10 tendencias emergentes de tecnología aeroespacial que querrá conocer

La economía espacial global, que se estima que superará los ingresos de más de $ 1 billón para 2040, incluye una variedad de actividades relacionadas con la investigación, exploración y utilización del espacio. Con tantas facetas en la industria aeroespacial, y miles de millones de dólares apoyándolas, existen numerosas oportunidades de crecimiento e innovación. Siga leyendo para obtener más información sobre 10 tendencias de tecnología aeroespacial para anticipar en los próximos años.

Enlaces rápidos:

• ¿Qué es la tecnología aeroespacial?
• Perspectiva actual de la industria aeroespacial
• Diez tendencias tecnológicas de ingeniería aeroespacial a seguir
• ¡El futuro de la industria aeroespacial está aquí!

¿Qué es la tecnología aeroespacial?

Aeroespacial se refiere colectivamente a la atmósfera y el espacio exterior; es una industria diversa con una multitud de aplicaciones comerciales, industriales y militares. La ingeniería aeroespacial consiste en aeronáutica y astronáutica y la investigación, diseño, producción, operación o mantenimiento de aeronaves y naves espaciales involucra el trabajo de numerosas organizaciones.

La tecnología aeroespacial, entonces, se refiere a la construcción, prueba y mantenimiento de aeronaves y vehículos espaciales. Los técnicos pueden estar involucrados en el ensamblaje, servicio, prueba, operación y reparación de sistemas asociados con vehículos de lanzamiento espacial confiables y reutilizables y equipo de apoyo en tierra relacionado.

Perspectiva actual de la industria aeroespacial

Una de las industrias más afectadas por la pandemia fue la de los viajes en avión comerciales y relacionados con los negocios; de hecho, 2020 se clasificó como el peor año de la historia para la demanda de viajes aéreos. Sin embargo, con la disponibilidad generalizada de la vacuna y las restricciones de COVID-19 disminuyendo, el 60% de los estadounidenses dicen que planean viajar más en 2021 que en 2019. A pesar de este aumento estimado en los viajes aéreos globales, es probable que el comportamiento de los consumidores los patrones habrán cambiado a la luz de la pandemia; por ejemplo, actualmente hay un mayor enfoque en vuelos domésticos y de corta distancia en lugar de vuelos internacionales más largos.

Por otro lado, y a pesar de la pandemia en curso, los lanzamientos espaciales durante la primera mitad de 2020 estuvieron en su mayoría a la par con años anteriores; los 41 lanzamientos exitosos estuvieron solo ligeramente por debajo del promedio de cinco años de 43 lanzamientos exitosos. A medida que la financiación continúa aumentando y los costos disminuyen, es probable que la industria espacial experimente mayores oportunidades, principalmente en el acceso a Internet de banda ancha por satélite. En 2020, las inversiones espaciales se mantuvieron sólidas en $ 25.6 mil millones, y es probable que el impulso para las inversiones también se mantenga sólido en 2021.

En general, la industria aeroespacial se está recuperando lenta pero seguramente del estancamiento literal y metafórico de 2020.

Diez tendencias tecnológicas de ingeniería aeroespacial a seguir

Con la industria aeroespacial mejorando continuamente, aquí hay diez tendencias de tecnología de ingeniería aeroespacial para mantener en su radar.

1. Aeronaves sin combustible

Airbus reveló recientemente tres conceptos para el primer avión comercial de hidrógeno de cero emisiones del mundo, que podría entrar en servicio en 2035. Cada uno de estos conceptos representa un enfoque diferente para lograr un vuelo de cero emisiones mediante la exploración de diversas vías tecnológicas y configuraciones aerodinámicas para respaldar su ambición. de ser pioneros en la descarbonización de toda la industria de la aviación. Todos los conceptos presentados por Airbus se basan en el hidrógeno como fuente de energía primaria, una opción que creen que ofrece una promesa excepcional como combustible de aviación limpio y es probable que sea una solución para la industria aeroespacial, y muchas otras industrias, para cumplir con su neutralidad climática. objetivos.

2. Monitoreo de salud estructural (SHM)

El monitoreo de la salud estructural implica la observación y el análisis de un sistema a lo largo del tiempo utilizando mediciones de respuesta muestreadas periódicamente para monitorear los cambios en las propiedades geométricas y materiales de las estructuras de ingeniería como puentes, aviones y edificios. Los accidentes de aviación que implican fallas por fatiga catastróficas tienen el potencial de provocar una pérdida significativa de vidas, lo que hace que la innovación en esta rama de la industria aeroespacial sea tan importante.

