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Ingeniería inversa, el bote salvavidas de la NASA
en la era espacial
Si alguna vez los astronautas tuvieran que evacuar la Estación Es-
pacial Internacional, podrían hacerlo en un bote salvavidas de la
era espacial como el X-38, un prototipo para el vehículo de retor-
no de tripulación de la NASA (VRT). El X-38 (figura A) es una nave
aérea que obtiene su desplazamiento aerodinámico de la forma
de su cuerpo, en lugar de unas alas. Los propulsores electrome-
cánicos deben mover las superficies de control del vuelo del X-38
de manera que pueda ajustar su trayectoria de vuelo entre etapas
de despliegue. Los ingenieros de la NASA se enfrentaron al pro-
blema de probar los propulsores, los cuales deben soportar el ca-
lor del reingreso, las presiones altas y hasta 35 veces la gravedad
normal. El método diseñado por los ingenieros en el centro de in-
vestigación Dryden Flight de la NASA en Edwards, California con-
sistió en montar el propulsor en un avión F-15 Eagle (figura B),
cuya alta maniobrabilidad y velocidad máxima de más de 1,600
millas por hora podían aproximar muchas de las fuerzas que en-
frentaría el X-38.
Pero primero, el propulsor debe integrarse en el F-15 mon-
tándose dentro de un perfilado aerodinámico localizado entre la
cabina del F-15 y el estabilizador vertical, donde se controla el fre-
no de la velocidad del F-15. En el mando del piloto, el freno de ve-
locidad puede extenderse en la corriente de aire donde las
presiones aerodinámicas son opuestas al propulsor del X-38. La
superficie superior del F-15 tiene una geometría compleja, como
curvas compuestas en direcciones múltiples, lo que hace que el
diseño de un perfilado que se ajuste de manera precisa en el fuse-
laje sea una tarea ardua y consumidora de tiempo.
Para ajustar las curvas al tomar las medidas de manera direc-
ta en el F-15, los ingenieros tendrían que medir manualmente uno
de los contornos del fuselaje, dibujarlo en papel y después intro-
ducirlo en un sistema CAD. Si la superficie tuviera múltiples con-
tornos, el proceso tendría que repetirse. El uso de software de
digitalización en tres partes significa que los datos tendrían que
traducirse para trabajar con Pro/ENGINEER. Ese enfoque no sólo
sería muy tardado para un proyecto rápido con restricciones de
costo estrictas, sino que también sería inexacto por la gran canti-
dad de dibujos que se requieren.
Una nueva herramienta de ingeniería inversa llamada Pha-
raoh (un producto de HighRES, Inc., de La Joya, San Diego, Cali-
fornia) permitió a los ingenieros de la NASA utilizar una máquina
de medición de coordenadas (MMC) para digitalizar la geometría
del F-15 de manera directa en el software Pro/ENGINEER. Antes
de Pharaoh, no había forma de que una MMC se pudiera enlazar
directamente al Pro/ENGINEER.
Pharaoh de HighRES permitió a los ingenieros de la
NASA subirse en el F-15 con una MMC portátil del tama-
ño de un portafolio y una computadora laptop con un
peso de alrededor de 18 kilos para obtener con rapidez
las mediciones necesarias. “El primer paso es determi-
nar una configuración para asegurar que el brazo articu-
lado del MMC se pueda mover alrededor de la parte,
mientras que todo permanece estacionario”, dice Brax-
ton Carter, presidente de HighRES. “Después, el ingenie-
ro utiliza el CMM y lleva consigo Pro/ENGINEER en una
laptop. Por último, el ingeniero obtiene los datos de la
parte al mover el brazo sobre la superficie. Pharaoh pro-
(A) El vehículo de retorno de tripulación X-38, mostrado bajo el ala de un B-52,
podrá evacuar siete astronautas de la Estación Espacial Internacional. Se estima
que el próximo año será probado con un vuelo desde el trasbordador espacial.
