Revestimiento de superficies de ala innovador para reducir la resistencia aerodinámica
Aproximadamente el 25 % de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) generadas en la Unión Europea proceden del sector aeronáutico. Las tecnologías para mejorar la aerodinámica son importantes a la hora de combatir esta estadística, ya que reducir la resistencia aerodinámica disminuye el consumo de combustible y la combustión es la principal fuente de CO2. Los científicos utilizan a menudo la naturaleza como fuente de inspiración, y la aerodinámica de las aves en el vuelo es una fuente rica de ideas para los ingenieros aeroespaciales. El proyecto PEL-SKIN (PEL-SKIN: A novel kind of surface coatings in aeronautics), financiado por la Unión Europea, estudió un nuevo recubrimiento para perfiles de ala inspirado por el rebote de algunos pájaros durante el vuelo. Los científicos desarrollaron un revestimiento para perfiles de ala (una piel porosa y elástica (PEL)) que consistía en una estructura densamente empaquetada de fibras flexibles capaces de reconfigurarse y adaptarse a la separación de flujos alrededor del ala. Los investigadores aprovecharon una combinación de estudios teóricos, numéricos y experimentales. El trabajo de investigación arrojó nueva información sobre las interacciones entre los flujos de fluidos y la estructura de las alas, y dio lugar al desarrollo de un nuevo modelo para estudiar el control de flujo a través del recubrimiento poroelástico. Este nuevo concepto de control de flujo puede aumentar de forma significativa la eficiencia aerodinámica y mejorar la estabilidad ya que retarda la entrada en pérdida y reduce las vibraciones inducidas por ráfagas durante el despegue y el aterrizaje, cuando los efectos de la separación de la capa límite son más evidentes. En comparación con los dispositivos rígidos fijos, este recubrimiento PEL se puede mover gracias a la flexibilidad y adaptarse al campo de flujo a su alrededor. Se activa solo cuando la capa de frontera se separa e interactúa con la zona de recirculación del flujo para reducir la resistencia aerodinámica mediante la interacción con el flujo próximo a la pared. Durante la fase de crucero, el recubrimiento de PEL permanece activo y a ras con la superficie del ala, a diferencia de los dispositivos clásicos montados que actúan como obstáculos frente al flujo de aire. Los avances del proyecto en cuanto a la manipulación del flujo de aire podrían aportar ahorros importantes de combustible. Los desarrollos de PEL-SKIN pueden reducir de forma significativa la resistencia aerodinámica, lo cual es una contribución importante a la competitividad y la sostenibilidad del sector aeroespacial.
Palabras clave
Recubrimiento de superficies, resistencia aerodinámica, alas de aeronaves, control de flujo, aeronáutica, PEL-SKIN, perfil de ala
