El cambio global hacia aviones con mayor proporción de propulsión eléctrica ha situado la accionamiento electromecánico en el centro del diseño aeroespacial moderno. Un actuador lineal para aeronaves convierte la energía eléctrica en un movimiento lineal preciso para controlar las superficies, desplegar el tren de aterrizaje y gestionar los sistemas ambientales. Por su parte, el cilindro eléctrico para aeronaves —una variante de alta potencia y servocontrolada— está sustituyendo cada vez más a los cilindros hidráulicos tradicionales en los sistemas de control de vuelo primarios y secundarios. En conjunto, estos dispositivos reducen el peso, eliminan las tuberías hidráulicas y mejoran la facilidad de mantenimiento en plataformas comerciales, militares y espaciales.

1. Superficies de control de vuelo primarias y secundarias

Los actuadores electromecánicos accionan actualmente los alerones, los elevadores, las aletas de compensación del timón y los spoilers, tanto en aeronaves tripuladas como no tripuladas. Empresas como Crouzet Aerospace y ITT Aerospace Controls suministramos actuadores lineales compactos que accionan los alerones de compensación y las aletas del capó, con sistemas de transmisión por tornillos de máquina y motores de corriente continua de imán permanente de larga duración. Estos actuador lineal para aeronaves Las unidades cumplen con la norma RTCA-DO-160, lo que significa que resisten temperaturas extremas, golpes y vibraciones.

Figura 1 — Actuadores electromecánicos distribuidos por todo el fuselaje de un avión comercial para el control de vuelo, el tren de aterrizaje y otras funciones auxiliares.

En plataformas más grandes, Parker Hannifin fabrica actuadores electromecánicos de control de vuelo que gestionan el despliegue de los spoilers y los flaps. El Airbus A380 y el Lockheed Martin F-35 utilizan Actuadores electrohidrostáticos (EHA) — una arquitectura híbrida en la que un motor eléctrico acciona una bomba hidráulica local conectada a un cilindro. Esto permite prescindir de millas de tubos hidráulicos, al tiempo que se conservan las ventajas de la gran fuerza que ofrece un cilindro eléctrico para aeronaves.

2. Extensión y retracción del tren de aterrizaje

El accionamiento del tren de aterrizaje es una de las aplicaciones más exigentes para un cilindro eléctrico para aeronaves porque debe generar miles de newtons de fuerza y, al mismo tiempo, encajar en las estrechas cavidades de las alas. Safran En 2022 presentó un actuador totalmente eléctrico para el tren de aterrizaje delantero, que sustituye al gato hidráulico convencional por un motor de corriente continua sin escobillas y un mecanismo de husillo a bolas. El sistema incluye un sistema de liberación de emergencia en caída libre y un sistema integrado de retroalimentación de posición.

Figura 2 — Actuador eléctrico de Safran para el tren de aterrizaje delantero sometido a pruebas.

Figura 3 — Vista desmontada de un actuador de tren de aterrizaje con husillo de bolas, que incluye motor, tren de engranajes y calentador.

CIRCOR Aerospace También desarrolla actuadores para las compuertas del tren de aterrizaje principal y del delantero de aviones comerciales, utilizando arquitecturas electromecánicas redundantes exigidas por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Estos actuador lineal para aeronaves Estos sistemas sustituyen las pesadas tuberías hidráulicas por fuentes de alimentación de 28 VCC o 270 VCC, lo que reduce el peso total del sistema hasta en un 20 %.

3. Control del vector de empuje y propulsión espacial

En el sector espacial, Ultra Motion suministra actuadores lineales de alto rendimiento para el control del vector de empuje (TVC). Dos actuadores Ultra Motion controlan el movimiento oscilante del motor de la segunda etapa de El cohete «Prime» de Orbex, que ofrece una gran potencia en un diseño compacto. La empresa también colaboró con Masten Space en vuelos de prueba para la tecnología de aterrizaje en Marte, en los que era fundamental un posicionamiento rápido y preciso de las toberas.

