La próxima vez que escanee un documento y se sienta molesto por el tedio del proceso, considere a las personas en Kansas que tienen que escanear en un helicóptero Apache completo. Un grupo del Instituto Nacional de Investigación de Aviación (NIAR), parte de la Universidad Estatal de Wichita, está creando una representación digital tridimensional de un helicóptero de ataque Apache, un proceso que incluye escanear cada parte. El proyecto tiene una duración prevista de tres años y es el resultado de un contrato del ejército.
Melinda Laubach-Hock, quien dirige el trabajo de escaneo masivo, estima que el Apache podría tener alrededor de 5000 a 6000 piezas. Su estimación se basa en un proyecto similar que su equipo está terminando y que implicó escanear alrededor de 5000 partes de un helicóptero Black Hawk.
“Tomamos un fuselaje, lo desarmamos hasta las partes detalladas, lo limpiamos, lo escaneamos, [and] ingeniería inversa”, dice, describiendo el proceso para el avión Apache. “Construimos modelos detallados al nivel de calidad de fabricación para cada pieza y luego, básicamente, volvemos a ensamblar digitalmente el fuselaje”.
Una empresa de tres años como esta, que un NIAR describe como “tedioso”, plantea las preguntas: ¿Por qué hacer esto? ¿Y cómo?
¿Entonces por qué?
El propósito es doble, dice Lauback-Hock. La primera es para ayudar con las reparaciones, o “para mejorar la forma en que estamos realizando el mantenimiento de la flota Apache heredada”, dice. La variante de Apache en la que están trabajando es un modelo AH-64D, o delta, y ella estima que el Ejército de EE. UU. tiene 800 de ellos en servicio. Tener una representación digital de alta fidelidad de una pieza podría ayudar con el proceso de fabricación cuando se trata de reparar o reemplazar un componente de helicóptero. También argumenta que una solución de reparación diseñada digitalmente para una pieza podría ser más duradera que una reparación única creada por una sola persona. Probablemente no será una versión digital de un helicóptero en una carpeta de Dropbox, pero entiendes la idea.
El segundo implica explorar, de manera más general, el papel que podría desempeñar en el futuro tener una versión digital detallada de un avión, un concepto generalmente llamado gemelo digital. Los helicópteros y aviones de rotor basculante de próxima generación están naciendo en la era digital (con Sikorsky y Bell compitiendo en dos programas del Ejército separados), diferenciándolos de alguna manera en comparación con las máquinas más antiguas.
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Con el programa Apache, más allá de escanear las partes, el objetivo es también unirlas digitalmente para que representen una versión virtual de la aeronave real, que se puede usar para modelar cómo las cargas o las tensiones pueden afectar la cosa real. Ella se refiere a la bestia digital que crearán como un “modelo estructural de ingeniería de alta fidelidad”.
“Básicamente, ese es un modelo de ingeniería que dice: ‘Si empujo aquí en la estructura, así es como la carga se propaga a través de la estructura’”, agrega. Y luego, para asegurarse de que ese modelo digital sea veraz, dice que adquirirán un segundo helicóptero Apache, que pondrán énfasis físico. “Vamos a empujar y tirar, ya medir la respuesta, y vamos a usar esas medidas para calibrar nuestro modelo de ingeniería”, señala.
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También argumenta que, en general, tener una versión digital de un helicóptero podría ayudar a realizar el mantenimiento de una manera más predictiva y proactiva.
Entonces, ¿por qué no obtener los planos de la compañía que fabricó el helicóptero en primer lugar, que para el Apache es Boeing? (La versión que Boeing produce hoy es la AH-64E, mientras que la versión que se está escaneando en Kansas es un AH-64D). “No sé si existen en Boeing o no”, dice ella. (Un portavoz de Boeing no aclaró en respuesta a las preguntas enviadas por correo electrónico sobre el tema). Pero, en general, las formas en que los fabricantes de aviones crearon los planes para las máquinas voladoras en el pasado eran diferentes de los estándares actuales. “Mi experiencia es que hemos recibido modelos en otras plataformas heredadas que hemos estado construyendo [digital] gemelos”, dice, “y hay una cantidad considerable de trabajo que debe realizarse para actualizarlos a los estándares actuales”.
¿Cómo se escanea en un helicóptero?
El equipo está usando un helicóptero Apache que tienen en Kansas, aunque no es un avión completo. “Hubo un fuselaje involucrado en un incidente y no se pudo reparar”, dice ella. “Comenzamos allí, y luego el Ejército está buscando formas de hacernos acceder a piezas que actualmente no tenemos”.
Las partes dañadas ya no están, así que lo que queda es aproximadamente el 80 por ciento del helicóptero. Pero con un proyecto tan grande como escanear un helicóptero completo, tiene sentido comenzar con lo que tienen, dice. Para escanear las partes, usan un dispositivo llamado Brazo hexagonal que puede capturar componentes en 3D. “Simplemente pinta sobre la superficie con el láser varias veces, y eso crea una nube de puntos muy densa y geométricamente correcta que puede representar la forma exterior del artículo”, dice.
El Apache no es el primer avión en ser sometido a este tipo de entrada digital. los Proyecto Halcón Negro está completo en un 95 por ciento, dice ella. También están escaneando en un bombardero B-1 y un avión de combate F-16, el último de los cuales está hecho en un 15 a 20 por ciento. Laubach-Hock señala que existen otros programas en este ámbito que no se han divulgado públicamente.
Los estudiantes también ayudarán. En última instancia, Lauback-Hock dice que unas 65 personas trabajarán en el programa Apache, de las cuales 30 serán estudiantes. Un estudiante dijo a ksn.com que el proyecto “se ve increíblemente bien en mi currículum”.