Investigadores de la Nasa para las pruebas de un concepto de ala eficiente concluyen que el lado invertido puede ser el correcto para lograr que las aeronaves del futuro sean sostenibles. Una investigación del proyecto Advanced Air Transport Technology de la Nasa que incluye un modelo de tres metros podría ayudar a los ingenieros de la Nasa a validar el concepto del Transonic Truss-Braced Wing (TTBW), una aeronave que utiliza alas largas y delgadas estabilizadas por puntales diagonales.
Las eficientes alas del diseño TTBW añaden sustentación y podrían resultar en un menor consumo de combustible y emisiones para futuras aeronaves comerciales de pasillo único. Un equipo del Laboratorio de Cargas de Vuelo del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la Nasa en Edwards, California, está utilizando el modelo, llamado Mock Truss-Braced Wing, para verificar el concepto y sus métodos de prueba.
El modelo de ala y el puntal tienen instrumentos instalados para medir la tensión y luego se fijan a un marco de prueba vertical rígido. Un cable que cuelga de una parte superior del marco estabiliza el modelo de ala para las pruebas. Para estas pruebas, los investigadores decidieron montar el ala de aluminio de tres metros de largo boca abajo, agregando pesos para aplicar tensión. La orientación invertida permite que la gravedad simule la sustentación que experimentaría un ala en vuelo.
“Un puntal reduce la estructura necesaria en el ala principal y el resultado es un menor peso estructural y un ala más delgada”, dijo Frank Pena, director de pruebas de alas simuladas de la Nasa. “En este caso, la prueba midió las fuerzas de reacción en la base del ala principal y en la base del puntal. Existe una cierta cantidad de carga compartida entre el ala y el puntal, y estamos tratando de medir qué parte de la carga permanece en el ala principal y qué parte se transfiere al puntal”.
Para recopilar esas mediciones, el equipo añadió pesos uno a uno al ala y a la estructura. En otra serie de pruebas, los ingenieros golpearon la estructura del ala con un martillo instrumentado en lugares clave y monitorearon los resultados con sensores.
“La estructura tiene frecuencias naturales a las que quiere vibrar dependiendo de su rigidez y masa”, dijo Ben Park, director de pruebas de vibración terrestre del ala simulada de la Nasa. “Entender las frecuencias del ala, dónde están y cómo responden, es clave para poder predecir cómo responderá el ala en vuelo”.
Park dijo que agregar pesos a la punta del ala, golpear la estructura con un martillo y recopilar la respuesta de vibración es un método de prueba inusual porque agrega complejidad. El proceso vale la pena, dijo, si proporciona los datos que buscan los ingenieros. Las pruebas también son únicas porque Nasa Armstrong diseñó, construyó y ensambló el ala, el puntal y el dispositivo de prueba, y realizó las pruebas.
Ahora que las pruebas de calibración de cargas y vibración del ala de 10 pies están casi terminadas, el equipo del Laboratorio de Cargas de Vuelo Armstrong de la Nasa está trabajando en el diseño de un sistema y hardware para probar un modelo de 15 pies hecho de un compuesto de grafito y epoxi. El equipo de Tecnología de Transporte Aéreo Avanzado (TTBW) del Centro de Investigación Langley de la Nasa en Hampton, Virginia, está diseñando y construyendo el modelo, que se denomina Experimento Estructural del Ala que Evalua el Refuerzo de Armazón.
El modelo de ala más grande se construirá con un diseño estructural que se asemejará más a lo que podría volar en un futuro avión comercial. Los objetivos de estas pruebas son calibrar las predicciones con datos de deformación medidos y aprender a probar estructuras de aeronaves novedosas como el concepto TTBW.
El proyecto de Tecnología de Transporte Aéreo Avanzado de la Nasa se enmarca en el Programa de Vehículos Aéreos Avanzados de la agencia, que evalúa y desarrolla tecnologías para nuevos sistemas de aeronaves y explora conceptos prometedores de viajes aéreos.
