Análisis y simulación de los efectos de fatiga en la estructura del helicóptero UH-60 308
Introducción: El presente es producto de la investigación “Estudio de las maniobras operacionales para la
detección de fatigas estructurales en el helicóptero UH-60”, desarrollado a través del proyecto de Colciencias
56742, en el Centro de Desarrollo Tecnológico Aeroespacial para la Defensa – CETAD de la Fuerza Aérea
Colombiana, durante 2017 al 2019.
Objetivo: El objetivo del proyecto fue diseñar y desarrollar un sistema que permitiera estudiar los esfuerzos
que generan las maniobras operacionales y que pueden ocasionar fatigas estructurales en el frame 308 de la
aeronave UH-60.
Metodología: El proyecto se basó en la integración de datos de la instrumentalización del marco 308 que
detectan la tensión y las vibraciones sufridas por el helicóptero, para el desarrollo de la simulación y el análisis.
Resultados: En primera instancia la recolección de datos sincronizados con las maniobras de vuelo, identificando los esfuerzos que se generan en cada posición, lo que permitió establecer los rangos de las maniobras operacionales, lo cual ayuda a representar cargas de la viga.
Conclusiones: En este proyecto se integró en la aeronave una serie de sensores y dispositivos de adquisición e grabación de datos con el fin de encontrar aquellas maniobras que generen esfuerzos en la viga 308, partiendo del uso de los manuales del fabricante y de los procesos de ingeniería.
Originalidad: Se formulan por primera vez basados en datos de posibles situaciones, ya que no existen antecedentes de trabajos publicados sobre el estudio, caracterización y materiales sobre la estación 308 del
helicóptero UH-60.
Limitaciones: Insuficiente información pública sobre la aeronave UH-60.
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A. Faccenda, R. Canadale, and S. Sweikar, “Integration of Externally Carried Weapon Systems with Military Helicopters (L’Integration des Systemes d’Armes Transportes en Charge Externe sur les Helicopters Militaires),” 1990, pp. 58-65.
Army Science, Conference Proceedings, 12-15 June 1990, vo. 2, 1990, pp. 474-486.
Helicopter/Weapon System Integration (l’Integration des systems d’armes des helicopters), 1997, pp. 36-56
Williamsburg, B. D. Davidson, J. G. Ratcliffe, and M. W. Czabaj, Proceedings of the American Society for Composites, Thirty-First Technical Conference : September 19-21, 2016, Williamsburg Lodge, Williamsburg, VA. .CD
S. K. Yang and T. S. Liu, “State estimation for predictive maintenance using Kalman filter,” Reliab. Eng. Syst. Saf., vol. 66, no. 1, pp. 29–39, 1999. [Online]. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0951-8320(99)00015-0 DOI: https://doi.org/10.1016/S0951-8320(99)00015-0
Department of the Army Headquarters, General aircraft maintenance manual. 1970, CH4-p, pp. 474-486.
C. L. Kee, “Military Operations Research Society Symposium (70th): Military Operations Research at the Next Frontier. Held at Fort Leavenworth, Kansas on 18-20 June 2002. Final Program and Book of Abstracts,” 2002.
J. I. Group, “UH‐60S ORDERED,” Jane’s Def. Wkly, 1990.
J. I. Group, “Switchboards in the sky,” Int. Def. Rev., 2001.
G. R. Humphrey and R. W. Martin, “1998 Technology Showcase. JOAP International Condition Monitoring Conference,” 1998, pp. 215-224.
“dod Modeling and Simulation (M&S) Glossary,” 1998, pp. 8-182
G. S. Frankel, “Corrosion Degradation of Coated Aluminum Alloy Systems through Galvanic Interactions,” 2017, pp. 2-9
A. D. 222599 Number, S-70A-9 Black Hawk Helicopter: Internal Cracking Investigation. Department of Defense, 1997, pp. 65,67,105,116.
M. R. Mofakhami and J. Pinsonnault, “A prospective for Structural Health Monitoring system implementation on civil aircraft,” 2011 Cansmart Cinde Izfp, no. November, pp. 1-7, 2011.
