Análisis del ensayo de fatiga de un actuador electromecánico del sector aeronáutico para detección de anomalías

Abstract

Este trabajo presenta el análisis de un conjunto de datos obtenido por medio de una serie de experimentos realizados sobre el prototipo de un actuador electromecánico diseñado para el control de superficies primarias de vuelo en un avión. Los experimentos se han llevado a cabo en un banco de ensayos construido en el centro de investigación Tekniker. Los actuadores electromecánicos son componentes que utilizan energía generada eléctricamente para mover elementos específicos de un avión. En los últimos años, hay un gran impulso en la industria aeronáutica para desarrollar este tipo de actuadores, los cuales sustituirán en un futuro a los sistemas electrohidráulicos y electroneumáticos. Este es uno de los principales objetivos que está detrás de los conceptos de "Avión más eléctrico" (“More Electric Aircraft”, MEA) y "Avión totalmente eléctrico" (“All Electric Aircraft”, AEA) para crear una nueva generación de aviones más eficientes. Los actuadores electromecánicos ofrecen muchas ventajas (mayor eficiencia energética, mayor grado de control y facilidad de mantenimiento, menor complejidad, entre otras), y se han utilizado en aeronaves militares, o bien en funciones no críticas de aeronaves comerciales, pero plantean todavía algunos desafíos técnicos y de seguridad (bloqueos mecánicos, principalmente) que han limitado su uso en la industria aeronáutica. La utilización de un banco de ensayos para provocar una degradación acelerada de estos actuadores ofrece una buena plataforma para desarrollar algoritmos de detección anticipada de fallos, lo cual mejorará su seguridad y fiabilidad. Este documento describe un sistema de información basado en datos con un control estadístico de procesos multivariado que utiliza algunas señales obtenidas en el banco de ensayos para detectar potenciales fallos durante la operación del actuador, y para ello se emplean técnicas de aprendizaje automático y de inteligencia de datos, así como una infraestructura desarrollada en la nube.