Liderado por la filial de Airbus y la incubadora de tecnología UpNext, el proyecto eXtra Performance Wing realizó su primer vuelo estableciendo una base para futuras reducciones en el consumo de combustible. El objetivo es mejorar el rendimiento de los vuelos y responder a las preocupaciones medioambientales repensando completamente las alas de los aviones tal como se conocen hoy.
Utilizando la biomímesis (ingeniería de inspiración biológica), el proyecto busca desarrollar un ala que pueda cambiar de forma durante el vuelo para maximizar su eficiencia aerodinámica. Si el concepto tiene éxito y se integra en nuevos aviones, tiene el potencial de reducir significativamente el consumo de combustible.
El primer vuelo ha sido un hito importante para el proyecto porque el demostrador está equipado con los sistemas exactos que tendrá cuando se instalen las eXtra Performance Wings para las pruebas de vuelo a partir de 2025. Los ingenieros medirán importantes métricas de rendimiento de referencia que se utilizarán para determinar el impacto del nuevo diseño del ala, como las reducciones en las emisiones de CO2 y el consumo de combustible.
Si bien las tecnologías eXtra Performance Wing podrían aplicarse a cualquier tipo de aeronave y sistema de propulsión, el demostrador elegido es un aviót ejecutivo Cessna Citation VII modificado. Como la envergadura prevista del eXtra Performance Wing es de más de 50 metros de largo (la envergadura de un A320 tiene 35,8 metros), la envergadura de 16 metros del Cessna representa un modelo a escala de aproximadamente un tercio del diseño final.
«Las cosas son evidentemente más sencillas a menor escala», afirma Sebastien Blanc, director técnico de eXtra Performance Wing. «Pero elegimos el Cessna específicamente porque constituía el mejor equilibrio entre la complejidad del proyecto y la representatividad del diseño final».
Lanzado en septiembre de 2021, el proyecto eXtra Performance Wing forma parte de la cartera Wing Research de Airbus. Este proyecto explora algunas de las muchas tecnologías que algún día podrían integrarse en la próxima generación de aviones Airbus y complementa el programa Wing of Tomorrow. Airbus UpNext busca acelerar las tecnologías futuras mediante el desarrollo de avances tecnológicos radicales en un entorno ágil.
El objetivo general del proyecto eXtra Performance Wing es proporcionar múltiples configuraciones de alas que se adapten dinámicamente a las condiciones de vuelo. El diseño incorpora innovadoras tecnologías de control activo, así como cambios físicos en la estructura del ala. Los sensores de ráfagas en la parte delantera del avión registrarán cambios en la turbulencia, lo que provocará ajustes relevantes en las superficies de control del ala. «Este sistema está diseñado para ser completamente automático», afirma Blanc. «Las tecnologías eXtra Performance Wing, que cambian la forma del ala imitando las plumas de un pájaro, se ajustarán automáticamente para maximizar el flujo aerodinámico».
También están las puntas de las alas con bisagras, que tienen un doble propósito. En tierra evitan que el avión supere la envergadura máxima que puede albergar en las puertas del aeropuerto (36 metros), y en el aire son flexibles, capaces de cambiar de forma para no ejercer demasiada presión sobre el ala. Las puntas de las alas también permiten lograr una envergadura más larga, aumentando la sustentación y reduciendo la resistencia.
Para garantizar la viabilidad del concepto, ya se ha probado exhaustivamente un modelo de túnel de viento impreso en 3D a bajas velocidades en las instalaciones de investigación de alas de Airbus en Filton, Reino Unido. Una vez completadas las pruebas, se ha finalizado el diseño y ya ha comenzado la fabricación de las diferentes piezas del ala. La producción del demostrador eXtra Performance Wing es un ejemplo clásico de colaboración entre las cuatro naciones fundadoras de Airbus: el Reino Unido fabrica las alas, España construirá las puntas de las alas plegables y el sistema de alta elevación se diseñará en Alemania. La modificación y montaje del avión se realizará en Francia.
Una vez que las pruebas de vuelo iniciales hayan recopilado suficientes datos de referencia, el demostrador volará a Cazaux, Francia, donde tendrá su base durante el resto del proyecto. Se integrará un sistema de operación remota en el avión, seguido de vuelos para probar la comunicación entre las 20 antenas del avión y el centro de control en tierra. Luego, en 2024, las eXtra Performance Wings se conectarán al Cessna y se someterán a pruebas en tierra antes de que comiencen los primeros vuelos en 2025.
El demostrador será pilotado de forma remota durante las pruebas de vuelo para permitir a los ingenieros de UpNext llevar las tecnologías a bordo al límite. Como el Cessna es sólo un demostrador y no se pondrá en producción, la decisión de que un piloto pruebe el avión desde un centro en tierra en lugar de a bordo también alivia la necesidad de certificar el demostrador para vuelo tripulado. “Queremos que las pruebas de vuelo expongan el eXtra Performance Wing a tantas situaciones de vuelo realistas como sea posible. Esto dará a las diferentes tecnologías la mejor oportunidad posible de demostrar su valía y de integrarse algún día en las alas del mañana”, explica Blanc.
Los resultados de las pruebas de vuelo pilotadas remotamente determinarán el éxito de las diferentes tecnologías, pero Blanc ya dice que el proyecto está dando sus frutos. “Ya estamos viendo los frutos de nuestro trabajo y hemos aprendido mucho a lo largo del camino. Tenemos aquí una oportunidad real de contribuir a reducir el consumo de combustible. Tener el potencial para cambiar la industria aeroespacial de esta manera es enorme”.
