Proceso y control hoy

29/08/2023 Portescap SA

El control preciso de las aletas del misil puede marcar la diferencia entre alcanzar o fallar el objetivo. El accionamiento de las aletas depende de una solución de movimiento con control dinámico alto y confiable, en un paquete de gran potencia. Una estrategia personalizable y lista para usar (COTS) puede ayudar a lograr este resultado, minimizando el tiempo de desarrollo y al mismo tiempo cumpliendo con los criterios operativos esenciales.

Para lograr precisión a metros del punto de impacto esperado del misil, es fundamental un control preciso de las aletas. Si bien el sistema de guía controla la trayectoria, el rendimiento de la solución de movimiento, que comprende el motor y el control de retroalimentación, es crucial para lograr una posición precisa y receptiva de las aletas del misil. La capacidad de accionar las aletas en el ángulo preciso, reaccionando rápidamente a la retroalimentación continua, es esencial para lograr la precisión del objetivo.

El accionamiento de las aletas del misil exige un sistema de control de movimiento que pueda generar suficiente par para mover la posición contra fuerzas aerodinámicas, incluida una velocidad de hasta varias veces la velocidad del sonido. Sin embargo, la masa y el volumen físico son limitaciones críticas, tanto en términos de la carga útil general de la aeronave cuando se consideran misiles lanzados desde el aire, como de las características de rendimiento de vuelo del propio misil.

Alto control dinámico

Los motores de CC sin escobillas, también conocidos como BLDC, son el diseño preferido y una razón principal es su densidad de potencia inherente. La ausencia de escobillas se puede combinar con un diseño sin ranuras que permite una mayor concentración de devanados, aumentando el par para el factor de forma. Aumentar a cuatro polos del motor, en lugar de dos, también mantiene la misma masa y dimensiones bajas, pero optimiza el par. Como resultado, diseños de motores como el Portescap 30ECT Ultra EC™ pueden aumentar la potencia de salida del sistema en un 20% para la envolvente dada. El 30ECT90 puede generar hasta 225 mNm de par máximo continuo, así como el par máximo necesario para un funcionamiento altamente dinámico; También puede mantener un par máximo de 2 segundos creando 2,4 Nm.

Un alto rendimiento dinámico es esencial para permitir el control virtual de las aletas en tiempo real para mantener una trayectoria precisa a partir de la retroalimentación situacional. Para contribuir a una aceleración rápida, se logra una baja inercia a través del diseño sin ranuras gracias a su rotor más liviano, lo que mejora la respuesta dinámica. Un motor sin ranuras también reduce el par dentado, proporcionando un movimiento suave esencial para optimizar el control. La conmutación electrónica del motor BLDC también es vital para este proceso, y los motores 30ECT Ultra EC integran sensores Hall para proporcionar retroalimentación de la posición del rotor, así como control del motor, incluida la velocidad y el par.

La confiabilidad es crucial

Teniendo en cuenta el imperativo de precisión, garantizar la confiabilidad del accionamiento de las aletas es igualmente crítico. Es esencial una construcción del motor muy robusta, que proporcione resistencia a golpes y vibraciones. Construidos en acero inoxidable, los motores 30ECT cuentan con bridas frontales soldadas con láser para mayor durabilidad. Los motores también pueden funcionar en un amplio rango de temperaturas, de -55 °C a 85 °C. El diseño del motor optimiza el comportamiento térmico en ciclos repetitivos con carga máxima alta, típico del requisito de cambios posicionales frecuentes de una aleta.

Si bien las características del BLDC minimizan las pérdidas por fricción al tiempo que mejoran la regulación térmica, los atributos sin ranuras minimizan las corrientes parásitas que también contribuyen a la generación de calor. La reducción de las corrientes parásitas también minimiza el ruido electrónico, donde es imperativo garantizar la compatibilidad electromagnética, junto con los dispositivos de aviónica y electrónicos. Además, el diseño sin ranuras reduce la posibilidad de que se produzcan densidades de flujo magnético concentradas que puedan generar interferencias de ruido.

Ventajas de la estrategia COTS

Teniendo en cuenta lo que está en juego en el accionamiento de las aletas de los misiles, una opción es un enfoque de control de movimiento personalizado. Sin embargo, el tiempo es la principal limitación en el diseño desde cero, donde el desarrollo de herramientas por sí solo puede llevar más de un año. En cambio, una solución personalizable y lista para usar (COTS) es una estrategia práctica que combina un diseño personalizado con una entrega rápida.

Un fabricante internacional de defensa contrató a Portescap para que le proporcionara un sistema de actuación de control de aletas de misil basado en este enfoque. La capacidad de Portescap para personalizar una solución COTS para facilitar un prototipo rápido, combinada con la experiencia en proyectos aeroespaciales y de defensa, fueron factores clave a la hora de seleccionar el socio de la solución.

El motor CC sin escobillas 30ECT y un codificador M-Sense se integraron en el diseño para mantener la envolvente pequeña y aumentar la potencia de salida. El diseño robusto del motor cumplió con las demandas ambientales de la aplicación y la cuidadosa selección de materiales permitió que los componentes del motor extendieran el requisito de vida útil de almacenamiento de 20 años.

Opciones de ingeniería flexibles

El equipo de ingeniería de Portescap también puede ofrecer personalización, como diferentes bobinas para adaptarse a los requisitos de velocidad y voltaje, así como varias longitudes de eje y conectores. Junto con una selección de opciones de caja de cambios, codificador y control de retroalimentación, los ingenieros pueden proporcionar la integración del diseño mecánico, como carcasas y bridas, para adaptarse.

La activación de aletas de misiles es una actividad altamente especializada, pero al adoptar un enfoque COTS, los equipos de ingeniería aeroespacial y de defensa pueden lograr rápidamente una solución de movimiento rentable y de alto rendimiento.

Imprime este artículo

Para obtener más información, póngase en contacto:Portescap SARue Jardiniere 157CH 2300 La Chaux-de-FondsSuizaTel: +41 32 925 62 40Email: [email protected]: https://www.portescap.com

Visitar la página de perfil de la empresa

Iniciar sesión o registrarse

Process and Control Today no es responsable del contenido de los artículos e imágenes enviados o producidos externamente. Haga clic aquí para enviarnos un correo electrónico sobre cualquier error u omisión contenido en este artículo.