U. G. Goranson, “Fatigue issues in aircraft maintenance and repairs,” Int. J. Fatigue, vol. 20, no. 6, pp. 413–431, Jul. 1998. doi: https://doi.org/10.1016/S0142-1123(97)00029-7 DOI: https://doi.org/10.1016/S0142-1123(97)00029-7
B. Kamsu-Foguem, “Knowledge-based support in Non-Destructive Testing for health monitoring of aircraft structures,” Adv. Eng. Informatics, vol. 26, no. 4, pp. 859–869, 2012. [Online]. doi: https://doi.org/10.1016/J.COMPSTRUCT.2015.02.080
A. Katunin, K. Dragan, and M. Dziendzikowski, “Damage identification in aircraft composite structures: A case study using various non-destructive testing techniques,” Compos. Struct., vol. 127, pp. 1–9, Sep. 2015. . [Online]. doi: https://doi.org/10.1016/J.COMPSTRUCT.2015.02.080 DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2015.02.080
F.-K. Chang, United States. Air Force. Office of Scientific Research., United States. Army Research Office., and National Science Foundation (U.S.), Structural health monitoring 2003 : from diagnostics & prognostics to structural health management : proceedings of the 4th International Workshop on Structural Health Monitoring, Stanford University, Stanford, CA, September 15-17, 2003. Destech Pub, 2003, pp. 16,20,34 DOI: https://doi.org/10.21236/ADA423869
X. J. Sun Bo, Kang Rui, “Research and application of the prognostic and health management system,” Systems Engineering and Electronics," 2007. [Online]. Available: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-XTYD200710041.htm.
M. Q. Le et al., “Review on energy harvesting for structural health monitoring in aeronautical applications,” Prog. Aerosp. Sci., vol. 79, pp. 147–157, Nov. 2015. [Online]. doi: https://doi.org/10.1016/J.PAEROSCI.2015.10.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2015.10.001
A. Standard, “Standard test methods for tension testing of metallic materials metric,” Annu. B. ASTM Stand., vol. 3, pp. 57–72, 2004. [Online]. doi: https://doi.org/10.1520/E0008
ASM International, ASM International Handbook Committee (1992). Properties and Selection Nonferrous Alloys and Special – Purpose Materials.ORG: Autor.pp451-462., vol. 2. 1992. [Online]. doi: https://doi.org/10.1007/s004310050884 DOI: https://doi.org/10.1007/s004310050884
D. R. Askeland, “Ciencia e Ingenieria de los Materiales - Donald Askeland - 3edicion.pdf,” p. 737, 1998.
D. O. T. A. Headquarters, “Chapter 6 Maintenance Instructions,” In Tm 1-1520-237-23-6 Aviation Unit And Intermediate Maintenance For Army Models Uh-60a, Uh-60l, Eh-60a, Uh-60q And Hh-60l Helicopters, no. April, 2006, pp: 6,114,115,180,181,189-195
Fuerza Aerea Colombiana, “Manual de Mantenimiento Aeronáutico-MAMAE,” Man. Manten., vol. 4.1.1-0, pp. 307–309, 2016.
Fuerza Aerea Colombiana, Manual Para El Transporte De Mercancías Peligrosas Por Vía Aérea Para La Aviación De Estado. 2016, pp:36-40.
R. K. J. Budynas, “Diseño en Ingenieria Mecanica de Shigley,” p. 933-956, 2008.
B E. Russell Johnston and Ferdinand P. Beer, Mecánica Vectorial Para Ingenieros. 2007, pp. 285-345.
K. A. Latorella and P. V Prabhu, “A review of human error in aviation maintenance and inspection,” Int. J. Ind. Ergon., vol. 26, no. 2, pp. 133–161, Aug. 2000. [Online]. doi: https://doi.org/10.1016/S0169-8141(99)00063-3 DOI: https://doi.org/10.1016/S0169-8141(99)00063-3
A. Unit, I. M. For, G. Information, and E. Description, TM 1-1520-237-23-1 Aviation Unit And Intermediate Maintenance For Equipment Description And Data, no. April. 2006.pp 72-74
Department of Army, TM 1-1520-23-10 “Operator’s Manual for UH-60A UH-60L EH-60A,” no. October, 1996, pp. 384,400.
A. A. A. M. Command, “Dmwr 1-1520-237-3 Airframe Depot Maintenance Work Requirement Containing For Army Models Uh-60a , Eh-60a , And Uh-60l Helicopters Nsn 1520-01-035-0266 NSN 1520-01-082-0686,” no. January 2004, 2003, pp103-111.
D. N. E., Mechanical Behavior of Materials. Norman E.Dowling, 2012, pp. 148-154
Department of Army, “Headquarters, Department of the Army. (2006) Aviation unit and intermediate maintenance for army models UH-60A, UH-60L, EH-60A, UH-60Q and HH- 60L helicopters Chapter 1 General TM 1-1520-237-10,” pp. 72,74,103, 2006.
CETAD, “Informe final proyecto 40176,” 2014.
