Saiba como os assentos de avião são testados

Assim como todo o equipamento responsável pela segurança e conforto, as poltronas que acomodam os passageiros passam por extensos testes de segurança. Os engenheiros estão utilizando os equipamentos mais modernos em instalações de testes dinâmicos para garantir que os assentos das companhias aéreas sejam suficientemente seguros.

Inaugurada em 2022, a unidade de testes M-Test da Mirus Aircraft Seating ocupa um grande edifício discreto, anexo à sede da fabricante em Hingham, na zona rural de Norfolk, Reino Unido.

A localização permite a realização de testes de certificação e ensaios de novos conceitos de assentos nas instalações do fabricante, economizando em custos de transporte e emissões.

Também simplifica a conexão entre engenharia e testes, e permite que o fabricante de assentos para companhias aéreas investigue protótipos e projetos experimentais sem expor sua propriedade intelectual a uma instalação de testes de terceiros.

De acordo com a Aerospace Testing International, o M-Test possui uma pista de 30 metros e um trenó. Nick Targett, gerente das instalações de teste da Mirus, é um veterano da indústria automotiva que traz décadas de experiência em segurança de ocupantes, assentos e testes de veículos para a M-Test.

Ele afirma: “O trenó de ação reversa usa ar comprimido para energizar um pistão. O sistema carrega até um máximo de 3.000 psi, dependendo do pulso necessário e da carga útil no trenó, conforme calculado pelo sistema de controle. Acelerações de até 90g são possíveis com uma carga útil pequena, enquanto a carga útil máxima é de 3.000 kg.”

“Os testes duram cerca de 300 milissegundos – um piscar de olhos – e ocorrem numa distância equivalente ao comprimento do trenó.”

Um servofreio sob o trenó o prende no lugar contra a pressão pneumática e o libera quando a pressão atinge o nível necessário para o pulso. O trenó então se move na aceleração selecionada por seu próprio comprimento e usa o restante da pista para desacelerar. Acelerômetros detectam seu movimento e, dentro de 300 ms, o freio é acionado. Um acelerômetro separado coleta dados para as autoridades reguladoras durante os testes de certificação.

Fundamentalmente, os testes ocorrem sob aceleração, mas simulam uma desaceleração repentina idêntica. O efeito nos assentos e nos passageiros é o mesmo, porque os assentos de teste são montados no trenó ao contrário. Portanto, o trenó é do tipo de ação reversa.

Confinamento

O pistão pneumático que proporciona a aceleração tem um aspecto robusto e impressionante. Num canto, uma porta dá acesso a uma sala de bombas com várias fileiras de cilindros de ar comprimido.

A segurança é fundamental em todo o M-Test. Durante os testes, o edifício é isolado. Se uma porta for destrancada, o sistema fica impedido de prosseguir para a próxima etapa do processo de lançamento.

Enormes estruturas de iluminação deslizam para cima e para baixo paralelamente aos trilhos, criando dois conjuntos angulares que iluminam o trenó de ambos os lados, permitindo fotografias em alta velocidade através de câmeras montadas no trenó e no chão.

As câmeras filmam a 1.000 quadros por segundo, criando imagens com os dados do acelerômetro. Dispositivos antropométricos instrumentados (ATDs), conhecidos popularmente como bonecos de teste de colisão, são um requisito padrão na maioria dos testes de assentos e também coletam dados.

“Cada ATD possui três acelerômetros na cabeça para avaliar o potencial de lesão craniana e garantir a conformidade com os testes de lesão na cabeça. Há células de carga nos fêmures e uma célula de carga na coluna lombar. Isso é usado principalmente para o teste de queda de 14g, que simula um pouso brusco, colapso do trem de pouso ou pouso de barriga”, diz Targett.

Ao descrever um manequim sentado de forma um tanto incongruente em uma cadeira de escritório enquanto é preparado para um teste, Targett se refere a ele diversas vezes como “ele”. Na verdade, os manequins de teste são do tipo Hybrid II, percentil 50 masculino, atendendo aos padrões para companhias aéreas baseados em requisitos automotivos definidos na década de 1970.

Esses manequins não parecem ser representativos da população atual, que é mais pesada, e dos viajantes mulheres e crianças, mas são adequados para certificação.

Targett afirma: “A pesquisa para atualizar os padrões e realizar testes de colisão com ocupantes menores e mais leves está em andamento.”

Os bonecos são sempre vestidos de acordo com os requisitos regulamentares. Normalmente, usam camiseta, bermuda e sapatos para garantir que os cintos de segurança e outros materiais interajam da mesma forma que interagiriam com um passageiro humano. Roupas claras e cores contrastantes são úteis para ajudar a diferenciar o boneco do cinto de segurança em filmagens em alta velocidade.

Os próprios assentos são equipados com pesos que simulam folhetos e bagagem de mão sob o assento. “Os regulamentos estipulam que o assento deve reter a massa aplicada a ele”, afirma Targett. “Isso significa que a bagagem deve permanecer no lugar contra a barra de bagagem e a barra deve permanecer intacta. O bolso para folhetos também deve permanecer inteiro.”

