En la industria Aeroespacial, se establecen requisitos exigentes de calidad para componentes fabricados con materiales ligeros y altamente resistentes. Con el objetivo de aumentar la seguridad y reducir el consumo de combustible, los desarrolladores e ingenieros de pruebas necesitan una tecnología de medición que sea eficiente y precisa. Los Vibrómetros Láser-Doppler de Optomet permiten medir de manera no invasiva, sin la necesidad de colocar sensores de forma complicada y de manera confiable, incluso en condiciones difíciles.
Los motores de turbina son componentes técnicos insustituibles de la aviación moderna. Los desarrollos posteriores siempre tienen como objetivo mejorar la seguridad de vuelo, la eficiencia de la turbina, el comportamiento operativo general y la reducción de las emisiones de ruido.
Uno de los componentes más importantes de una turbina son los álabes individuales. El comportamiento de un álabe de turbina bajo diferentes niveles de carga y a diferentes temperaturas influye en el rendimiento general del motor.
Un método para estimar mejor la vida en fatiga de un álabe es utilizar métodos de medición de Fatiga en Bajo Ciclo (LCF) en los que se examina la turbina antes y después de una carga cíclica repetida. La Fatiga por Carga Térmica se estudia a mayor profundidad mediante métodos de “Fatiga Termomecánica” (TMF) a temperaturas que llegan hasta los 1000 °C. Los cálculos del modelo geométrico para los álabes son utilizados con la finalidad de optimizar las propiedades de amortiguamiento y comportamiento de flujo, así como para suprimir resonancias no deseadas.
Los Vibrómetros Láser-Doppler Optomet ofrecen la posibilidad de medir con precisión las vibraciones operativas en los álabes antes, durante y después de las fases de carga y calentamiento, mediante un método sin contacto. Conocer las propiedades de vibración permite la determinación de parámetros modales y la validación de las predicciones del modelo. El cambio de propiedades bajo diferentes métodos de carga permite hacer una estimación sobre la vida útil esperada de la turbina en condiciones reales de operación. Por lo tanto, los resultados son importantes para determinar los ciclos de mantenimiento de las turbinas y estimar la posible vida útil de las mismas bajo sobrecarga, por ejemplo, si el motor de un avión falla y la turbina restante debe funcionar muy por encima de la carga estándar para compensar.
Los sistemas de Vibrómetro de Barrido proporcionan un valor añadido particular para este método, ya que permiten una caracterización rápida y fácil de las formas de deflexión operativas en toda la superficie del álabe.
Debido a la alta intensidad y calidad de la señal de los Vibrómetros Láser-Doppler Optomet, ya no es necesario un tratamiento o preparación especial de las superficies de medición. Los parámetros de vibración se pueden medir con precisión incluso en objetos brillantes y poco reflectantes.
Con el aumento continuo del tráfico aéreo, crece la necesidad de métodos de inspección rápidos y seguros, que prueben la integridad de las uniones del material. Aunque las conexiones adhesivas están ganando popularidad, las uniones remachadas aún representan la mayoría de las uniones en aviones. Las normas de inspección estándar actuales requieren de inspección visual de los remaches por parte de personal certificado. Estas inspecciones son laboriosas, propensas a errores y generalmente no detectan los primeros signos de defectos.
A partir de esto, nace un gran interés en sistemas que permitan la inspección de las uniones de manera estandarizada y eficiente, que a su vez reduzcan el tiempo de inactividad de las aeronaves.
Los Vibrómetros Láser-Doppler de Barrido Optoment permiten una detección temprana confiable, sin contacto y sobre todo objetiva, de remaches sueltos. Cuando se somete la pieza de avión correspondiente, unida con remaches, a una excitación de vibración de banda ancha, los Vibrómetros Láser-Doppler pueden capturar y analizar completamente el comportamiento de vibración de su superficie dentro del espectro de frecuencias excitadas. Mediante el mapeo de las áreas a inspeccionar alrededor de las uniones remachadas con evaluaciones adecuadas, se obtienen información relevante sobre el estado de los remaches, como la amplitud promedio de las vibraciones, la distribución de coherencia de los datos de medición o las funciones de transferencia de frecuencia entre diferentes puntos en la superficie. Estas técnicas permiten una evaluación más detallada y precisa del estado de las uniones remachadas en comparación con las inspecciones visuales tradicionales.
Una desviación significativa de estas magnitudes en posiciones estrechamente localizadas en comparación con el resto de la superficie permite una evaluación directa de si existe una unión de remache fatigada en esos puntos, incluso cuando la unión de remache no es visible ópticamente. El alcance de la desviación también permite determinar el grado de fatiga de la unión de remache y, por lo tanto, tomar una decisión sobre si estos remaches deben ser reemplazados de inmediato o si la conexión aún tiene suficiente resistencia para continuar operando y si el reemplazo puede llevarse a cabo durante un mantenimiento regular planificado previamente.
Durante el funcionamiento en vuelo a altas velocidades, las alas se encuentran expuestas a vibraciones y deformaciones significativas. Estas últimas pueden oscilar entre algunos milímetros hasta varios centímetros, mientras que las amplitudes de vibración abarcan desde el rango de nanómetros hasta varios cientos de micrómetros.
Ningún instrumento de medición convencional es capaz de abarcar un rango de medición tan amplio como más de 220 dB en una sola medición. Con el Vibrómetro Láser Optomet en combinación con el software OptoGUI, es posible medir simultáneamente las deformaciones y vibraciones con un rango dinámico de más de 220 dB. La extraordinaria capacidad del Vibrómetro ha sido confirmada mediante mediciones en modelos de alas en túnel de viento.