10 Tendências de tecnologia aeroespacial emergentes que você deseja saber

A economia espacial global, estimada em mais de US $ 1 trilhão em receitas até 2040, inclui uma série de atividades envolvidas na pesquisa, exploração e utilização do espaço. Com tantas facetas na indústria aeroespacial - e bilhões de dólares apoiando-as - existem inúmeras oportunidades de crescimento e inovação. Continue lendo para saber mais sobre as 10 tendências da tecnologia aeroespacial a serem antecipadas nos próximos anos.

Links rápidos:

• O que é tecnologia aeroespacial?
• Panorama atual da indústria aeroespacial
• 10 tendências de tecnologia de engenharia aeroespacial a serem observadas
• O futuro do aeroespacial está aqui!

O que é tecnologia aeroespacial?

O aeroespacial se refere coletivamente à atmosfera e ao espaço sideral; é uma indústria diversificada com uma infinidade de aplicações comerciais, industriais e militares. A engenharia aeroespacial consiste em aeronáutica e astronáutica e a pesquisa, projeto, produção, operação ou manutenção de aeronaves e espaçonaves envolve o trabalho de várias organizações.

A tecnologia aeroespacial, então, refere-se à construção, teste e manutenção de aeronaves e veículos espaciais. Os técnicos podem estar envolvidos na montagem, manutenção, teste, operação e reparo de sistemas associados a veículos lançadores espaciais confiáveis ​​e reutilizáveis ​​e equipamentos de suporte em solo relacionados.

Perspectivas atuais da indústria aeroespacial

Um dos setores mais afetados pela pandemia foi o de viagens de avião comerciais e relacionadas a negócios; na verdade, 2020 foi classificado como o pior ano da história para a demanda por viagens aéreas. No entanto, com a ampla disponibilidade da vacina e as restrições do COVID-19 diminuindo, 60% dos americanos dizem que planejam viajar mais em 2021 do que em 2019. Apesar desse aumento estimado nas viagens aéreas globais, é provável que o comportamento dos consumidores os padrões terão mudado à luz da pandemia; por exemplo, atualmente há um foco maior em voos domésticos e de curta distância, em vez de voos internacionais mais longos.

Por outro lado - e apesar da pandemia em curso - os lançamentos espaciais para o primeiro semestre de 2020 estiveram em pé de igualdade com os anos anteriores; os 41 lançamentos bem-sucedidos ficaram apenas ligeiramente abaixo da média de cinco anos de 43 lançamentos bem-sucedidos. Como o financiamento continua a aumentar e os custos diminuem, a indústria espacial provavelmente terá mais oportunidades, principalmente no acesso à internet banda larga via satélite. Em 2020, os investimentos espaciais permaneceram fortes em US $ 25,6 bilhões, e o ímpeto dos investimentos também deve permanecer sólido em 2021.

No geral, a indústria aeroespacial está lenta, mas seguramente, se recuperando da paralisação literal e metafórica em 2020.

10 tendências de tecnologia de engenharia aeroespacial a serem observadas

Com a indústria aeroespacial fazendo melhorias continuamente, aqui estão dez tendências de tecnologia de engenharia aeroespacial para manter no seu radar.

1. Aeronave Zero-Fuel

A Airbus revelou recentemente três conceitos para a primeira aeronave comercial de hidrogênio com emissão zero do mundo, que pode entrar em serviço em 2035. Cada um desses conceitos representa uma abordagem diferente para alcançar voos com emissão zero, explorando vários caminhos tecnológicos e configurações aerodinâmicas para apoiar sua ambição de ser pioneira na descarbonização de toda a indústria da aviação. Todos os conceitos apresentados pela Airbus dependem do hidrogênio como fonte de energia primária - uma opção que eles acreditam ter uma promessa excepcional como um combustível de aviação limpo e provavelmente será uma solução para a indústria aeroespacial - e muitas outras indústrias - para atender a sua neutralidade climática alvos.

2. Monitoramento de integridade estrutural (SHM)

O monitoramento de integridade estrutural envolve a observação e análise de um sistema ao longo do tempo usando medições de resposta amostradas periodicamente para monitorar mudanças nas propriedades materiais e geométricas de estruturas de engenharia, como pontes, aviões e edifícios. Acidentes de aeronaves envolvendo falha catastrófica por fadiga têm potencial para perda significativa de vidas, o que torna a inovação neste ramo da indústria aeroespacial tão importante.

