Una aviación más ecológica gracias a la armonización de las interacciones entre el sistema de propulsión y el fuselaje
El sector aeronáutico está sometido a una presión cada vez mayor para diseñar aeronaves más silenciosas y eficientes y menos contaminantes. Cumplir con los ambiciosos objetivos de Flightpath 2050(se abrirá en una nueva ventana) para reducir el ruido y las emisiones contaminantes exige tecnologías disruptivas. Al mismo tiempo, estamos a las puertas de una forma totalmente nueva de viajar: la movilidad aérea urbana, que requiere aeronaves con diseños adaptables que puedan despegar y aterrizar en vertical. El denominador común de estos diseños avanzados es la complejidad en la interacción entre los sistemas de propulsión y el fuselaje. Esos sistemas deben equilibrar el rendimiento con la aceptación por el público al mejorar la eficiencia aerodinámica, reducir las emisiones contaminantes y limitar los niveles de ruido. En el proyecto ENODISE(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, se estudió la interacción de los sistemas de propulsión con el fuselaje. «Al examinar tecnologías de propulsión punteras —ingestión de la capa límite, propulsión eléctrica distribuida y sistemas multirrotor—, nos proponíamos lograr ventajas como el ahorro de combustible y la reducción del ruido, las cuales contribuirán a un transporte aéreo más ecológico y silencioso», comenta Christophe Schram, coordinador del proyecto.
Innovaciones en aeroacústica, pruebas aerodinámicas y diseño de aeronaves
En lo que respecta a las cuestiones técnicas, el equipo del proyecto desarrolló métodos de aeroacústica computacional de alta fidelidad para simular el flujo de aire y el ruido con gran precisión. Esos métodos se combinaron con herramientas de predicción más rápidas y que requieren menos recursos, lo cual ayudó a los investigadores a crear diseños de forma rápida y eficaz. En el ámbito experimental, el equipo de ENODISE mejoró las prestaciones de las pruebas aerodinámicas en túneles de viento al abordar limitaciones clave relacionadas con el control de la calidad del flujo de aire y la automatización de las pruebas. Uno de los principales logros consistió en la creación y validación de treinta y una bases de datos de acceso abierto, disponibles de forma gratuita en el repositorio ZENODO, que ofrecen a los investigadores de todo el mundo las herramientas necesarias para validar sus modelos. Los resultados de ENODISE contribuirán al diseño de la nueva generación de aeronaves híbridas eléctricas y vehículos de movilidad aérea urbana, que requieren de una interacción precisa entre el sistema de propulsión y el fuselaje. También ofrecen información valiosa para los organismos reguladores que pretenden conformar las futuras normas de aviación.
Reducción generalizada de la contaminación acústica
Los resultados de ENODISE sobre aeroacústica tienen implicaciones que van más allá de las aeronaves. Los investigadores se proponían reducir el sonido no deseado y, para ello, examinaron tecnologías e innovaciones avanzadas de reducción del ruido como, por ejemplo, los metamateriales, los revestimientos fonoabsorbentes, los álabes dentados y la sincronización de las hélices. «Estas tecnologías de reducción del ruido podrían utilizarse no solo en aeronaves, sino también en tecnologías de energías renovables, automóviles y fábricas. Por ejemplo, el trabajo de ENODISE sobre la aerodinámica de los álabes podría hacer que los aerogeneradores fueran más silenciosos y eficientes, sobre todo en lugares donde el ruido supone un problema», explica Schram. Las actividades de ENODISE también podrían beneficiar poblaciones próximas a aeropuertos o futuros centros de movilidad aérea urbana. Unos sistemas de propulsión más silenciosos generan menos contaminación acústica, por lo que mejoran la calidad de vida de las personas que viven cerca. Desde el punto de vista económico, ENODISE fortalece el liderazgo europeo en tecnologías aeroespaciales sostenibles, ofreciendo a las empresas europeas una ventaja competitiva en el mercado internacional. «Los conjuntos de datos validados, las herramientas de acceso abierto y las directrices industriales ayudan a acortar la brecha entre la investigación puntera y las aplicaciones en la vida real, promoviendo una transición más fluida hacia tecnologías más ecológicas y ayudando al sector aeronáutico a cumplir sus objetivos futuros», concluye Schram.