Figura 4 — Sección transversal de un actuador electromecánico (EMA) en la que se aprecian el motor sin escobillas, el reductor planetario y el accionamiento por husillo de bolas: el núcleo de un cilindro eléctrico moderno para aeronaves.

Startup hipersónica Hermeus utiliza cilindros servo Ultra Motion A2, un tipo de cilindro eléctrico para aeronaves — para controlar las aletas de las toberas durante las pruebas de encendido. La electrónica BLDC integrada y el sensor de posición absoluta Phase Index proporcionan una retroalimentación extremadamente fiable incluso bajo vibraciones intensas y cargas térmicas que superan los 100 °C.

4. Vehículos aéreos no tripulados (UAV), aeronaves de rotor basculante y despliegue de satélites

Las plataformas no tripuladas son las primeras en adoptar la accionamiento totalmente eléctrico. Moog Los servoactuadores lineales modelo 974 posicionan las góndolas de un UAV de rotor basculante durante la conversión de modo de vuelo, funcionando en condiciones ambientales y de resistencia extremas. En los vehículos orbitales, los actuadores lineales en miniatura despliegan paneles solares, plumas de antena y compuertas de instrumentos, funciones en las que cada gramo cuenta.

Figura 6 — Actuador electromecánico de control de vuelo de Parker con dos canales redundantes.

5. Sistemas de control ambiental y de servicios públicos

Más allá de las superficies críticas para el vuelo, actuador lineal para aeronaves Estos dispositivos controlan la presurización de la cabina, las válvulas de combustible y las válvulas de mariposa de los conductos de aire. Sitec Aerospace Los actuadores —equipados con motores sin escobillas de maxon— se utilizan en sistemas de agua, oxígeno, hidráulicos, de combustible y de aire. ITT Aerospace Controls ofrece actuadores de perfil bajo con doble motor para sistemas de control ambiental (ECS), en los que la redundancia es fundamental para la seguridad.

En los sistemas de confort para los pasajeros, los actuadores eléctricos ajustan las válvulas de humidificación y regulan el flujo de refrigerante a través de los radiadores de calefacción; son silenciosos, higiénicos y se pueden controlar con precisión en comparación con las alternativas neumáticas.

6. Cilindro eléctrico para aeronaves frente a actuador lineal para aeronaves

Aunque a veces estos términos se utilizan indistintamente, un cilindro eléctrico para aeronaves por lo general, se refiere a una unidad de husillo de bolas o de rodillos accionada por un servomotor y de gran fuerza, capaz de soportar las cargas de vuelo primarias (a menudo >5 kN). Un actuador lineal para aeronaves suele referirse a unidades compactas de menor fuerza destinadas a controles de ajuste, funcionales y secundarios. Ambas comparten el mismo «ADN» electromecánico: motor de corriente continua sin escobillas, caja de cambios, sensor de posición y electrónica de accionamiento; sin embargo, el cilindro incorpora una carcasa rígida, un sistema antirrotación y células de carga integradas para el control de fuerza en bucle cerrado.

Desde los alerones de un avión comercial hasta las toberas de vectorización del empuje de un cohete orbital, el actuador lineal para aeronaves y cilindro eléctrico para aeronaves Se han convertido en elementos indispensables para hacer posible el paradigma de las aeronaves «más eléctricas». Con implementaciones contrastadas por parte de Safran, Parker, Moog, Ultra Motion e ITT, la accionamiento electromecánico ofrece la precisión, la fiabilidad y el ahorro de peso que exigen las plataformas aeroespaciales de próxima generación. A medida que el sector avanza hacia arquitecturas totalmente eléctricas, el papel de estos actuadores no hará más que ampliarse, contribuyendo a que los cielos sean más limpios, las naves espaciales más ligeras y el mantenimiento más sencillo.