Tecnología de actuadores aeronáuticos para controlar con precisión el flujo de aire
Por separación del flujo se entiende una especie de distanciamiento del flujo de aire con relación a la aeronave que genera vórtices y remolinos que pueden aumentar la resistencia aerodinámica. La UE financió el proyecto VIPER (Valve high performances for flow control separation in aircraft) para reducir al mínimo y retardar la separación del flujo empleando sistemas eléctricos activos. Con ello se mantendrán unas condiciones aerodinámicas más favorables en las superficies alares y se promoverán las aeronaves con un mayor componente eléctrico y menor presencia de sistemas hidráulicos y neumáticos. Las entidades asociadas al proyecto diseñaron, fabricaron y ensayaron satisfactoriamente una innovadora válvula con chorro pulsante basada en actuadores piezoeléctricos amplificados (APA). Las principales ventajas de usar APA en tal válvula son la controlabilidad y la rápida respuesta de las válvulas de tipo piezoeléctrico. En concreto, así se consigue un chorro sónico pulsante de hasta 500 Hz y un flujo de masas de cerca de 34 g/s a través de una ranura de 1mm de ancho y 80 mm de largo. También se diseñó un amplificador de potencia de conmutación eficiente. Juntos, el amplificador y el nuevo actuador dotan al chorro sónico de un consumo eléctrico de 40 W aproximadamente, gracias a la recuperación de energía. El equipo de VIPER logró resultados óptimos en el rendimiento del chorro, con vistas a la velocidad de eyección de la válvula y el flujo de masas, que se sitúan por delante del estado de la técnica: velocidad de salida de aire de 340 m/s; flujo de masas lineal de aire de 425 g/s/m; y rango de frecuencias de actuación de 0 a 500 Hz. Si bien anteriormente se han diseñado y probado numerosos actuadores de chorros pulsantes, la tasa de flujo de masas lograda en este proyecto supone un nuevo récord para un actuador de este volumen. El dispositivo de control de flujo activo de VIPER reducirá de manera significativa el ruido y las emisiones generados por el transporte aéreo y aliviará notablemente las presiones a las que se enfrenta la población y el planeta.
Palabras clave
Aviación, aeronaves, VIPER, válvula, separación de control de flujos, actuadores piezoeléctricos amplificados
