Nuevos diseños de alas más respetuosos con el medio ambiente
Para cumplir los ambiciosos objetivos de la industria de la aviación relativos al rendimiento y la eficacia de las aeronaves son necesarios nuevos diseños que reduzcan la resistencia y mejoren la eficiencia. Las alas NLF podrían ofrecer notables beneficios, a pesar de que presentan un aumento más temprano y pronunciado de la resistencia transónica para números Mach elevados. La técnica de las SCB puede reducir en gran medida la resistencia en régimen transónico, aunque hasta ahora se desconocían las mejores formas de diseñar protuberancias de aplicación amplia hasta el límite de bataneo. El proyecto «Numerical and experimental shock control on laminar wing» (NEXTWING), financiado con fondos europeos, abordó este problema. Esta asociación de dos miembros se propuso proporcionar directrices de diseño para SCB bajo diferentes condiciones de operación. Los miembros del proyecto aplicaron un enfoque computacional y experimental combinado. El proyecto se desarrolló durante tres años, hasta febrero de 2014. Los miembros del equipo examinaron la capacidad de reducción de la resistencia de las SCB así como el efecto de las protuberancias sobre las condiciones de bataneo, y recopilaron directrices de diseño de SCB. Los análisis incluyeron la física de flujo fundamental que afectaba a ambos escenarios. Los resultados con un ala de NLF genérica mostraron la posibilidad de diseñar SCB que mejoren la eficiencia aerodinámica de las alas en flecha. Se consiguió una mejora del 18 % en condiciones de alta velocidad para el ala considerada, sin que afectara al rendimiento a velocidad de crucero. El resultado amplía la envolvente de vuelo de un diseño de ala determinado, aplicable a alas en flecha y alas finitas que forman parte de una configuración de aeronave completa. Otros resultados revelaron que, en condiciones de bataneo, ciertos diseños de SCB retrasan la aparición del bataneo. Sin embargo, en general, cuando el flujo se degrada la introducción de protuberancias agrava este efecto todavía más. El proyecto también identificó los mecanismos por los que las protuberancias de choque generan vórtices en el sentido de la corriente. En combinación con otros hallazgos más detallados, esto permite diseñar protuberancias de control de choque que también generan vórtices en el sentido de la corriente sin dañar la capa límite. Estos vórtices pueden proporcionar ventajas adicionales de control comparables a los generadores de vórtices. Los resultados de NEXTWING condujeron a una mejor comprensión de la aerodinámica de las alas, lo que implica la existencia de potencial de mejora de la eficiencia y el rendimiento. Por lo tanto, los resultados contribuyen a mejorar la sostenibilidad de la aviación.
Palabras clave
Alas, flujo laminar natural, protuberancia de control de choque, reducción de la resistencia, rendimiento de la aeronave, ala NLF, inestabilidades del flujo de aire, control de capa límite, control de choque, condiciones de bataneo, física del flujo