La base del monitoreo de la salud estructural es la capacidad de monitorear estructuras utilizando sensores de evaluación no destructiva (NDE) incorporados o adjuntos y utilizar los datos para evaluar el estado de la estructura. Durante los últimos diez años, los investigadores han logrado avances significativos en el desarrollo de sensores NDE para SHM y han desarrollado el hardware y el software necesarios para el análisis y la comunicación de los resultados de SHM. Los sensores NDE SHM que han alcanzado un grado modesto de maduración y son capaces de monitorear áreas de estructuras significativamente grandes incluyen fibra óptica, ultrasonidos activos y emisión acústica pasiva.

Además, el hardware computacional emergente de bajo costo, como las unidades de procesamiento de gráficos (GPU), está permitiendo el uso creciente de modelos avanzados basados ​​en la física para mejorar la inspección de NDE y para métodos avanzados de análisis de datos como el aprendizaje automático. Esto es particularmente relevante para la NASA, por ejemplo, ya que es necesario desarrollar nuevas herramientas para respaldar los vuelos espaciales de larga duración.

3. Materiales avanzados

Los materiales innovadores se pueden utilizar en una amplia variedad de áreas, desde aeronaves más ligeras y ágiles y sistemas hipersónicos emergentes, hasta equipos de protección personal y en cualquier lugar donde se puedan reducir los riesgos o daños. Se espera que el progreso en el desarrollo de materiales avanzados aborde la integración de funciones como recolección de energía, camuflaje, monitoreo de la salud estructural y personal. Por ejemplo, el grafeno es un material a base de carbono, que tiene solo un átomo de grosor y se puede usar para fabricar baterías que sean livianas, duraderas y aplicables en el almacenamiento de energía de alta capacidad; además, se cargan más rápidamente que una batería típica.

4. Automatización inteligente y Blockchain

La cadena de bloques, que normalmente se asocia con los sistemas de criptomonedas, utiliza la transparencia de los datos para mejorar la seguridad. El cifrado de clave pública para la seguridad de los datos a nivel de registro y una mayor resistencia de la red es posible debido a que no hay un solo punto de falla. Además, los derechos de acceso y la gestión de derechos pueden automatizarse, lo que libera recursos para abordar otras medidas de seguridad o preocupaciones.

¿Como funciona esto? En lugar de esfuerzos significativos para mover componentes, equipos y sistemas a lo largo de la cadena de valor, la cadena de bloques puede organizar el intercambio de participantes de la cadena de suministro internos y externos hasta el cliente final. También ofrece un registro seguro, auditable, rastreable y que se puede compartir en una población distribuida. Se puede llegar rápidamente a un consenso entre el socio de fabricación y su cliente a través de un libro de contabilidad de blockchain compartido porque esto deja un historial claro e inalterable del diseño, todos los cambios, los resultados de las pruebas, un registro de certificación para la fuente de todos los componentes, y más.

5. Fabricación aditiva (impresión 3D)

Se ha demostrado que la impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es una excelente solución de fabricación para producir componentes y piezas que utilizan significativamente menos material que otras piezas comparables fabricadas tradicionalmente. Dado que el material se puede usar para crear un artículo a través de la fabricación aditiva, se pueden construir formas geométricas extremadamente complejas que tienen una gran resistencia a pesar de la densidad reducida en el material utilizado.

Reducir el peso es primordial para la industria de la tecnología aeroespacial debido al aumento del rendimiento en áreas de velocidad, capacidad, consumo de combustible, emisiones y más. Este descubrimiento está llevando a la industria aeroespacial y de defensa a buscar aplicaciones de impresión 3D en sus productos más nuevos, desde marcos de asientos hasta conductos de aire.

6. Vuelos supersónicos

El vuelo supersónico es cuando un avión viaja más rápido que la velocidad del sonido. La aerolínea estadounidense United ha anunciado planes para comprar 15 nuevos aviones supersónicos y "devolver velocidades supersónicas a la aviación" en el año 2029. ¿Suenan familiares los vuelos supersónicos? Estos vuelos de pasajeros finalizaron en 2003 cuando Air France y British Airways retiraron el Concorde.

El nuevo avión Overture será producido por una compañía con sede en Denver llamada Boom, que aún no ha probado en vuelo un avión supersónico. El acuerdo de United está condicionado a que la nueva aeronave cumpla con los estándares de seguridad y las preocupaciones por la contaminación acústica.

