domingo, 9 de septiembre de 2012

Nuevo diseño radical de ala voladora bidireccional


Un equipo ha creado un nuevo diseño de avión supersónico el cual ha ha obtenido un fondo de $100000 de parte de la NASA con el fin de que continúe con su desarrollo. Además de contar con un diseño decididamente futurista, el concepto detrás de esta aeronave con forma de estrella de cuatro puntas sirve para un propósito práctico. Al rotar en medio vuelo, el avión podrá realizar la transición entre una configuración de ala amplia para vuelo subsónico y una configuración de envergadura corta para vuelo supersónico.

Normalmente el diseño de aeronaves es un compromiso entre el desempeño durante el vuelo subsónico y el desempeño durante el vuelo supersónico. A bajas velocidades, las alas de elevada envergadura proporcionan mayor sustentación por lo que ayudan a disminuir la distancia requerida para el despegue, mientras que alas más cortas orientadas hacia atrás y con un menor perfil mejoran el desempeño del avión a altas velocidades. Aviones con alas de geometría variable como el F-14 Tomcat y el B-1 Lancer extienden sus alas cuando vuelan a bajas velocidades y las mueven hacia atrás cuando vuelan a velocidades supersónicas con el fin de mejorar su rendimiento.
El diseño de ala voladora bidireccional (SBiDir-FW por sus siglas en inglés) trata de solucionar el problema pero desde un ángulo distinto. El despegue lo efectúa en una orientación con las alas más extensas y después rota unos 90 grados en pleno vuelo para realizar la transición a modo de alta velocidad el cual cuenta con alas más cortas.
Sin importar cuando rápido pueda volar un avión supersónico, necesita despegar y aterrizar a baja velocidad  lo cual compromete severamente el desempeño a velocidades supersónicas para cualquier aeronave convencional. El SBiDir-FW elimina este conflicto en el desempeño al rotar el avión en dos direcciones distintas cuando vuela a velocidades subsónicas o supersónicas. Estas rotaciones le permiten al SBiDir-FW conseguir un desempeño superior cuando vuela a cualquiera de esas velocidades.

Mientras que los aviones comerciales convencionales consisten de un fuselaje con forma de tubo que cuenta con dos alas responsables de generar la sustentación, en el caso de un ala voladora como el SBiDir-FW, toda su superficie es la que produce la sustentación. Los pasajeros y la carga pueden transportarse en el área sustentadora de amplia envergadura empleada cuando el aparato vuele a bajas velocidades. Durante el vuelo suprsónico, el SBiDir-FW volaría con el área sustentadora de menor envergadura y de forma más afinada orientada hacia adelante para reducir la resistencia a velocidades supersónica.

Para rotar a la configuración de vuelo supersónico, el SBiDir-FW procedería a plegar unos alerones ubicados al final de las alas en la configuración de vuelo subsónico. Al plegar estas aletas nuevamente en la dirección contraria, el SBiDir-FW cambiaría nuevamente de orientación lo cual le haría regresar a la configuración subsónica. El área del motor ubicada en la parte de atrás de la aeronave también sería rotada al cambiar las configuraciones de vuelo.

El equipo espera que el SBiDir-FW no produzca ningún estampido supersónico, tenga un bajo arrastre de onda supersónica y consuma poco combustible. Una simulación por computadora de dinámica de fluidos realizada para el SBiDir-FW, indicó que a velocidades de Mach 1.6 a 2.0 no se genera estampido supersónico.

También esperan desarrollar una aeronave amigable con el ambiente y económicamente viable para transporte supersónico civil basado en este concepto en un periodo de 20 a 30 años de acuerdo a los estimados.

Los $100000 otorgados por la NASA tienen como objetivo ayudar al equipo de investigadores a refinar el diseño del SBiDir-FW mediante el análisis de dinámica de fluidos por computadora, estudiar la viabilidad del diseño y conducir pruebas en el túnel de viento para verificar el desempeño de la aeronave a velocidades supersónicas y su firma de estampido supersónico. Si todo sale bien, el equipo podría recibir un fondo adicional de $500000 para continuar con el desarrollo del SBiDir-FW.





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