Tecnología de forma adaptable para las góndolas de los motores de aeronave
El Consejo Consultivo para la Investigación Aeronáutica en Europa (ACARE) ha marcado objetivos ambiciosos para reducir significativamente las emisiones de dióxido de carbono y los ruidos, así como para mejorar en términos económicos y de eficiencia. Teniendo en cuenta que las tecnologías actuales están llegando a su límite, se están estudiando nuevas posibilidades. Inspiradas en la naturaleza, la adaptación de las formas aerodinámicas a la condiciones cambiantes de los vuelos ofrece un medio para alcanzar estos objetivos. Un componente de la aeronave muy sensible a las condiciones de funcionamiento es la toma de admisión de la góndola del motor turbofán, la cual permite la entrada de un flujo de aire uniforme y constante a la cámara de combustión. El proyecto MORPHELLE (Morphing enabling technologies for propulsion system nacelles), financiado con fondos europeos, se propuso investigar nuevas tecnologías adaptables para las tomas de admisión de las góndolas. Uno de los principales retos abordados por el equipo investigador fue conseguir una forma lisa a partir de materiales elásticos resistentes a las cargas aerodinámicas. El refuerzo de los materiales de la góndola posibilitó que estos fueran lo suficientemente robustos para resistir cargas aerodinámicas elevadas, a la vez que posibilitaban el cambio de forma. Un material prometedor para el borde de la toma de admisión fue un elastómero reforzado con una malla metálica que, pese a ser rígida, permitía una elevada deformación por cizalla. La estructura de soporte de la góndola incluía varios tubos presurizados reforzados con tejidos y un núcleo auxético deformable. El proyecto MORPHELLE, a fin de mejorar el rendimiento aerodinámico, se centró en adaptar la forma de la toma de admisión de la góndola a múltiples condiciones de vuelo. Un objetivo fundamental del proyecto fue identificar, para distintas condiciones de vuelo, los requisitos de adaptación de la forma y las tecnologías de transformación. El equipo investigador destinó esfuerzos significativos al estudio de un diseño óptimo para la toma de admisión de la góndola y, también, a las condiciones de proximidad a tierra mediante simulaciones numéricas. La simulación proporcionó resultados que sirvieron como datos de entrada para evaluar la aeronave, así como datos adicionales relacionados tanto con el peso y la resistencia aerodinámica de la góndola, como con el consumo de combustible en función del empuje del motor de la aeronave. Estos datos permitieron desarrollar un modelo de aeronave que se comparó con dos aviones de referencia. La góndola adaptable del proyecto MORPHELLE, en comparación con la geometría de la góndola de referencia, obtuvo mejores valores en términos de consumo de combustible y resistencia aerodinámica. Otro aspecto importante es que se desarrolló un prototipo de mecanismo de forma adaptable como prueba de concepto.
Palabras clave
Motor de aeronave, góndolas, sistemas de propulsión, MORPHELLE, mecanismo de forma adaptable
