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Desarrollan gemelos digitales de los ‘Black Hawk’ para fabricar en 3D sus piezas de repuesto

El Ejército de EEUU apuesta por esta tecnología para crear modelos virtuales y disponer de piezas de mantenimiento de sus helicópteros ‘Black Hawk’

03 JUN. 2020
8 minutos
Trasladan uno de estos helicópteros para realizar su modelo virtual.
Trasladan uno de estos helicópteros para realizar su modelo virtual. / Universidad Estatal de Wichita

El Ejército de EEUU apuesta por la tecnología del gemelo digital de la Universidad Estatal de Wichita para “resolver los problemas y aumentar la eficiencia” de su famosa flota de helicópteros Black Hawk. Los investigadores del Instituto Nacional de Investigación de la Aviación (NIAR por sus siglas en inglés) están creando un modelo virtual de un helicóptero Black Hawk UH-60L. Para ello, han tenido que desmontar completamente los fuselajes con el fin de realizar un escaneo tridimensional de cada parte de la estructura y así crear un modelo virtual, o gemelo digital, este helicóptero, explican fuentes de esta universidad.

El helicóptero Sikorsky UH-60 Black Hawk entró en el servicio del Ejército en 1979, reemplazando al UH-1 Iroquois. El modelo UH-60 Alpha fue el primero en entrar en la flota, al que siguieron los modelos más avanzados Lima y Mike. El modelo Lima del helicóptero Black Hawk ha estado fuera de producción durante 15 años, por lo que la mayor parte de su tecnología es, al menos, tan antigua e, incluso, algunas de sus partes datan de hace 40 años. “El gemelo digital abre la puerta para adquirir partes que ya están fuera de producción, mientras que crea la capacidad de utilizar técnicas avanzadas, como la fabricación aditiva, para producir componentes” que fueran necesarios.

Entre los factores que impulsan el uso de esta tecnología de gemelos digitales está el facilitar el esfuerzo de mantener estos helicópteros Black Hawk volando durante las próximas décadas. “Al igual que con otros sistemas militares, el Ejército depende a menudo de un único proveedor o se enfrenta a dificultades para obtener ciertas piezas”, destacan las citadas fuentes.

Además, los fabricantes potenciales deben confiar en los diseños en 2D, muchos de ellos con cambios y actualizaciones, que dificultan la interpretación para producir una determinada pieza. “Ciertas piezas de bajo uso o de bajo volumen no reciben ninguna oferta de los proveedores”, subraya el comandante de AMCOM (siglas del Mando de Aviación y Misiles del Ejército), el general Todd Royar. “Cuando necesitamos esas piezas, necesitamos la oportunidad de introducirlas en el sistema rápidamente y no los más de dos años que a veces tarda ahora mismo”.

Nuevo mantenimiento

Esta operación “abre una nueva puerta al mantenimiento y sostenimiento de la aviación”, señala Royar. Por su parte, el mayor Sam Gray, responsable del Programa de la Oficina de Capacidades Estratégicas, subraya que se trata de una “oportunidad única” para “llevar una tecnología que cambia el juego en el ámbito del mantenimiento y la logística”.

Muchas industrias han recurrido a la tecnología del gemelo digital para crear y mejorar las oportunidades de “visualizar, analizar y predecir el rendimiento”. Así, esta tecnología proporciona réplicas en 3D de todo, desde edificios, trenes y sistemas de aire acondicionado hasta la inclusión de partes del cuerpo humano para probar escenarios y, en última instancia, aumentar el rendimiento del equipo.

El objetivo es preparar estas flotas para el servicio, así como para permitir aplicarlo en las ventas militares extranjeras, señala Royar. “Al mismo tiempo, generamos nuevas oportunidades para proveer partes obsoletas, de bajo volumen o en pequeñas cantidades. El resultado es una reducción de los costes de operación y mantenimiento”, incide este general.

Crear el modelo virtual en 3D

Con el futuro del mantenimiento en mente, el esfuerzo por crear un gemelo digital del UH-60L conecta a los expertos del NIAR con el Ejército y Sikorsky, el fabricante del equipo original, “para convertir todos los dibujos 2D heredados en modelos paramétricos 3D”.

“La intención del programa del UH-60L es demostrar la aplicación de esta tecnología en las operaciones de mantenimiento de la flota para aumentar los plazos de amenaza y la preparación operacional, reducir el coste de la documentación y aumentar que este mantenimiento sea asequible”, puntualiza John Tomblin, vicepresidente senior de Programas de Industria y Defensa y director ejecutivo del NIAR. Este programa también permitirá al Ejército “mantener, y en algunos casos, aumentar, el tamaño de la flota que funciona actualmente”, apostilla Tomblin.

Además, se están realizando trabajos adicionales para “aprovechar la robótica y el machine learning para mejorar el tiempo de reparación de los diferentes componentes, que plantean riesgos potenciales de preparación para las fuerzas operativas”, explican desde NIAR. Se está demostrando, en definitiva, la importancia de “integrar las tecnologías avanzadas en las operaciones de suministro, logística y mantenimiento”.

“El objetivo es desarrollar una capacidad prototipo que hará la transición, no sólo a las plataformas existentes dentro del Departamento de Defensa, sino que también identificará los requisitos de ingeniería digital para el desarrollo de futuras plataformas”, asegura el mayor Sam Gray. “Será beneficioso para el Ejército si podemos reducir los costes de mantenimiento y aumentar la preparación para el UH-60L.

El proyecto de crear un gemelo digital y, en última instancia, un catálogo de las piezas del UH-60L, reúne a los socios académicos y de la industria en una colaboración que incluye la Oficina de Capacidades Estratégicas de la Secretaría de Defensa, varias organizaciones del Ejército, incluyendo AMCOM, el Comando del Futuro del Ejército y la Oficina Ejecutiva del Programa de Aviación.