LamAirR: efecto verde con alas al revés
La meta es que hasta el año 2020 los aviones reduzcan el consumo de combustible en un 50 por ciento. Carsten M. Liersch, ingeniero del Instituto de Aerodinámica y Tecnología de Transportes, diseña los aviones del futuro en esta dependencia de la Agencia alemana de Investigaciones Aeronáuticas y del Espacio (DLR), con sede en Braunschweig. Liersch explica por qué en Alemania se construye un avión con las alas dirigidas hacia adelante y no hacia atrás.
“Queremos diseñar aviones más eficientes reduciendo el consumo de combustible. Para ello, aprovechamos la técnica LamAiR de corrientes de aire. Con esta técnica, las corrientes de aire se mantienen más cercanas a las alas, fluyendo así mucho más tranquilas y suaves que con la técnica convencional porque la fricción es menor; lo que permite ahorrar combustible.”
LamAiR, una sigla del inglés Laminar Aircraft Research, consiste en combinar la posición de las alas con la implementación de una lámina que reduce la fricción del viento y, por lo tanto, el consumo de gasolina.
“En principio, un avión vuela a través del aire en suspenso. Solo que el choque entre el aparato y el aire crea una capa de pocos milímetros que es la que entra en fuerte movimiento”, explica Arne Seitz, de DLR. Mientras en el aire en suspenso se registran 0 kilómetros de velocidad, en la delgada capa de aire que envuelve el avión se registran 800 kilómetros por hora o más. La intención de los investigadores es reducir la fricción justo en esta delgada, pero turbulenta franja de aire.
La dirección de las alas es uno de los componentes del sistema LamAiR que busca bajar la resistencia al aire. Carsten M. Liersch…
“Las alas dirigidas hacia adelante permiten, gracias a efectos geométricos, implementar más fácilmente la técnica LamAiR.”
Una técnica que permite ahorrar un 10% de combustible y aprovechar mejor la técnica de láminas de carbono que recubren las alas y que tienen millones de puntos perforados del diámetro de un pelo. Para una superficie de 7,5 metros cuadrados de un Airbus 320, por ejemplo - el avión para el cual se desarrolla esta técnica – se necesitan 30 millones de orificios abiertos con rayos láser, cuenta Matthias Horn, del Instituto de Construcciones de DLR.
La función de los minúsculos orificios es la de inducir el turbulento aire de la capa más próxima al avión hacia una planta de absorción instalada debajo de la cola de la nave. El sistema de absorción está, a su vez, compuesto por 19 cámaras que transportan el aire revuelto hacia la planta aspiradora. La absorción del aire modifica las corrientes de aire cercanas al aparato de tal forma que fluyen más suavemente en torno al avión, reduciendo la fricción.
Los ensayos de laboratorio, llevados a cabo en un canal de viento, se han ejecutado en aviones recubiertos con láminas perforadas que cubren el 40 por ciento de la superficie de la nave. Un recubrimiento total permitiría reducir la resistencia en un 15 por ciento.
El sistema LamAiR requiere de una tercera modificación. Al cambio en la dirección de las alas hacia adelante y el recubrimiento con una lámina perforada, se suma la ubicación de las turbinas que los aviones comerciales modernos llevan, por lo general, incrustadas debajo de las alas.
Las turbinas de un avión con las alas hacia adelante no van debajo de las alas, sino atrás, como en el caso de los McDonell Douglas. Carsten Liersch explica las ventajas.
“Los aviones aumentan su eficiencia con el tamaño. Las turbinas incrustadas en las alas dictan la longitud del tren de aterrizaje. Si estos dos elementos no se adaptan, un avión puede estar llevando más peso del que necesita, aumentando así el consumo de combustible… y el ruido en la fase de aterrizaje. Si los motores se ubican atrás de la cabina, el tren de aterrizaje puede ser más pequeño.
La idea es que la corriente laminar en las alas no debe ser interferida por las turbinas incrustadas en las alas. Pero aún faltan algunas cosas por resolver para que se construya este avión del futuro:
“Es la primera vez que se utiliza la combinación de alas dirigidas hacia adelante y la técnica laminar. Esto tiene que ver con que hay desventajas estructurales de la construcción que aún no han sido del todo solucionadas. Pero los nuevos materiales nos permiten ahora solucionar los problemas.”
Autor: José Ospina-Valencia
Editora: Emilia Rojas