Sandglass Patrol

Ya hemos dicho en mas de una y de dos ocasiones que en aviación hay modas. Es una forma como otra cualquiera de expresar que cuando hay una buena idea se intenta hasta que se consigue. A veces cuando se tiene la idea no se tienen materiales y medios adecuados para lograr el objetivo, pero según avanza el tiempo se van obteniendo mejores materiales, o simplemente materiales nuevos que antes no existían y entonces ideas que parecían geniales pero imposibles de conseguir se vuelven reales y se adoptan como soluciones de diseño operativas. Claro, que en otras ocasiones es solo el desconocimiento y falta de interés por aprender del pasado de lo que otros han intentado y se ha demostrado que es imposible lo que lleva al ser humano intentar repetirlo (preguntad a los de patentes cuántas máquinas de movimiento perpetuo les llevan para registrar cada año)
 

Que lo ideal es que el avión se adapte a las condiciones de vuelo variando su geometría creo que se ha tenido claro desde siempre. De hecho los flaps no son más que dispositivos que modifican la geometría del ala (su curvatura y su superficie alar en algunos casos) para obtener mejores condiciones aerodinámicas en determinadas situaciones de vuelo (despegue y aterrizaje, donde la velocidad de vuelo es muy baja). Lo mismo se puede decir de los slats. A partir de cierto momento se intentaron soluciones más arriesgadas, como por ejemplo un avión que fuese a veces monoplano a veces biplano, en función de si necesitaba volar rápido o ser muy maniobrable.

Este aparato de geometría variable no tuvo éxito, pero si se probaron otras formas de geometría variable que han funcionado con éxito, como el ala de flecha variable de los Tornado, Tomcat (ya ensayadas en el X-5 y antes en el Messerscmitt 1101– no no es que se parezcan mucho, es que el X-5 es desarrollo del Messer),

las alas oblicuas, o las alas de cuerda de geometría variable (sin ir mas lejos la del F-18). Y realmente… ¿quienes son los reyes del vuelo? Los pájaros, cuyos cuerpos no son rígidos, como los de nuestros aviones, que adaptan la posición y forma del ala, el cuerpo, la distribución del peso… en función de las necesidades de cada momento del vuelo para obtener unas actuaciones (performances para los que gustan de anglicismos innecesarios) con un rendimiento óptimo. Además les permite ser muy flexibles y adaptarse a muchas situaciones. Con nuestros pájaros metálicos (ultimamente de fibra de carbono también) de cuerpos rígidos estamos muy limitados, y hay que diseñarlos para un rango deactuaciones muy concreto. ¿Qué ocurriría si pudiéramos adaptar el avión con más flexibilidad al vuelo, a las características que realmente necesitamos?

 

¿ A qué llaman entonces Morphing Aircrafts? Pues ni más ni menos que llevar lo que se ha hecho tradicionalmente a límites antes no imaginados. Es conseguir un aparato que mediante mecanismos o en un futuro con materiales que puedan modificar sus propiedades, modifique su geometría. Es en definitiva un gran paso, la siguiente generación. Primero pasamos de los aparatos de madera tela y cables a los metálicos. Después vino la revolución e los aviones metálicos, la siguiente fue la revolución del cambio de motor de pistones al reactor. Ahora toca una nueva revolución: la de la geometría del avión. Nada de aviones rígidos, ahora hay que conseguir que su geometría se adapte a cada momento del vuelo. Imagino que se hará en dos pasos: primero con articulaciones y mecanismos. ¿Que necesito un perfil alar dado? Bajo los slats y los flaps el ángulo que necesito y ya lo tengo. Ya se que así funciona ahora el ala del F-18. La gracia es conseguir que cada ala funcione independiente del otro. ¿Y di lo conseguimos combinar con la variación de la flecha? ¿y si las alas del F-14 tuvieran control independiente de la flecha en función de la actitud del avión y las características necesarias en ese momento? El siguiente paso es un cambio en los materiales. Conseguir materiales ‘inteligentes’ con los que modificar la geometría del avión. Volar realmente como un pájaro, no porque el avión bata las alas, si no porque adaptará su cuerpo a las condiciones de vuelo, para lograr un control mejor y más efectivo ¿os imagináis un caza con esa capacidad de maniobra que daría combinar estas características y las toberas vectoriales?
 

La verdad es que, pensándolo de forma un poco más detenida entrar en estos detalles es ‘meterse en un jardín’ importante . ¿Cómo se verán modificados los efectos de aeroelasticidad en aviones elásticos? Y como ingeniero de cálculo de estructuras casi prefiero no ponerme a imaginar qué tiene que ser calcular eso…
 

El curso que se va a celebrar en Lisboa (Instituto Superior Tecico, Centro de Congressos de Lisboa) organizado por la European Science Foundation, esta semana tratará precisamente estos temas. Pretende revisar las tecnologías actuales y las que se están desarrollando que permiten o permitirán desarrollar aviones de geometría adaptable a sus condiciones de vuelo. Espertos que trabajan en el tema, en distintos sistemas y tecnologías desarrollarán el curso a través de charlas, presentaciones de proyectos, demostraciones y debates. Las nuevas ideas para las nuevas tecnologías serán también examinadas en sus respectivos campos. Podéis ver el programa del curso aquí: Programa en PDF

Podéis leer más en:

• Morphing Aircraft Materials, Mechanisms and Systems (NanoWerk)
• NASA nanotechnology research into shape-shifting airplanes (NanoWerk)