades únicas".
SOLUÇÃO DA MTS
O objetivo do programa de testes mecânicos da JAXA era submeter as peças compostas geradas pela tecnologia VaRTM às condições exigentes de voo real, incluindo as mudanças bruscas de altitude. O programa incluiu testes de fadiga de subcomponentes, bem como testes estáticos de uma asa em escala real. A MTS ajudou a JAXA a atingir este objetivo com sua oferta de controles digitais de precisão, estruturas de carga e atuadores robustos, software avançado de aplicação e serviço e suporte especializados.
Para os testes de fadiga de subcomponentes, a MTS forneceu uma estrutura de carga servo-hidráulica Modelo 311.41 (2500 kN) equipada com garras hidráulicas de alta força Modelo 647.200 para corpos de prova de painel largo. O sistema emprega um controlador digital versátil FlexTest® 40 e um PC executando o software Multi-Purpose TestWare®.
O equipamento para o teste estático da asa em escala real inclui quatro atuadores servo-hidráulicos MTS compactos acionados por um controlador digital FlexTest 200 de alta capacidade e PC cliente executando o software de controle e aquisição de dados AeroPro™ .
Além do hardware e software de alto desempenho, o Dr. Aioki também creditou aos serviços de calibração da MTS e ao treinamento no local como essenciais para o sucesso de sua equipe. "O serviço de calibração da MTS foi importante para que pudéssemos rastrear os dados do experimento. Nos testes de aeronaves, a rastreabilidade dos dados dos testes é estritamente regulamentada - dados que não são rastreáveis não são aprovados". Com relação ao suporte da MTS, ele acrescenta que "quando surgiram perguntas, os especialistas da MTS prontamente nos deram as respostas e orientações necessárias para mantermos nossos testes dentro do prazo".
BENEFÍCIOS PARA O CLIENTE
As soluções MTS ajudaram a JAXA a confirmar com rapidez e confiança que as peças compostas produzidas, utilizando o novo processo, poderiam resistir às forças do mundo real experimentadas pelas aeronaves em voo. "Agora podemos provar que os materiais compostos fabricados pela tecnlogia VaRTM foram submetidos a rigorosas avaliações de desempenho e demonstraram sua adequação para uso em asas de aeronaves", comemora Aioki. "A profunda experiência da MTS com testes de componentes estruturais em escala real era óbvia, eles tinham claramente o conhecimento necessário para formular as soluções de teste exatas que necessitávamos".
Além da experiência interna da MTS, Aioki expressou seu apreço pelos fóruns e seminários de usuários patrocinados pela MTS. "Ser capaz de trocar ideias e boas práticas, profundamente, com colegas usuários dos dispositivos MTS é fundamental para o sucesso contínuo de nossa pesquisa".
"Graças à MTS, em breve iniciaremos testes de certificação de aeronaves de passageiros desenvolvidas por empresas japonesas", concluiu Aioki. "O mundo terá em breve um novo meio seguro e econômico de fabricar aeronaves comerciais mais leves e eficientes em termos de combustível, sem comprometer a segurança dos passageiros. A confiabilidade do equipamento de teste e a orientação dos especialistas da MTS foram indispensáveis para esta conquista"
