Engenharia reversa em aviões tem sido cada vez mais aplicada nos últimos anos, principalmente em aeronaves de carga famosas, e até mesmo aviões civis antigos que estão envelhecendo. Apesar disto, acredite se quiser, mas alguns Boeing B-52 Stratofortress (imagem) ainda voam hoje em dia.
Aviões como estes não são mais fabricados, assim como o “BUFF” (Big Ugly Fat Fellow), que não fabricam desde 1962. Portanto, Para manter algumas delas no ar e preservar sua história é necessário uma excelente manutenção e atualizações periódicas. É por este motivo que engenheiros têm se esforçado em realizar engenharia reversa em aviões, utilizando a tecnologia para preservar a história destas aeronaves. O Boeing B-52 Stratofortress, como dito, é apenas um dos modelos em que este trabalho foi necessário.
Porque foi necessário adotar a Engenharia Reversa em aviões?
Muitas vezes, o fornecedor original da peça da aeronave pode ter saído do negócio, ou ser incapaz de fornecer um substituto por um preço e prazo razoável, ou simplesmente pode não estar disposto a voltar a fabricar a peça.
Em muitos casos, também, a documentação necessária para fazer outra peça não existe mais. Sendo assim, a substituição rápida e eficiente de um componente desgastado ou danificado de uma aeronave geralmente requer um trabalho de engenharia reversa em aviões, especialmente em aeronaves legadas.
A engenharia reversa em aviões, portanto, é capaz de não apenas recriar peças em formato digital, como também reunir dados suficientes de forma a permitir a remanufatura. Muitas vezes, quando o avião “multimilionário” está sem poder voar, é necessário fazer isso rapidamente. Felizmente, os scanners a laser e o softwares de engenharia atuais oferecem exatamente esse recurso.
Como funcionam os scanners a laser
Os scanners a laser usam uma das duas abordagens diferentes para definir a forma de uma peça. Uma abordagem usa triangulação. O scanner envia uma linha de laser ou um único ponto através de um objeto e um sensor capta a luz refletida do laser.
Como o sistema conhece a distância e o ângulo entre a fonte do laser e o sensor com muita precisão, ele pode usar a triangulação trigonométrica para calcular a distância entre o scanner e a peça. Ao projetar milhões dessas medições, ele cria uma nuvem de pontos que define a forma da peça. Essa abordagem é adequada para peças de tamanho pequeno a médio, em situações nas quais o scanner pode ser posicionado a cerca de 1 m da peça.
Para varredura de médio a longo alcance (mais de 2 m da peça), os sistemas de “tempo de vôo” são a melhor solução. Essa técnica mede o tempo que os pulsos de luz laser levam para refletir o sensor. Como a velocidade da luz é uma constante conhecida e uma vez que esses sistemas podem medir o intervalo de tempo dentro de picossegundos, eles podem calcular com precisão as distâncias com base no comprimento dos intervalos.
Esses sistemas geralmente giram o laser e o sensor para capturar uma visão total de 360° da área, aprimorando ainda mais sua capacidade de fazer a varredura de carcaças inteiras ou de outros componentes grandes.
Além das duas abordagens básicas, existem variações na montagem e movimentação do scanner a laser, sistemas que combinam a digitalização a laser com outras técnicas, diferentes opções de fluxo de trabalho e saída e, claro, diferentes graus de precisão, dependendo da qualidade do equipamento. Qualquer um dos sistemas pode ser altamente preciso e ambos possuem limitações inerentes.
Arquivo CAD: É realmente necessário?
Um dos equívocos mais comuns entre pessoas que adotam a Engenharia Reversa é a crença de que eles precisam de um modelo CAD. Muitos supõem que o CAD é o que faz tudo funcionar. Mas há muitas opções possíveis que podem ser manipuladas e que podem atender a várias necessidades.
Um arquivo STL é um importante exemplo, e é muito mais fácil obter um do que obter um CAD. Por exemplo, um arquivo STL é tudo o que você precisa para prototipagem e impressão 3D.
Você também pode fazer inspeção de um STL se tiver um software apropriado. E um STL é uma representação mais direta da peça, porque quando você migra de uma nuvem de pontos para um CAD, é necessário realizar interpretações.
Quando você está apenas triangulando pontos, está a apenas um passo dos dados brutos. A única desvantagem de um STL em relação a um arquivo CAD é o tamanho do arquivo, já que um arquivo CAD é geralmente muito menor que o STL para o mesmo objeto, dependendo do nível de detalhes.
Naturalmente, a relativa facilidade de se criar um STL resulta em custos muito menores. A maioria dos scanners irá digitalizar diretamente para um STL. Então, se você seguir esse caminho, você já terá seu produto depois de um pouco de limpeza. Dependendo do tempo de varredura, a limpeza é de um décimo a um quinto do tempo, dependendo da complexidade.
Mas se você precisar criar um arquivo CAD a partir do STL, você precisaria de um tempo de varredura quatro vezes maior do que o normal. Todas essas horas custam dinheiro. Você também precisa de um operador treinado para fazer o trabalho de transformar o STL para CAD. O software de aquisição do scanner não faz isso automaticamente.
Quando as pessoas precisam ir da nuvem de pontos para o CAD, ou precisam de desenhos 2D, às vezes consideram a contratação de uma empresa para reduzir seus custos.
Quando o arquivo CAD é necessário
Por outro lado, existem usuários que realmente precisam criar um arquivo CAD, e isso pode significar alterar o mix de medições. O Comando Naval de Sistemas Aéreos (NAVAIR), em Patuxent River, MD, EUA, administra um “centro de engenharia reversa em aviões de excelência” com o propósito expresso de manter aviões legados voando.
Danny Campbell, da NAVAIR, disse que usa vários scanners a laser baseados em braços (um braço Faro Edge 9′ [2,7 m] com uma sonda Faro ES Laser Line e um braço Faro Titanium 8′ [2,4 m]). Mas ele prefere usar o sensor de toque quando possível, porque os dados medidos são quase que imediatamente utilizáveis em seu software CAD. “O laser é realmente usado apenas para superfícies complexas ou complicadas onde sensores de toque não são aplicáveis.”
Eles usam o software da Geomagic para processar nuvens de pontos digitalizadas em dados CAD utilizáveis. Campbell aproveita qualquer desenho disponível, pois às vezes eles fornecem a intenção do projeto e as dimensões críticas, embora ele também afirme que é comum que desenhos do aerofólio de algumas aeronaves tenham detalhes insuficientes.
Projetos de engenharia reversa em aviões recentes incluíram itens de segurança críticos no jato Harrier AV-8B e no duto do motor no helicóptero V-22 Osprey e Bell AH-1Z Viper. Os dois últimos incluíram dinâmica de fluídos computacional, exigindo varredura a laser e traduções para arquivos CAD.
Internalizar ou terceirizar?
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