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Un paso más cerca del giroavión de alta velocidad, limpio y ecológico del futuro

Los giroaviones como los helicópteros desempeñarán un papel importante en el ambicioso objetivo de la Unión Europea de proporcionar un transporte aéreo seguro, ecológico y rentable. Una iniciativa europea abordó diversos desafíos relacionados con la introducción de la próxima generación de giroaviones.

Transporte y movilidad
Investigación fundamental

En las misiones habituales con giroaviones, como las emergencias médicas y la búsqueda y el salvamento, el tiempo es un factor crucial que necesita helicópteros de alta velocidad. Por lo tanto, aumentar la envolvente de vuelo hacia mayores velocidades de crucero sería una innovación importante en el ámbito de los giroaviones, un requisito previo del proyecto FURADO, financiado con fondos europeos.

Ofrecer las bases de los nuevos conceptos de giroaviones

Clean Sky 2, el mayor programa de investigación europeo sobre aeronáutica, se centra en completar demostradores de aeronaves e integrar tecnologías en configuraciones conceptuales que sean viables e innovadoras. Se han planificado dos tipos diferentes de giroaviones, uno de ellos se denomina RACER («Rapid And Cost-Effective Rotorcraft»). Combina un rotor con una forma suplementaria de propulsión, que suelen ser motores de empuje o hélices. La introducción de giroaviones de alta velocidad en el mercado promete una serie de ventajas en comparación con los conceptos convencionales de giroaviones. La innovación se traduce en la creación de un liderazgo industrial en Europa. FURADO contribuyó directamente al desarrollo del demostrador RACER. Dicho demostrador combina las ventajas tanto de las aeronaves de ala fija como de los giroaviones. Permite vuelos hacia delante rápidos y eficientes, además de realizar despegues y aterrizajes verticales o cortos. Debido a su alta velocidad de crucero, la eficiencia aerodinámica fue uno de los mayores retos en el desarrollo del demostrador. La eficiencia aerodinámica también reduce las emisiones y el consumo de combustible. Los carenados de la cabeza del rotor pueden ofrecer una importante reducción en la resistencia aerodinámica. Tal y como indica Patrick Pölzlbauer, científico principal del proyecto: «Carenar totalmente los componentes estructurales de la cabeza del rotor como un todo, proporciona un importante potencial en la reducción de la resistencia aerodinámica. FURADO contribuyó a la mejora del rendimiento de helicópteros eficientes, rápidos y de bajo impacto gracias a un concepto de cabeza del rotor totalmente carenado que aplica un diseño avanzado y métodos de dinámica de fluidos computacional (CFD, por sus siglas en inglés)».

Lograr una optimización automática de la aerodinámica

Los socios del proyecto crearon una herramienta versátil de optimización que permite el desarrollo de formas aerodinámicas totalmente automatizadas mediante simulaciones de CFD. Establecieron un flujo de trabajo para la optimización del diseño aerodinámico de los carenados de la cabeza del rotor y lo aplicaron con éxito en el desarrollo del carenado completo de RACER. A continuación, el equipo de FURADO se centró en el desarrollo previo de posibles configuraciones de las cabezas del rotor totalmente carenadas. Se concentró en la optimización del diseño preliminar de las mangas de pala, el gorro y el apoyo del carenado para los vuelos de crucero. La siguiente fase de desarrollo implicó un perfeccionamiento de la optimización aerodinámica de las prometedoras configuraciones de carenado completo bajo el efecto de rotación del rotor. También abordó la evaluación del riesgo aerotérmico de la configuración de carenado completo de la cabeza del rotor. Para ello, los miembros del equipo investigaron el flujo externo e interno del helicóptero a través de la parte superior de RACER. El carenado de FURADO recientemente desarrollado se comparó con el carenado de la manga de pala de RACER. Se logró una reducción del 5 % de la resistencia aerodinámica y un incremento de la sustentación del 24 % en la cabeza del rotor aislada con palas del rotor truncadas. Por último, integraron los paquetes de «software» desarrollados en el flujo de trabajo y establecieron una base de datos integral para el diseño y el análisis del carenado completo de la cabeza del rotor. Pölzlbauer concluye: «FURADO adelantó la madurez de los conceptos de carenado completo para futuros diseños de helicópteros y los resultados tendrán un gran valor para el sector de los helicópteros al apoyar nuevas soluciones orientadas a vehículos eficientes en cuanto al consumo de combustible, emisiones y ruido. Todos los esfuerzos para la reducción de la resistencia aerodinámica tendrán un impacto significativo en el desarrollo de nuevos helicópteros».

Palabras clave

FURADO, carenado, giroavión, aerodinámica, helicóptero, cabeza del rotor, RACER, transporte aéreo

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