Más de 25 años después de que el Lockheed Martin F-22 Raptor realizara su vuelo inaugural, sigue siendo uno de los cazas de superioridad aérea más capaces del mundo. La combinación de sigilo, rendimiento aerodinámico y sistemas de misión del Raptor permiten una capacidad de combate aéreo sin precedentes. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos, que sigue siendo el único operador de este avión de combate furtivo de quinta generación, cuenta con un arma secreta que ayuda a mantener el avión sano y sigiloso: unos robots especialmente diseñados para ayudar a su mantenimiento.
Aerobotix trabajó directamente con Lockheed Martin, el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) y la Base de la Fuerza Aérea de Hill (AFB) para modificar los robots FANUC capaces de agilizar y mejorar el proceso de recubrimiento de las entradas del F-22 en los aviones de cuerpo entero.
De hecho, fue el mes pasado cuando Aerobotix, un integrador de robótica de FANUC con certificación AS9100, anunció que había apoyado la 40.ª restauración de los conductos de entrada de aire en los aviones F-22 Raptor, como parte de un contrato de mantenimiento con la Fuerza Aérea de Estados Unidos. El sistema robótico es capaz de restaurar los revestimientos especiales de los conductos de entrada de aire de un F-22 más rápidamente que haciéndolo a mano.
La tecnología robótica se desarrolló con financiación de los programas Small Business Innovation Research (SBIR) y Small Business Technology Transfer (STTR) de la Fuerza Aérea. De este modo, Aerobotix pudo crear el sistema de pintura automatizado que restaura los revestimientos de rendimiento de los Raptor y, posteriormente, reacondicionó su primer F-22 en 2016, mientras que la empresa está en camino de restaurar su 50.º a principios de 2023.
“Nuestra tecnología robótica puede pintar estas unidades utilizando solo unas 300 horas de mano de obra, en lugar de 1600 horas”, dijo el director del proyecto Bret Benvenuti, un ingeniero senior de robótica en Aerobotix. “Eso supone un ahorro de mano de obra de alrededor del 80 %, por lo que realmente resuelve el reto de que estas aeronaves vuelvan a estar en servicio más rápidamente. Calculamos que, desde 2016, hemos ayudado a la Fuerza Aérea a ahorrar 8,8 millones de dólares – 220.000 dólares por avión – en costes de mantenimiento”.
Pintar el avión
Antes del desarrollo de los robots, el proceso de recubrimiento manual tardaba una media de 36 días naturales. Ahora, gracias a la tecnología de recubrimiento robotizado, ese proceso se redujo a una media de 24 días naturales -una mejora de 12 días-, al tiempo que requería un 80 % menos de horas de trabajo. Tradicionalmente, el revestimiento manual de las entradas de los motores a reacción requería cientos de horas de lijado, pintura y otras tareas, todas ellas realizadas en espacios reducidos.
El personal de mantenimiento, provisto de trajes protectores, capuchas y respiradores, debe arrastrarse con las manos y las rodillas o tumbarse de espaldas dentro de los conductos de entrada para volver a recubrirlos. Dos robots, que pueden trabajar en los extremos de proa y popa de los conductos para lijarlos y recubrirlos con spray, pueden hacer todo ese trabajo sin necesidad de ponerse el traje.
Esta capacidad de repintar los conductos de entrada del motor rápidamente significa que el F-22 puede ser renovado y devuelto al servicio rápidamente. La importancia de este mantenimiento no puede ser exagerada.
Los conductos de entrada de los aviones a reacción garantizan un flujo de aire suave en los motores a pesar de las turbulencias que llegan a los conductos desde múltiples direcciones. La solución de pintura automatizada de Aerobotix para el mantenimiento de los conductos de entrada no solo consigue un importante ahorro de mano de obra, sino que también mejora la precisión y el control de calidad, lo que proporciona a los aviones F-22 un mejor rendimiento frente a los radares.
Además, el sistema automatizado puede aplicar más revestimiento antes de que expire la “vida útil” del material, lo que también puede reducir considerablemente los residuos. Los revestimientos de alta ingeniería cuestan alrededor de 1.000 dólares por galón, y un uso más eficiente puede ahorrar unos 40.000 dólares por avión.
“Cuando se recubren manualmente las entradas de los motores a reacción, los trabajadores de mantenimiento tienen que llevar trajes de protección y respiradores, y pasar cientos de horas arrastrándose de manos y rodillas dentro de la entrada”, dijo el director del proyecto, Nathan Morgan, ingeniero de campo de Aerobotix. “En esas condiciones, es casi imposible que los trabajadores apliquen manualmente los revestimientos a velocidades y espesores constantes. Nuestros robots consiguen mejores resultados, al tiempo que reducen el número de lesiones de los trabajadores”.
Ya se han instalado tres de los sistemas automatizados en el Depósito de F-22 en la sede del Complejo Logístico Aéreo de Ogden en Hill AFB, Utah.
Mejora de los pintores
Desde que se instalaron, los sistemas se han mejorado, y las recientes actualizaciones del sistema incluyen trayectorias de pulverización ajustables para adaptarse a los aviones que solo necesitan que se recubran las zonas de pantalla de derivación de las entradas, o para pulverizar el exterior de la zona del labio exterior delantero de las entradas.
Además, el recubrimiento de la zona del labio mientras el robot de popa rocía las entradas ahorra entre dos y tres días de trabajo. Aerobotix pretende ahora utilizar también los robots para revestir simultáneamente otras secciones exteriores de la aeronave de quinta generación, incluidos los quillos y las lengüetas, con lo que se conseguirá un mayor ahorro de mano de obra. Aerobotix también ha integrado un dispositivo de medición Terahertz que aporta mejoras de eficiencia y calidad.
La empresa ya ha desarrollado sistemas de pintura automatizados similares para el recubrimiento de los F/A-18E y F/A-18F Super Hornet y el F-35 Lightning II.
“Estos son algunos de los mejores aviones de combate de la Fuerza Aérea, y Aerobotix se enorgullece de que nuestra tecnología esté apoyando la preparación para el combate de los aviones al conseguir que vuelvan al cielo más rápidamente”, añadió Benvenuti. “Cuando ves los aviones volando por encima, realmente te da una sensación de logro”.