Drones
Simulación solar para drones y aeronaves no tripuladas
Los drones están expuestos a diferentes condiciones ambientales durante el transporte, la preparación y el uso. La radiación solar directa puede calentar las superficies exteriores e influir en la temperatura de los componentes situados debajo. La distribución de esta carga depende, entre otros factores, de la geometría, los materiales, las características superficiales y las condiciones de instalación.
Una simulación solar definida permite investigar estas relaciones en tierra y en condiciones comparables. Según el objetivo establecido, pueden analizarse muestras individuales de materiales, conjuntos de carcasas o muestras de ensayo completas.
BF Engineering desarrolla sistemas de irradiación para estos ensayos ambientales. El diseño se adapta a las dimensiones de la muestra, las superficies de irradiación relevantes y la instrumentación de medición necesaria.
Registrar de forma trazable los efectos de la radiación solar sobre la muestra
Un ensayo de irradiación investiga cómo afecta la carga de radiación externa a las condiciones de temperatura de la muestra. El análisis puede centrarse en superficies exteriores concretas, zonas de la carcasa o la relación entre las temperaturas superficiales e interiores.
Para los ensayos comparativos, se definen el estado inicial, la orientación y las condiciones ambientales. Esto permite comparar distintas configuraciones bajo la misma carga externa. Los criterios de evaluación se establecen antes de comenzar la investigación.
Ámbitos habituales de investigación:
- Calentamiento de superficies exteriores y carcasas
- Evolución de la temperatura en espacios de instalación seleccionados
- Comparación de diferentes configuraciones de carcasas y superficies
- Influencia de distintas direcciones de irradiación
- Comportamiento de calentamiento y enfriamiento durante fases de ensayo definidas
Adaptar la disposición de irradiación a la geometría
Las aeronaves no tripuladas pueden presentar formas y dimensiones muy diferentes. Por ello, la irradiación se adapta a las superficies que se van a investigar. Se tienen en cuenta las superficies curvas, los componentes salientes y las posibles sombras.
Según el objetivo del ensayo, pueden utilizarse exposiciones constantes o perfiles temporales de carga establecidos. El espectro, la irradiancia y la distribución espacial se definen conjuntamente para que la carga aplicada se ajuste a la investigación.
Parámetros principales de diseño:
- Dimensiones y contorno de la muestra
- Posición de las superficies de irradiación relevantes
- Espectro de radiación e irradiancia
- Dirección de irradiación y distancia a la fuente de radiación
- Duración de la exposición y perfil temporal de carga
Comparar superficies y conjuntos de materiales
Las carcasas, las cubiertas y los paneles pueden estar compuestos por diferentes materiales y estructuras de capas. Para la investigación se documentan el material, el recubrimiento y el procesamiento. En componentes de materiales compuestos, la estructura de la muestra también forma parte de su descripción.
Las comparaciones pueden comenzar con pequeñas muestras y complementarse posteriormente con investigaciones de conjuntos representativos. El alcance con el que pueden transferirse los resultados depende de la fidelidad con la que la estructura de la muestra y las condiciones de contorno representen la instalación prevista.
Posibles muestras de ensayo:
- Carcasas y cubiertas de plástico
- Muestras de materiales reforzados con fibras
- Superficies exteriores pintadas y recubiertas
- Juntas y elementos de conexión flexibles
- Conjuntos representativos de carcasas y materiales
Documentar conjuntamente la carga externa y la respuesta térmica
La planificación de las mediciones combina la verificación de la irradiación con la medición de temperatura en la muestra. Las posiciones de referencia se establecen de modo que las condiciones externas puedan comprobarse en ensayos recurrentes.
Los puntos de medición adicionales muestran la evolución de la temperatura en superficies seleccionadas y en el interior. La fijación de los sensores y el tendido del cableado se consideran para minimizar su influencia sobre la irradiación y las condiciones térmicas.
Parámetros importantes de medición y documentación:
- Irradiancia en posiciones de referencia definidas
- Temperaturas superficiales en zonas seleccionadas
- Temperaturas en zonas interiores relevantes de las carcasas
- Condiciones ambientales y estado inicial
- Correlación temporal entre la irradiación y la evolución de la temperatura
Adaptar el montaje experimental a la muestra y al entorno de laboratorio
El sistema de irradiación se coordina con la sujeción de la muestra, los sensores y el entorno de ensayo existente. Para las investigaciones recurrentes, son importantes un posicionamiento definido y un acceso suficiente para la instrumentación.
BF Engineering planifica la tecnología de irradiación según las condiciones de ensayo acordadas. Las interfaces con el control climático, la adquisición de datos y el sistema de control superior se definen para cada proyecto.
Aspectos relevantes para la integración:
- Sujeción de la muestra y posicionamiento repetible
- Espacios libres para sensores y tendido de cables
- Alimentación eléctrica y calor adicional emitido
- Interfaces con el control climático y la adquisición de datos
- Accesibilidad para el cambio de muestras y el mantenimiento
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