A base do monitoramento da integridade estrutural é a capacidade de monitorar estruturas usando sensores de avaliação não destrutiva (NDE) incorporados ou anexados e de utilizar os dados para avaliar o estado da estrutura. Nos últimos dez anos, os pesquisadores fizeram avanços significativos no desenvolvimento de sensores de NDE para SHM e desenvolveram o hardware e o software necessários para a análise e comunicação dos resultados de SHM. Os sensores NDE SHM que alcançaram algum grau modesto de maturação e são capazes de monitorar áreas significativamente grandes de estruturas incluem fibra óptica, ultrassom ativo e emissão acústica passiva.

Além disso, hardware computacional emergente de baixo custo, como unidades de processamento gráfico (GPUs), está permitindo o uso crescente de modelos baseados em física avançados para inspeção NDE aprimorada e métodos de análise de dados avançados, como aprendizado de máquina. Isso é particularmente relevante para a NASA, por exemplo, pois novas ferramentas precisam ser desenvolvidas para apoiar voos espaciais de longa duração.

3. Materiais avançados

Os materiais inovadores podem ser usados ​​em uma ampla variedade de áreas - desde aeronaves mais leves e ágeis e sistemas hipersônicos emergentes até equipamentos de proteção individual e em qualquer lugar que os riscos ou danos possam ser reduzidos. O progresso no desenvolvimento de materiais avançados deve abordar a integração de funções como captação de energia, camuflagem, monitoramento estrutural e pessoal de saúde. Por exemplo, o grafeno é um material à base de carbono, que tem apenas um átomo de espessura e pode ser usado para fazer baterias leves, duráveis ​​e aplicáveis ​​em armazenamento de energia de alta capacidade - além disso, elas carregam mais rapidamente do que uma bateria normal.

4. Automação inteligente e blockchain

O blockchain, que é normalmente associado a sistemas de criptomoeda, usa transparência de dados para aumentar a segurança. A criptografia de chave pública para segurança de dados em nível de registro e maior resiliência de rede é possível devido a nenhum ponto único de falha. Além disso, os direitos de acesso e o gerenciamento de titularidade podem ser automatizados, o que libera recursos para lidar com outras medidas ou preocupações de segurança.

Como é que isso funciona? Em vez de esforços significativos para mover componentes, equipamentos e sistemas ao longo da cadeia de valor, o blockchain pode organizar o intercâmbio de participantes internos e externos da cadeia de suprimentos até o cliente final. Ele também oferece um registro seguro, auditável, rastreável e compartilhável em uma população distribuída. Um consenso entre o parceiro de fabricação e seu cliente pode ser alcançado rapidamente por meio de um livro razão de blockchain compartilhado porque isso deixa para trás uma história clara e imutável do projeto, todas as mudanças nele, resultados de teste, um registro de certificação para a fonte de todos os componentes, e mais.

5. Fabricação aditiva (impressão 3D)

A impressão 3D, também conhecida como manufatura aditiva, provou ser uma excelente solução de manufatura para a produção de componentes e peças que utilizam significativamente menos material do que outras peças comparáveis ​​tradicionalmente fabricadas. Uma vez que o material pode ser usado para criar um item por meio da manufatura aditiva, formas geométricas extremamente complexas podem ser construídas com grande resistência, apesar da densidade reduzida do material usado.

Reduzir o peso é fundamental para a indústria de tecnologia aeroespacial devido ao aumento do desempenho em áreas de velocidade, capacidade, consumo de combustível, emissões e muito mais. Essa constatação está levando a indústria aeroespacial e de defesa a buscar aplicações de impressão 3D em seus produtos mais recentes, de estruturas de assento a dutos de ar.

6. Voos supersônicos

Voo supersônico é quando uma aeronave viaja mais rápido do que a velocidade do som. A companhia aérea norte-americana United anunciou planos de comprar 15 novos aviões supersônicos e "retornar as velocidades supersônicas à aviação" no ano de 2029. Os voos supersônicos parecem familiares? Esses voos de passageiros terminaram em 2003, quando a Air France e a British Airways retiraram o Concorde.

A nova aeronave Overture será produzida por uma empresa com sede em Denver chamada Boom, que ainda não fez o teste de voo de um jato supersônico. O acordo da United está condicionado a que as novas aeronaves atendam aos padrões de segurança e às preocupações com a poluição sonora.

