Nuevo rotor basculante que rompe moldes
La aeronave de rotor basculante ERICA (Enhanced Rotorcraft Innovative Concept Achievement) es un nuevo tipo de vehículo aéreo que constituye una alternativa a los helicópteros y combina la capacidad de despegue y aterrizaje vertical con una velocidad de crucero elevada. La doble función de los álabes, como rotor del helicóptero durante el vuelo estático y como hélice durante el desplazamiento, plantea una serie de desafíos en varios aspectos del diseño del rotor basculante. En concreto, la aerodinámica puede ser determinante en la configuración de rotor basculante ERICA, razón por la que debe estudiarse exhaustivamente a fin de mejorar tanto el rendimiento como la seguridad. Un grupo de investigadores financiado con fondos europeos aplicó modelos innovadores de dinámica de fluidos computacional (DFC) para estudiar la geometría del fuselaje y utilizó datos obtenidos en el túnel de viento para validar los resultados. El proyecto CODE-TILT (Contribution to design optimization of tiltrotor components for drag reduction) se propuso optimizar la eficiencia global del rotor basculante mediante una reducción de la fuerza de resistencia, planteándose para ello un doble objetivo: identificar las geometrías óptimas que maximizan la eficiencia aerodinámica de los componentes individuales y evaluar la eficiencia aerodinámica global de la aeronave. En este sentido, el equipo investigador simuló diversas condiciones de vuelo en un modelo sin rotor a escala y a tamaño real del fuselaje ERICA, además de realizar un estudio ampliado de sensibilidad para obtener modelos DFC fiables. En cuanto a la validación de modelos, se utilizaron los datos experimentales obtenidos por la iniciativa «Novel Innovative Competitive Effective Tilt Rotor Integrated Project» (NICETRIP) durante las sesiones de ensayo en el túnel de viento. Posteriormente, los algoritmos de optimización se acoplaron a los solucionadores de flujo DFC para mejorar la eficiencia aerodinámica de los componentes críticos del fuselaje del rotor basculante por medio de un diseño óptimo de la forma. En particular, el equipo investigador implantó una cadena automática de optimización para aplicarla a la unión del ala al fuselaje y evaluó la aplicabilidad de los conceptos nuevos de reducción de la resistencia, los cuales difieren de la optimización de la forma. El mismo modelo numérico aplicado para optimizar la unión del ala al fuselaje se utilizó en las aletas del tren de aterrizaje y en la parte frontal del fuselaje. Los investigadores estudiaron en detalle las limitaciones que afectan a la visibilidad de los pilotos y deben tenerse en cuenta a fin de modificar la forma del morro, así como los momentos aerodinámicos asociados a la configuración completa en ausencia de la cola. Los miembros del equipo también buscaron la configuración óptima del empenaje, tanto de la aleta como del estabilizador horizontal, con el objetivo primordial de minimizar la resistencia de la aeronave sin reducir la sustentación. Se consideraron tanto la resistencia del empenaje como las fuerzas de sustentación y se evaluaron los efectos que la optimización de formas tiene para el rendimiento aerodinámico global de la aeronave. El proyecto CODE-TILT ha proporcionado geometrías optimizadas para diversos componentes del rotor basculante, lo que hace pensar en una reducción global de la resistencia aerodinámica de hasta un 8 %. Los componentes fabricados de acuerdo con los nuevos diseños se probarán en el túnel de viento o en vuelo en el marco del Demostrador Tecnológico Integrado para Giroaviones Ecológicos.
Palabras clave
Rotor basculante, aerodinámica, autogiro, túnel de viento, CODE-TILT, reducción de la resistencia