Com uma aceleração inferior a 14g, um catálogo de produtos duty free pode causar danos graves à cabeça de um passageiro.

Dia da prova

Os assentos são parafusados ​​em trilhos, semelhantes aos de uma cabine de avião, em uma plataforma de teste montada no trenó. A plataforma pode ser removida para outros testes e a M-Test também realiza ensaios em cabines de ambulâncias rodoviárias.

Após a montagem dos assentos, uma série de medidas pré-teste é coletada utilizando um sistema de medição 3D FaroArm antes da instalação dos manequins e da configuração das câmeras. Outras verificações incluem uma inspeção minuciosa para identificar objetos soltos e ferramentas, além da coleta de fotografias pré-teste, incluindo imagens do processo de pesagem dos manequins e dos assentos.

Após a conclusão de todas as verificações, os funcionários entram na sala de controle ou na sala de visualização. A maioria dos testes é realizada entre 2.000 e 2.500 psi, para 14 ou 16 g, e partindo do vazio, o sistema pressuriza em apenas três minutos.

Caso um sujeito de teste apresente um desempenho ruim, Targett afirma que remover os restos deformados do trenó pode ser um desafio. No pior cenário possível, os fragmentos retorcidos do item de teste se desprendem e se espalham pela pista. Após o teste, são realizadas medições das peças deformadas e a desmontagem do item. A deformação do assento é esperada dentro dos limites regulamentares, mas rachaduras e quebras representam um problema. O caminho da carga entre o assento e o piso deve permanecer intacto.

A Mirus Aircraft Seating é a principal cliente da Targett, mas, como gerente de instalações, ele afirma que gosta de ver o trenó em constante atividade. Por isso, ele está disponível para outros fabricantes de assentos de aeronaves e clientes de outros setores.

“Temos alguns clientes que fabricam assentos de classe executiva, e também testamos carrocerias e assentos, além de veículos de serviço de emergência”, diz Targett.

Este último trabalho geralmente envolve carrocerias de ambulâncias e sua capacidade de reter equipamentos em caso de acidente. Carrocerias de veículos totalmente equipadas com massas representativas, em vez de equipamentos, são aceleradas a 10g a partir de cinco direções em múltiplos testes, o que equivale aproximadamente a uma parada imediata a partir de 45 km/h (30 mph).

Em vez de unidades de alta velocidade, são utilizadas câmeras GoPro internas, mas Targett afirma que um teste com falha normalmente é óbvio no momento do disparo devido ao ruído e à abertura das portas traseiras do veículo.

Independentemente do que estiver montado no trenó, Targett considera o trabalho gratificante: “Não há dois dias iguais, mesmo que estejamos realizando uma série de testes semelhantes, porque os resultados sempre variam, mesmo que seja apenas porque o boneco estava inclinado de maneira ligeiramente diferente. Quando as pessoas me perguntam o que eu faço, digo que tenho a oportunidade de tentar quebrar coisas todos os dias.”

Assentos da classe executiva testados

A Thompson Aero Seating inaugurou sua Instalação de Teste Dinâmico (DTF, na sigla em inglês) em Banbridge, Irlanda do Norte, em 2023. A empresa fabrica assentos para classe executiva e desfruta de todos os benefícios de sua DTF, conforme descrito por Nick Targett para a M-Test.

Existem diferenças entre os assentos que eles testam e as instalações. Martin Allen, chefe de aeronavegabilidade da Thompson, afirma: “Nosso sistema é um acelerador reverso, composto por uma unidade de catapulta hidráulica e um trenó móvel empurrado para trás. O teste é concluído nos primeiros metros de percurso. O restante da pista é usado para desacelerar suavemente, reduzindo os efeitos secundários no item testado e permitindo uma avaliação mais precisa.”

Em termos de força g, carga útil e capacidade fotográfica de alta velocidade, as instalações DTF e M-Test são semelhantes, embora a DTF utilize ATDs Hybrid II e Hybrid III instrumentados.

As principais diferenças estão no objeto do teste. Allen afirma: “As poltronas da classe executiva são mais largas, mais altas, mais pesadas e mais complexas do que as da classe econômica.”

A poltrona inteira da classe executiva é montada no trenó, incluindo o mecanismo de articulação e os móveis ao redor. Cada item é representado e considerado como parte da avaliação. “Existem requisitos para evitar que os itens se tornem um risco. Há uma tendência para portas com múltiplas travas para reduzir o risco de fuga de conteúdo. A capacidade das travas é demonstrada em diversos critérios de teste, incluindo capacidade de carga, desgaste geral e uso indevido.”

Assim como a Mirus, a Thompson utiliza suas instalações para uma combinação de testes de certificação de projetos e P&D. Allen afirma: “Um aspecto de nossa P&D contínua é a redução de peso como parte de nossa iniciativa de sustentabilidade. A capacidade de testes internos nos permite explorar oportunidades de redução de peso que, de outra forma, poderiam não ser viáveis.”

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