Prototipos de alas de nueva generación
Un aspecto que recibe una gran atención por parte del sector aeronáutico es la minimización de la turbulencia con el objetivo de mejorar el confort de los pasajeros y la seguridad a la vez que se reduce el consumo de combustible y las emisiones asociadas. El flujo laminar natural (Natural Laminar Flow, NLF) es un tecnología para reducir la resistencia aerodinámica que se centra en la capa límite del flujo de aire cerca de la superficie alar. Esta tecnología podría ser fundamental para el diseño de aeronaves de nueva generación y es uno de los pilares de Clean Sky, el programa de investigación aeronáutica más ambicioso jamás llevado a cabo en Europa. La financiación del proyecto «Ground based structural/systems demonstrators» (GKN GBSSD) por parte de la Unión Europea ha contribuido al desarrollo de conceptos de ala NLF. Los científicos participantes fabricaron, montaron y evaluaron varios componentes de demostración a pequeña escala interesantes. Se seleccionaron los más prometedores para desarrollar el prototipo terrestre integrado final del borde de ataque (leading edge, LE) de un ala NLF. Se investigaron conceptos de juntas en el sentido de la trayectoria de vuelo (line-of-flight, LOF) y transversales a la LOF para los paneles de LE, así como sistemas de protección contra la formación de hielo en el ala (wing ice protection systems, WIPS) para componentes de LE metálicos y de plástico reforzado con fibras de carbono. Todos los requisitos de tolerancia de las superficies aerodinámicas, incluidas la rugosidad y la ondulación de las superficies, se configuraron para un banco de pruebas en vuelo del Airbus A340. Se evaluaron los componentes de demostración con arreglo a estos criterios, se determinó una configuración de junta adecuada para la unión de la cubierta superior y se investigaron tanto los LE metálicos como los de materiales compuestos. Los investigadores demostraron un buen control del mecanizado, ya que el grosor del LE de aluminio cumplió los requisitos de tolerancia de NLF, y de este modo allanaron el camino hacia la segunda fase del proyecto. Además, dos conceptos de materiales compuestos eliminaron los problemas de tolerancia y la perturbación de las cabezas de los elementos de fijación, y también son adecuados para su desarrollo durante la segunda fase. Se investigaron cuatro opciones diferentes para la integración de los calefactores electrotérmicos para los WISP, dos para LE metálicos y dos para materiales compuestos, y se proporcionaron las recomendaciones adecuadas para el desarrollo durante la segunda fase. GKN GBSSD ha conseguido sentar las bases para la validación de los conceptos de diseño y fabricación de la segunda y tercera fases que conducirán a un concepto europeo de ala NLF. La contribución de este proyecto en pro de aeronaves más limpias y ecológicas tendrá un gran impacto sobre la competitividad del sector aeroespacial, a la vez que reducirá el efecto del transporte aéreo sobre el cambio climático.