7. Cadeias de suprimentos de A&D mais resilientes e dinâmicas

A menor demanda por aeronaves e as restrições ao movimento de pessoas e mercadorias devido à pandemia levaram ao colapso de muitas cadeias de suprimentos essenciais aeroespaciais e de defesa (A&D). Isso resultou em um impacto sobre os fornecedores menores, especialmente aqueles com forte exposição ao setor aeroespacial comercial e ao mercado de reposição.

Em 2021, o foco da indústria provavelmente mudará para a transformação das cadeias de abastecimento em redes mais resilientes e dinâmicas, o que poderia ser feito usando estratégias como on-shoring, integração vertical e aumento das defesas cibernéticas. Para fortalecer ainda mais as cadeias de suprimentos, os OEMs e fornecedores devem aproveitar as ferramentas digitais, incluindo a automação de processos internos e a simplificação de fluxos de trabalho, implementação de sistemas de gerenciamento inteligentes e uso de análise de dados. Em uma pesquisa recente conduzida pela Deloitte, 72% dos executivos da indústria disseram que estão investindo em ecossistemas da cadeia de suprimentos para alavancar parceiros de aliança externos.

8. Utilizando a Internet das Coisas (IoT) para antecipar problemas de manutenção

As empresas de manutenção e reparo de aeronaves estão usando amplamente a tecnologia da Internet das Coisas para manutenção preditiva de peças e equipamentos de aeronaves. Uma solução de manutenção preditiva baseada em IoT pode ajudar a prever danos potenciais, por exemplo, coletando dados de sensores ultrassônicos e de vibração conectados ao fuso de uma máquina CNC. A análise dos dados coletados ajuda a identificar fusos e ferramentas frágeis antes que quebrem. A tecnologia IoT é usada para enviar dados críticos de motores, flaps de asa, valores de sangramento e trem de pouso para técnicos para manutenção preventiva. Esses dados ajudam os técnicos a criar cronogramas de manutenção, adquirir peças e programar trabalhadores relevantes para consertar o equipamento.

9. Inteligência artificial (IA)

A indústria de tecnologia aeroespacial também está se beneficiando da inteligência artificial e do uso de máquinas ou aprendizado ativo em pesquisa e educação. O aprendizado de máquina oferece a capacidade de obter novos insights sobre os materiais, empregando inteligência artificial para descobrir novos padrões e relações nos dados. A IA pode lidar com problemas muito mais complexos do que os humanos e pode executar a jogada de milhares de resultados em poucos instantes, em comparação com o tempo que o cérebro humano leva para processar informações.

Por exemplo, para criar a próxima geração de tecnologia, pesquisadores do Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos Estados Unidos (AFRL) estão usando aprendizado de máquina, IA e sistemas autônomos para aumentar exponencialmente a velocidade de descoberta de materiais e reduzir o custo da tecnologia.

10. Sistemas de voo autônomo

A implementação de tecnologias autônomas tem sido uma tendência crescente em vários setores, e o setor aeroespacial não é exceção. Muito disso tem sido focado no aumento de voos autônomos, com o objetivo final de lançar voos totalmente livres de humanos. Embora isso ainda possa demorar vários anos, os investimentos e a inovação serão consistentemente direcionados para isso nos próximos anos. Podemos ver aviões sendo cortados para apenas um piloto e, posteriormente, tornando-se operados de forma autônoma nos próximos anos. Isso já ocorreu com os drones, embora essa tecnologia obviamente precise ser ampliada antes de estar pronta para aviões de passageiros e viagens mais longas.

O futuro do aeroespacial está aqui!

Tecnologias inovadoras e processos de manufatura estão sendo desenvolvidos em uma base aparentemente constante, e fabricantes de pequeno e médio porte estão colhendo os benefícios à medida que as empresas aeroespaciais procuram fornecedores de nicho para ajudar a expandir sua cadeia de suprimentos. Manter-se atualizado com as últimas tendências pode ajudar sua empresa de manufatura a aproveitar todas as vantagens que a indústria aeroespacial tem a oferecer.

Com a indústria aeroespacial de hoje tão complexa e vulnerável como sempre, ter consultoria especializada é essencial. Entre em contato com a CMTC hoje para ver como podemos ajudar a otimizar suas operações de tecnologias aeroespaciais!