martes, 20 de marzo de 2012

Diseño Futurista Biplano Elimina Estampido Sónico

diseño aeronáutico futurista capaz de eliminar el estampido sónico


Tal parece que un retorno a los inicios de la aviación a principios del siglo XX puede contener la clave para eliminar el estampido sónico, al menos de acuerdo a un grupo de investigadores de la Universidad de Stanford y del MIT. Muy similar a los biplanos que aún continúan en uso, el concepto de avión supersónico de estos investigadores introduce una segunda ala que permitirá cancelar las ondas de choque generadas por los objetos que viajen a una velocidad similar o mayor a la del sonido.

De hecho la idea no es nueva. La idea de un biplano que impida el estampido sónico fue propuesta en la decada de los 30 por un pionero de la aviación llamado Adolf Busemann, también responsable de otros conceptos de aviación novedosos.

Los aviones que viajan más rápido que el sonido producen ondas de choque en el aire que los rodea. Un primer estampido es causado por la compresión rápida del aire al frente del avión, empujado literalmente pegado a la aeronave. Un segundo estampido es producido por la presión negativa dejada por el avión a su paso al cual sigue un retorno rápido a la presión normal poco después.A pesar de que ambos son fenómenos separados, se producen en un intervalo de tiempo tan corto entre sí que por lo general se perciben como un solo sonido.

De esta manera, un vuelo supersónico crea un estampido sónico contínuo durante su progreso y este es precisamente el problema. Por ejemplo, si una persona vive en una zona sobre la cual pasan aviones en vuelo supersónico de forma constante, el efecto puede resultar sumamente perturbador. Así mismo existe la preocupación de los efectos que pueden presentarse sobre la vida salvaje entre los que se pueden mencionar conmociones y heridas a corto plazo y el abandono de todo un habitat a largo plazo. Por estas razones, ha resultado complidado el retorno del vuelo supersónico a nivel comercial.

El diseño de Adolf Busemann conocido como Biplano Busemann, cuenta con dos alas con una sección triangular transversal longitudinal. Las puntas de las alas apuntan hacia la otra de tal manera que la cara exterior de las alas es completamente plana, paralela al paso del aire arriba y abajo del ala. Las alas deben tener suficiente separación para permitir que el paso del aire se produzca sin interrupciones.  Con este diseño, la primera onda de choque positiva es creada y reflejada entre las alas y llena el espacio creado en la estela del avión, lo que cancela las ondas de choque negativas impidiendo el estampido sónico.

En este caso, el problema es que a velocidades subsónicas, el biplano Busemann no produce suficiente sustentación bajo aceleración, debido a que está sometido aun arrastre considerable, sobre todo cuando se acerca a velocidades supersónicas. Se dice que este diseño trabaja perfectamente a velocidades supersónicas, el problema se produce precisamente al tratar de alcanzar estas. Por lo tanto, puede que no se produzca el estampido sónico, pero igualmente puede que no se produzca vuelo del todo.

Por el momento, la investigación conjunta del MIT y de la Universidad de Stanford ha confirmado que el concepto de Busemann de reducción o eliminación del estampido sónico puede aplicarse con éxito. El estudio, que empleó simulación por computara, demostró que el concepto de biplano exhibió una mejora significativa en la reducción de la intensidad de las ondas de choques. Un estudio similar efectuado en la Universidad de Tohoku en Japón, determinó que esta reducción a nivel del suelo llega al 85%.

Además, los investigadores creen que han conseguido solucionar el problema de la sustentación a velocidades subsónicas cercanas a las supersónicas. A través de un proceso iterativo en el que se modelaron distintas variaciones de diseño, el equipo descubrió que al alisar la superficie interior del ala se facilita el paso de aire entre las alas. Adicionalmente, al cambiar el diseño de los bordes exteriores de las dos alas, el equipo ha conseguido un diseño que conseguirá volar sin problemas a velocidades subsónicas y con la mitad del arrastre de un Concorde.

El equipo del MIT y de la Universidad de Stanford actualmente está desarrollando un modelo en 3D con el fin de conseguir un diseño estático optimizado. Por el contrario, el concepto de los japoneses consiste en un avión que cambia su forma durante el vuelo para adaptarse a las velocidades supersónicas.




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