jueves, 29 de agosto de 2013

Aviones en forma de shuriken

En el caso de vuelos supersónicos para aviones grandes, siempre ha habido una gran interrogante: cómo lograr un diseño que sea eficiente tanto a velocidades aptas para aterrizar, como a velocidades supersónicas cuando básicamente se requiere de diseños casi opuestos para las alas dependiendo de esto. La única manera sería un avión en el que puedas cambiar las alas durante el vuelo y de esa manera hacerlo apto para el régimen en que se encuentre. Pues, justamente esto, de una manera un poco extraña pero creativa es lo que le planteó un grupo de creativos a la NASA, haciéndose acreedores de una donación de 100.000$ para continuar con su diseño.

El diseño de este extraño avión, esta inspirado en una especie de shuriken o estrella de cuatro puntas, forma que le permite rotar cuando se esté acercando al límite de transición sónica, cambiando su geometría desde un avión de alas extensas puramente subsónico, a un avión de corta envergadura el cual es mucho más eficiente en régimen supersónico.


El diseño de las alas de los aviones normalmente es dependiente de si el vuelo será mayormente subsónico o supersónico. Los aviones mayormente subsónicos requieres envergaduras mayores y perfiles anchos y redondeados, de manera de aumentar la sustentación y con ello disminuir distancias de despegue y velocidades de aterrizaje, mientras que los mayormente supersónicos requieren envergaduras más cortas y perfiles más puntiagudos, de manera de aumentar el desempeño a altas velocidades.




En algunas ocasiones, este problema se ha resuelto (mayormente en aviones cazas) colocándoles un diseño de alas de barrido variable, las cuales se encuentran extendidas a baja velocidad y que a medida que van llegando al tan problemático Mach 1, se van plegando.



Otra característica interesante de este avión, es que posee un diseño de ala voladora, en el que toda la geometría del avión está diseñada para generar sustentación, incluso el fuselaje, por lo que este cuando se encuentra orientado en vuelo subsónico, posee un compartimiento para los pasajeros y la carga localizado dentro del perfil alar más grueso y redondeado proveyendo al avión de mucha más sustentación. Mientras que el avión en orientación supersonica posee un perfil alar y del fuselaje mucho más delgado y puntiagudo de manera de reducir el arrastre lo mayor posible.



El avíón posee también unos "winglets" en los extremos de las alas subsónicas que se doblan al realizar el cambio entre vuelo subsónico y supersónico y unos motores emplazados de manera de que puedan rotar para alinearse con la dirección del vuelo.


Según sus diseñadores se busca un avión de bajo arrastre, amable con el ambiente, con alta economía de combustible y que no genere boom sónico, cosas que según los cálculos de CFD iniciales, están logrando. Con los 100.000$ pretenden profundizar los estudios CFD para verificar estas características, hacer estudios en túneles de viento, estudiar la factibilidad del proyecto y optar por la segunda donación de la NASA de 500.000$ para continuar con la etapa de prototipos.

En mi opinión a pesar de que me parece una idea bastante creativa y realizable, me parece un poco complejo el método para rotar dicho avión en el aire, no solo tecnológicamente, sino en las posibles consecuencias que podría generar este giro en los pasajeros. Me gustaría mucho este proyecto continuara, ya que estoy muy curioso de como resolverán esto, y me interesa que solución creativa le darán a la ubicación de la tripulación para poder girar.

Saludos

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