7. Cadenas de suministro de A&D más resilientes y dinámicas

La menor demanda de aviones y las restricciones al movimiento de personas y mercancías debido a la pandemia provocaron el colapso de muchas cadenas de suministro aeroespaciales y de defensa (A&D) esenciales. Esto ha tenido un impacto en los proveedores más pequeños, especialmente aquellos con una gran exposición a la industria aeroespacial comercial y al mercado secundario.

En 2021, es probable que el enfoque de la industria cambie hacia la transformación de las cadenas de suministro en redes más resistentes y dinámicas, lo que podría hacerse utilizando estrategias como apuntalamiento, integración vertical y mayores defensas cibernéticas. Para fortalecer aún más las cadenas de suministro, los fabricantes de equipos originales y los proveedores deben aprovechar las herramientas digitales, incluida la automatización de procesos internos y la optimización de los flujos de trabajo, la implementación de sistemas de gestión inteligentes y el uso de análisis de datos. En una encuesta reciente realizada por Deloitte, el 72% de los ejecutivos de la industria dijeron que están invirtiendo en ecosistemas de cadenas de suministro para aprovechar la alianza con socios externos.

8. Utilización de Internet de las cosas (IoT) para anticipar problemas de mantenimiento

Las empresas de mantenimiento y reparación de aeronaves utilizan ampliamente la tecnología de Internet de las cosas para el mantenimiento predictivo de piezas y equipos de aeronaves. Una solución de mantenimiento predictivo basada en IoT puede ayudar a predecir daños potenciales, por ejemplo, mediante la recopilación de datos de sensores ultrasónicos y de vibración conectados al eje de una máquina CNC. El análisis de los datos recopilados ayuda a identificar ejes y herramientas frágiles antes de que se rompan. La tecnología IoT se utiliza para enviar datos críticos desde motores, flaps de ala, valores de sangrado y tren de aterrizaje a los técnicos para el mantenimiento preventivo. Estos datos ayudan a los técnicos a crear programas de mantenimiento, adquirir piezas y programar a los trabajadores relevantes para reparar el equipo.

9. Inteligencia artificial (IA)

La industria de la tecnología aeroespacial también se está beneficiando de la inteligencia artificial y el uso de la máquina o el aprendizaje activo en la investigación y la educación. El aprendizaje automático ofrece la capacidad de obtener nuevos conocimientos sobre los materiales mediante el empleo de inteligencia artificial para descubrir nuevos patrones y relaciones en los datos. La IA puede manejar problemas mucho más complejos que los humanos y puede ejecutar la táctica de miles de resultados en unos momentos en comparación con el tiempo que tarda el cerebro humano en procesar la información.

Por ejemplo, para crear la próxima generación de tecnología, los investigadores del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (AFRL) están utilizando aprendizaje automático, inteligencia artificial y sistemas autónomos para aumentar exponencialmente la velocidad del descubrimiento de materiales y reducir el costo de la tecnología.

10. Sistemas de vuelo autónomos

La implementación de tecnologías autónomas ha sido una tendencia creciente en varias industrias, y la industria aeroespacial no es una excepción. Gran parte de esto se ha centrado en aumentar los vuelos autónomos, con el objetivo final de lanzar vuelos totalmente libres de humanos. Si bien aún pueden faltar varios años, las inversiones y la innovación se orientarán constantemente hacia esto en los próximos años. Es posible que veamos cómo los aviones se reducen a un solo piloto y, posteriormente, se vuelven operados de forma autónoma en los próximos años. Esto ya ha ocurrido con los drones, aunque es evidente que esta tecnología deberá ampliarse antes de que esté lista para aviones de pasajeros y viajes más largos.

¡El futuro de la industria aeroespacial está aquí!

Se están desarrollando tecnologías y procesos de fabricación innovadores de manera aparentemente constante, y los fabricantes pequeños y medianos están cosechando los beneficios a medida que las empresas aeroespaciales buscan proveedores especializados para ayudar a expandir su cadena de suministro. Mantenerse al día con las últimas tendencias puede ayudar a su empresa de fabricación a aprovechar todo lo que la industria aeroespacial tiene para ofrecer.

Con la industria aeroespacial actual tan compleja y vulnerable como siempre, contar con consultores expertos es fundamental. ¡Comuníquese con CMTC hoy para ver cómo podemos ayudarlo a optimizar sus operaciones de tecnologías aeroespaciales!