Un modelo de ala innovador mejora el diseño de las aeronaves del futuro
En la visión europea de la aviación, el objetivo es que, para 2050, el 90 % de los viajeros de la región efectúen los desplazamientos de puerta a puerta en menos de 4 horas. Los tipos de aeronave innovadores son fundamentales para lograrlo. Los giroaviones, útiles para el transporte de pasajeros, también tienen el potencial de proporcionar nuevas capacidades de transporte para el futuro de la movilidad aérea. Con una mayor «distancia de la hora de oro», estos aparatos son especialmente adecuados para misiones relevantes como de búsqueda y rescate, emergencias médicas, topografía y actuaciones policiales. Diseñar unos giroaviones más rápidos y sostenibles constituye todo un reto. Con todo, el proyecto financiado con fondos europeos FORMOSA se concibió para diseñar las superficies de control del ala del demostrador Next-Generation Civil TiltRotor desarrollado por Leonardo S.p.A dentro de la plataforma Fast RotorCraft Innovative Aircraft Demonstrator del programa Clean Sky 2. «La plataforma Fast RotorCraft proporcionará más velocidad, mayor alcance y más productividad para colmar la laguna existente entre los helicópteros convencionales y otras plataformas de ala fija, y FORMOSA contribuirá con una arquitectura más ligera, sencilla y eficiente para los componentes aerodinámicos de las alas de los giroaviones», explica Vincenzo Muscarello, coordinador del proyecto FORMOSA.
Un innovador diseño de ala de las aeronaves de rotores basculantes
El equipo de investigadores del Politécnico de Milán, en Italia, y del Centro de Ingeniería y Desarrollo de Productos (CEiiA), en Portugal, tuvo la ardua tarea de diseñar un concepto de ala que cumpliera diferentes criterios para el demostrador Next-Generation Civil TiltRotor. La arquitectura del ala tenía que ser una única superficie móvil capaz de incorporar múltiples funciones, entre ellas el alabeo, el control de los flaps y la reducción de la descarga, lo que implica disminuir la resistencia aerodinámica del ala durante el despegue. Y todo ello con una carga mínima para favorecer el almacenamiento de combustible. Además, había que reducir el número de accionadores y su peso, así como la complejidad del sistema de accionamiento, evaluando tanto sistemas hidráulicos como eléctricos innovadores para la generación de energía. «El diseño de la superficie de control y la selección de sus accionadores requería la correcta evaluación de las cargas aerodinámicas durante las distintas maniobras que la aeronave debe efectuar para volar con seguridad», describe Muscarello. Para afrontar este reto, el equipo creó una nueva metodología de diseño, que combina los enfoques de las simulaciones aerodinámicas de varios cuerpos y de media fidelidad. El consorcio de FORMOSA propuso un diseño que integra tanto el flap como el flaperón en la misma superficie, lo cual facilita su uso y reduce el peso de la superficie móvil. La configuración final del ala consiguió reducir en un 9 % la descarga en modo helicóptero en comparación con el primer diseño original. «Esto permite reducir el consumo de combustible durante las maniobras de despegue y aterrizaje vertical, en consonancia con los objetivos del programa Clean Aviation», declara Muscarello. Según el coordinador del proyecto, el diseño final también pudo tener una repercusión notable en el vuelo en modo avión, al mejorar el comportamiento en alabeo gracias a una reducción del 25 % del tiempo para ladear, es decir, el tiempo necesario para alcanzar el ángulo de inclinación necesario para realizar un viraje. En el proyecto también se fabricó y probó una maqueta funcional del ala a escala 1:1, que demostró la funcionalidad de la superficie de control desarrollada.
Volando hacia la movilidad el futuro
Con la tecnología desarrollada por FORMOSA, se pueden realizar nuevas optimizaciones de esta configuración de giroavión teniendo también en cuenta las operaciones breves de despegue, aterrizaje y aproximación. «Los rotores basculantes respaldarán el crecimiento previsto del transporte aéreo y contribuirán así a los objetivos de contar con unos desplazamientos seguros, rápidos, asequibles y respetuosos con el medio ambiente», señala Muscarello, quien añade que la investigación sobre nuevas innovaciones en materia de arquitectura de rotores basculantes reforzará la competitividad y la innovación de Europa.
Palabras clave
FORMOSA, aeronave de rotor basculante, giroavión, Next-Generation Civil TiltRotor, diseño de alas, aerodinámica, aviación limpia, movilidad aérea, Clean Sky 2
