Un ala adaptable y flexible es aquella que permite modificar aspectos de su forma durante el vuelo. [ 1 ] [ 2 ] Las alas flexibles ofrecen numerosas ventajas. Los mecanismos de control de vuelo convencionales funcionan mediante bisagras, lo que provoca perturbaciones en el flujo de aire, vórtices y, en algunos casos, la separación del flujo. Estos efectos contribuyen a la resistencia aerodinámica de la aeronave, lo que se traduce en menor eficiencia y mayor consumo de combustible. [ 3 ] Los perfiles aerodinámicos flexibles permiten manipular las fuerzas aerodinámicas con menor alteración del flujo, lo que reduce la resistencia aerodinámica y mejora el consumo de combustible.
Adaptación de la forma

Modificar la forma de una superficie aerodinámica influye directamente en sus propiedades aerodinámicas. Según las condiciones del flujo y la forma inicial de la pieza, cada variación de forma (curvatura, incidencia, torsión, etc.) puede tener un impacto diferente en las fuerzas y momentos resultantes.
Esta característica se busca activamente en las alas adaptativas que, gracias a su flexibilidad distribuida, pueden modificar su forma de manera continua, suave y sin interrupciones. Al alterar estos parámetros geométricos, se pueden modificar las fuerzas y los momentos, lo que permite adaptarlos a las condiciones de vuelo específicas (por ejemplo, para reducir la resistencia aerodinámica ) o para realizar maniobras (por ejemplo, alabeo ).
La adaptación de la forma se puede clasificar según el movimiento que permite. Los movimientos que afectan la forma general del ala "vista desde arriba" incluyen cambios en la envergadura (modificando así la longitud de las alas), en el ángulo de flecha (alterando el ángulo entre el ala y el eje del fuselaje), en la longitud de la cuerda (aumentando o reduciendo la longitud de la sección transversal del ala ) y en el diedro (modificando el ángulo entre las alas y el plano horizontal del vehículo). Los cambios en la forma del perfil aerodinámico incluyen la alteración de su torsión y la modificación de su curvatura y distribución de espesor.
Investigación en curso
Sistemas flexibles
Un ala adaptable y flexible diseñada por FlexSys Inc. cuenta con un borde de salida de curvatura variable que puede desviarse hasta ±10°, actuando así como un ala equipada con flaps , pero sin los segmentos individuales y los espacios típicos de un sistema de flaps . El ala misma puede torsionarse hasta 1° por pie de envergadura. La forma del ala puede cambiarse a una velocidad de 30° por segundo, lo que es ideal para aliviar la carga de ráfagas. El desarrollo del ala adaptable y flexible está siendo patrocinado por el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . Inicialmente, el ala fue probada en un túnel de viento , y luego una sección de 50 pulgadas (1,3 m) del ala fue probada en vuelo a bordo del avión de investigación Scaled Composites White Knight en un programa de siete vuelos y 20 horas operado desde el Puerto Espacial de Mojave . [ 4 ] Se proponen métodos de control. [ 5 ]
ETH Zúrich
En ETH Zurich también se investigan alas adaptables y flexibles en el marco del proyecto Smart airfoil. [ 6 ] [ 7 ]
EU Flexop y FLiPASED
El programa Flexop, financiado por la UE, tiene como objetivo desarrollar alas de avión más ligeras y flexibles para lograr una mayor relación de aspecto alar y, por ende, una menor resistencia inducida , además de desarrollar sistemas activos de supresión de aleteo para alas flexibles. Entre los socios se incluyen MTA SZTAKI de Hungría, Airbus , FACC de Austria , Inasco de Grecia, la Universidad Tecnológica de Delft , el centro aeroespacial alemán DLR, TUM , la Universidad de Bristol del Reino Unido y la Universidad RWTH Aachen de Alemania. [ 8 ]
El 19 de noviembre de 2019, un demostrador de UAV propulsado por reactor de 7 m (23 pies) de envergadura , con un ala aeroelásticamente adaptada para la mitigación pasiva de cargas, voló en Oberpfaffenhofen , Alemania. Previamente, se había volado con un ala rígida de fibra de carbono para establecer el rendimiento de referencia. Presenta una configuración convencional de tubo y ala, a diferencia del cuerpo de ala integrada del Lockheed Martin X-56 . Sigue la línea del demostrador Grumman X-29 de 1984, con orientaciones de fibra más refinadas. El ala flexible es un 4 % más ligera que la rígida. El proyecto, de 54 meses de duración y 6,67 millones de euros (7,4 millones de dólares), finaliza en noviembre de 2019, seguido del programa FLiPASED, de 3,85 millones de euros, desde septiembre de 2019 hasta diciembre de 2022, utilizando todas las superficies móviles . [ 8 ]
El ala de aleteo de fibra de vidrio debería volar en 2020, con modos aeroelásticos inestables por debajo de 55 m/s (107 nudos) que deben suprimirse activamente. Con una optimización de la aeroelasticidad y la supresión activa del aleteo, una relación de aspecto de 12,4 podría reducir el consumo de combustible en un 5 %, y se apunta a un 7 %. FLiPASED también está liderado por MTA SZTAKI e incluye como socios a TUM, DLR y la agencia francesa de investigación aeroespacial ONERA . [ 8 ]
Véase también
Referencias
- ↑ "FlexSys Inc.: Aeroespacial" . Archivado del original el 16 de junio de 2011. Consultado el 26 de abril de 2011 .
- ↑ Kota, Sridhar; Osborn, Russell; Ervin, Gregory; Maric, Dragan; Flick, Peter; Paul, Donald. "Ala adaptable a la misión: diseño, fabricación y prueba de vuelo" (PDF) . Ann Arbor, MI; Dayton, OH, EE. UU.: FlexSys Inc., Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea. Archivado del original (PDF) el 22 de marzo de 2012. Consultado el 26 de abril de 2011 .
- ↑ "FlexFoil" . FlexSys . Consultado el 19 de marzo de 2022 .
- ↑ Scott, William B. (27 de noviembre de 2006), "Morphing Wings" , Aviation Week & Space Technology , archivado del original el 26 de abril de 2011 , consultado el 26 de abril de 2011.
- ↑ US 4899284 , Lewis, George E.; Thomasson, Robert E. y Nelson, David W., "Sistema de optimización de sustentación/resistencia de alas", publicado el 6 de febrero de 1990
- ↑ Proyecto de perfil aerodinámico inteligente "Smart Airfoil" . Archivado del original el 23 de junio de 2013. Consultado el 15 de marzo de 2013 .
- ↑ "Ala compatible con ETH" . YouTube . 6 de febrero de 2014.
- 1 2 3 Graham Warwick (25 de noviembre de 2019). "La semana en tecnología, del 25 al 29 de noviembre de 2019" . Aviation Week & Space Technology .
- Diseño de alas de aeronaves
- Rendimiento de las aeronaves