Un puente hacia el futuro by Bye AerospaceAeroExpo

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Cuando George Bye tenía ocho años, su madre lo llevó en su primer vuelo en un Piper Cub y desde entonces ha estado enganchado a la aviación. Primero como piloto y entrenador de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, luego como ingeniero aeroespacial y profesor y ahora como CEO y fundador de Bye Aerospace, le impulsa la idea de tender un puente entre el pasado y el futuro de la aviación.

"Lo que perturba y cambia la oportunidad con los aviones eléctricos es el sistema de propulsión", dice Bye. "La trayectoria de los motores eléctricos y las baterías y su evolución desde hace 10 y 20 años hasta el día de hoy hace posible por primera vez el desarrollo de un avión muy disruptivo, con menores costos de operación, sin CO2 y con muy poco ruido. Esa es la pieza que lo cambia todo"

Bye Aerospace tiene dos proyectos de aeronaves eléctricas en marcha en el proceso de certificación de aeronaves del Código 14 de las Regulaciones Federales (CFR) 23 de la Administración Federal de Aviación (FAA), siendo el primero y más importante el avión de entrenamiento eFlyer 2 de dos asientos. Estos dos proyectos van desde la fase de listo para la compra hasta la de investigación y desarrollo (I+D).

El ingeniero jefe de Bye Aerospace, Tom Bowen, considera que la compañía está a la vanguardia de la certificación: "Tenemos una relación muy cooperativa con la FAA porque somos los primeros. Somos la primera aeronave en certificar la propulsión eléctrica según las normas FAR 23. Por lo tanto, dependen mucho de nosotros no sólo para interpretar la tecnología, sino para decirles cómo se relaciona con las normas y cómo deben aplicar los métodos de cumplimiento para que podamos demostrar que cumplimos sus normas"

Uno de los puntos convincentes de la aeronave es el alcance de vuelo, al que el peso afecta directamente, por lo que el uso de materiales compuestos es una parte crítica de su estrategia. El Departamento de Estructuras de Bye ha utilizado varias soluciones de Siemens Digital Industries Software para ayudarles a despegar, sobre todo el portafolio de Fibersim y el software NX. Están usando Fibersim para optimizar la integridad estructural de la estructura aérea compuesta y NX para desarrollar la forma exterior del avión. Fibersim se utiliza para construir las capas de compuestos desde el exterior hacia el interior.

La empresa también utiliza el software Teamcenter para los datos de los productos y la gestión de extremo a extremo, el software Simcenter STAR-CCM+ para la dinámica de fluidos computacional (CFD), el software Simcenter 3D para el análisis, las pruebas y la certificación y el software Capital para el arnés de cables y el diseño. El uso de los productos de Siemens ha permitido a Bye crear un proceso integral sin fisuras.

"La razón por la que usamos NX en lugar de otro sistema CAD es porque tiene una transición más fluida del diseño al análisis, lo que nos da más tiempo para hacer más iteraciones en nuestro diseño", dice Parijaat Malik, ingeniero superior de sistemas mecánicos. "Somos capaces de hacer fácilmente unos pocos cambios y analizar ese diseño y sólo hacer los cambios que necesitamos para hacer que ese diseño en particular funcione. Además, una de las mayores cosas que NX proporciona es la vinculación de ondas, que hace que el montaje de parametrización sea mucho más robusto que cualquier otro software CAD disponible"

"La familia de aviones eFlyer comienza con el eFlyer 2", dice Bowen. "El esfuerzo que estamos poniendo en la definición del eFlyer 2 en el software de Siemens es la base para todos los productos futuros. La típica secuencia del programa al cambiar de modelo es lo que llamamos una fase de desguace, donde tomamos lo que no encaja en nuestro modelo futuro y lo desguazamos y luego empezamos de nuevo con nuestro diseño.

"El software de Siemens nos permite más o menos transformar, o lo que llamamos banda elástica, este diseño en el próximo diseño y en el diseño posterior. La ventaja es, por supuesto, que no es sólo un cambio físico o un cambio de modelo, sino que también tiene los recursos de análisis vinculados a esa única fuente de verdad, que es el modelo. Así que, cuando modificamos el modelo, todas las demás actividades relacionadas también se transforman con la aeronave."

Según Malik, lo que ayuda a Bye Aerospace a ser ágil en su proceso de diseño es el enlace de ondas: "La capacidad de crear una estructura de arriba a abajo donde puedes tomar algo tan simple como una forma y descomponerla en piezas y pasarla a las personas que son responsables de diseñar esas piezas y añadirle detalles. Y gracias a la conexión de ondas, puedes pasar fácilmente tus cambios de diseño a otros diseñadores sin necesidad de tener grandes reuniones para comunicar tus cambios de diseño, para asegurarte de que tienes que cambiar un montón de cosas sólo para acomodar los cambios de alguien más. Puedes abrir un montaje y ver lo que está vinculado a él y ver los cambios que se hicieron en el lado de la otra persona y cómo eso afecta a tu diseño. Entonces puedes hacer los cambios necesarios para acomodar el diseño como un todo." Todo avión parte del diseño conceptual. Se basa en la idea de la empresa de cómo debe ser el avión y cuáles deben ser sus características de rendimiento. Basado en eso, Bye comienza a diseñar los sistemas dentro del avión.

"El software de Siemens juega en eso porque comienza su diseño conceptual con lo que llamamos una línea óptima simple, que es la forma del avión en NX. Comienzas a detallarlas y, basado en los compuestos que necesitas usar y las tensiones que actúan en la estructura de la aeronave, puedes entrar en Fibersim y tener un diseño que detalla qué capas y cuál es la secuencia de esas capas en la estructura. Y puedes poner los datos de Fibersim en NX, lo que te da la cantidad correcta de espesor en tu estructura y las superficies correctas en las que necesitas montar tus sistemas"

"Estamos usando un proceso de diseño de arriba hacia abajo habilitado por la onda, que es una capacidad en NX. Permite a Bye simplemente actualizar los modelos para reflejar todos los cambios. Podemos tomar ese eFlyer 2 y al final, cambiaremos esa forma aerodinámica a lo que necesita ser para un eFlyer 4 y luego transformaremos el eFlyer 2 en un eFlyer 4. Anticipo que eso tomará alrededor de una semana para hacerlo. Es un ahorro del orden de magnitud.

"Podemos hacer el mismo número de iteraciones en menos tiempo, o podemos hacer más iteraciones en la misma cantidad de tiempo. En Bye Aerospace, estamos haciendo ambas cosas. Estamos reduciendo el tiempo de desarrollo de nuestros productos y haciendo más iteraciones al mismo tiempo. Al final, lo que eso nos permite hacer es llegar al mercado rápidamente con el avión adecuado"

"Con un programa típico, tienes dos iteraciones", dice Bowen. "Si haces un muy buen trabajo, obtienes tres. Con las soluciones de Siemens, en realidad puedes iterar semanalmente, así que poder marcar e iterar a una solución del 99 o 100% de tus requerimientos es la mayor ventaja que veo de tener todo el software de Siemens integrado.

Y la última palabra la tiene George Bye: "Mantiene a Bye Aerospace al frente", concluye. "La capacidad de capturar todos los aspectos del diseño de un avión es muy posible. Al capturar el eFlyer 2, el software de Siemens es particularmente capaz de ayudarnos a hacer la transición a lo que viene después."