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NLF Starboard Leading Edge & Top cover design & manufacturing Trials

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La tecnología aeroespacial avanza tras la estela del flujo laminar natural

Unas alas de avión sobre las que el aire fluya con mayor suavidad y con menor turbulencia ofrecerán menos resistencia aerodinámica. Un equipo de investigadores financiado por la UE ha desarrollado componentes críticos que forman parte de un demostrador de ala de flujo laminar natural (FLN) de este tipo, con el objetivo de someterlo a ensayo en Europa.

Tecnologías industriales

El Demostrador Europeo de Aeronave Laminar Avanzada («Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator in Europe», BLADE) forma parte del programa de «Aeronaves de ala fija inteligentes» (SFWA), perteneciente a la iniciativa «Cielo Limpio». Esta ambiciosa actividad de investigación multilateral financiada por la UE se propone reducir la huella medioambiental del transporte aéreo. A base de disminuir la resistencia aerodinámica y el ruido de las aeronaves, el programa SFWA contribuirá de manera fundamental a lograr los objetivos medioambientales de la iniciativa «Cielo Único Europeo». En el ámbito del proyecto NLFFD (NLF starboard leading edge & top cover design & manufacturing trials), un grupo de investigadores ha desarrollado bordes de ataque y una cubierta superior de un ala FLN destinados al avión que se probará en vuelo. Ambas estructuras exhiben niveles de comportamiento conformes al FLN gracias a nuevos conceptos de diseño y a tecnologías de fabricación que permiten conseguir tolerancias extremadamente ajustadas y acabados superficiales excepcionales. El mayor reto a la hora de diseñar y fabricar un ala FLN radica en la necesidad de controlar rigurosamente la superficie alar. En concreto, es esencial eliminar cualquier accidente como escalones, huecos, rugosidades o elementos de sujeción que sobresalgan puesto que en todos estos casos se produciría flujo turbulento. Además de buscar alcanzar el nivel satisfactorio de flujo laminar, los investigadores se han centrado en utilizar un diseño de calidad elevada, adecuado a la producción masiva. Los miembros del proyecto NLFFD han elaborado cubiertas superiores integrales en materiales compuestos co-curados y bordes de ataque con tolerancias muy ajustadas utilizando el mismo proceso de diseño y desarrollo que se aplica a los componentes aeronáuticos comerciales. La sección alar resultante, de 4,5 m de longitud por 1 m de anchura, es de tan buena calidad que se ha admitido para realizar pruebas en vuelo en un Airbus A340-300 modificado. Esta sección alar innovadora está fabricada con un panel sándwich que incorpora tecnología electrotérmica antihielo a base de polieteretercetonas y un blindaje antierosivo integrado. Y a pesar de que el equipo del proyecto NLFFD tenía experiencia en blindajes antierosivos para los bordes de ataque, se ha puesto en marcha un programa completo para montar un blindaje antierosivo de acero al níquel. Con menos costillas de titanio que un borde de ataque convencional, este diseño incluye asimismo un sándwich de espuma en la piel para conservar su rigidez. Los requisitos de diseño para el FLN son extremadamente restrictivos en lo que se refiere a la ondulación de la superficie alar bajo carga. Conseguir un flujo sobre la piel de un ala soportada por menos costillas pero dotada de la rigidez suficiente ha constituido parte importante de la labor de los investigadores. Durante las pruebas en vuelo, programadas para el año 2017, se empleará la sección alar del proyecto NLFFD para evaluar el rendimiento de la arquitectura alar FLN propuesta, lo cual debe permitir confirmar las ventajas medioambientales postuladas desde un punto de vista teórico. Cabe esperar que el flujo laminar natural haga disminuir la resistencia aerodinámica en hasta un ocho por ciento y el consumo de combustible en aproximadamente un cinco por ciento.

Palabras clave

Flujo laminar natural, ala de avión, «Cielo Limpio», NLFFD, borde de ataque, prueba de vuelo

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