Aunque los últimos ensayos se han realizado sobre un F-15B, NASA publica como avance una foto de 2019 de un vuelo de prueba con un T-38 Talon.
Estas ondas de choque se ven saliendo de un entrenador T-38 durante los vuelos de pruebas de 2019, utilizando técnicas y equipos de fotografía de Schlieren. Con el Airborne Schlieren Photography System, el Armstrong Flight Research Center de la NASA está refinando el equipo para respaldar las pruebas de vuelo del avión supersónico de onda de choque silenciosa X-59 de la NASA. Dichas imágenes ayudarán a los ingenieros a validar las tecnologías de reducción del estampido sónico.
Utilizando una cámara fotográfica especial, los investigadores del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California, capturaron recientemente imágenes de las ondas de choque provenientes del avión de investigación F-15B.
Los investigadores de Armstrong continúa refinando el uso de un proceso llamado fotografía Schlieren, que captura imágenes de ondas de choque de sonido, para respaldar la investigación Quesst y su pieza central, el avión supersónico silencioso X-59. (la imagen arriba mostrada es una vieja conocida de 2019, esperaremos con ganas que se hagan públicas las del F-15B, mientras tanto se pueden encontrar muchas más aquí)
Al igual que una superficie caliente en verano cambia la densidad del aire cercano, haciendo que los objetos en el fondo parezcan borrosos, la onda de choque hace que la presión y la densidad del aire cambien justo detrás de ella, y gracias a estos cambios funciona la fotografía de Schlieren, aunque necesita ser procesada posteriormente por software específico en un ordenador.
Si bien el uso de la fotografía Schlieren por parte de la NASA se enfoca en poder ver algún día las ondas de choque del X-59, sus aplicaciones van más allá, y los investigadores creen que también podrían aplicar la técnica para diseñar otros aviones o mejorar el flujo de aire alrededor de los camiones, u optimizar la ubicación de las turbinas eólicas.
La inteligencia artificial llega a las torres de control para ejercer de controlador aéreo en las ciudades. En proyecto de la NASA facilitar el control aéreo en un espacio aéreo urbano que, de triunfar la movilidad aérea urbana, podría congestionarse y saturar el cielo, y a los controladores.
Las ciudades son lugares complicados para volar. Los edificios altos, vientos propios encauzados por las calles, térmicas del asfalto, turbulencias y rotores a sotavento de los edificios… y otros factores presentan desafíos para los vehículos aéreos actuales, como los helicópteros de la policía o de emergencias, y futuras aeronaves de movilidad aérea urbana. Y ahí es donde el proyecto Data & Reasoning Fabric (DRF) de la NASA puede ayudar a gestionar el espacio aéreo urbano y permitir la integración de una gran cantidad de aeronaves en él sin saturarlo. La intención de la NASA con el proyecto DRF es desarrollar una tecnología que ayude a formar un tejido (fabric) de inteligencia conectado y entrelazado que envíe información específica y adaptada a cada aeronave, dondequiera que se encuentre.
Esto es, DRF es un sistema basado en una inteligencia artificial capaz de procesar y distribuir datos en tiempo real a cada una de las aeronaves que esté volando en la ciudad, gestionando el espacio aéreo para permitir la implementación de las soluciones de movilidad aérea urbana, manteniendo los altos estándares de seguridad de la aviación, permitiendo el vuelo seguro dentro de la ciudad.
En resumen, un sistema automatizado y autónomo de control aéreo, entenderemosv que supervisado por controladores aéreos.
En febrero y marzo, el equipo realizará la primera prueba de su tecnología en un área urbana simulada, modelada en el área metropolitana de Phoenix.
Los ensayos
A principios de febrero, la NASA y otras empresas, universidades y oros socios comenzaron las pruebas de campo del prototipo actual
Esta actividad puede ayudar a los proveedores de datos y servicios de apoyo a la toma de decisiones a comprender mejor las necesidades de los futuros usuarios del espacio aéreo y los beneficios de DRF. Los usuarios pueden comparar múltiples servicios para seleccionar el que mejor se adapte a sus necesidades: datos meteorológicos de esta fuente, actualizaciones de tráfico aéreo de otra. Con un mayor desarrollo, esperamos que este modelo impulse potencialmente la innovación en la industria, lo que podría conducir a mejoras en la calidad de los servicios del espacio aéreo.
Kenneth Freeman, investigador principal de DRF en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California.
La prueba de Phoenix analiza escenarios específicos donde DRF podría ser útil, estudiándolos en el contexto de un vuelo simulado de drones para entregar equipos y suministros médicos desde el centro de Phoenix a las áreas más alejadas de la gran región.
Los escenarios futuros podrían involucrar la administración de insulina para personas en lugares con acceso limitado a los servicios de atención médica o cambiar la ruta de un taxi aéreo en caso de eventos meteorológicos adversos.
Los participantes de la prueba están trabajando dentro del ecosistema digital habilitado por DRF, evaluando su capacidad para seleccionar datos y servicios de razonamiento que respalden un vuelo seguro y autónomo.
El potencial de DRF para acelerar la respuesta de emergencia aerotransportada se ilustró en una prueba anterior con el ala californiana de Civil Air Patrol. Usando vuelos simulados de drones, la tecnología DRF ayudó a localizar más rápido de lo habitual incendios forestales inducidos por rayos.
Respuestas ágiles a anomalías
Los ensayos actuales estudian cómo de rápido puede admitir el cambio de ruta de una aeronave debido a varias anomalías diferentes: interrupciones de comunicación, por ejemplo, entre la aeronave y los sensores que envían los datos meteorológicos a la aeronave, ayudas para la navegación o control de tierra, un dron no identificado o inesperado en la ruta de vuelo, y cambios repentinos en las condiciones climáticas locales. ¿Tendrán en cuenta también las bandadas de pájaros?
En tales escenarios, la tecnología DRF está diseñada para alertar a una aeronave que se acerca a una de estas anomalías y conectarla a servicios que pueden proporcionar más información y orientación para responder con agilidad.
Para lograr sus objetivos, DRF utiliza computación perimetral, un sistema en el que los datos se manejan, procesan y almacenan localmente, en lugar de enviarse a una nube o un centro de datos, para reducir la latencia. Esto reduce los retrasos asociados con la transmisión de grandes conjuntos de datos y permite una toma de decisiones más rápida en situaciones donde el tiempo de procesado y distribución es crítico.
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En 2015 os enseñamos un vídeo de la NASA en la que realiza un ensayo con una Cessna, y la estampa contra el suelo para entender dónde es mejor colocar unas balizas. Y, desde entonces, he de reconocer que nos hemos aficionado un tanto a estos espectaculares ensayos de impacto. Son similares a los famosos crash test de la automoción, pero para ensayar aporrizajes severos.
Se equipa la aeronave con sensores, se equipa con maniquíes para simular que son personas, se llena de acelerómetros, se pinta la aeronave de una forma específica para facilitar el trabajo a las cámaras… se carga a través de unas eslingas y se alza en el pórtico desde el que se va a dejar caer, ¡y a estampar aviones en nombre de la ciencia!
Os dejamos algunos de estos ensayos.
Como curiosidad, el último ensayo de este tipo del que tenemos constancia, es el de un fuselaje más o menos característico de un eVTOL. Hay que destacar también que el ensayo se realiza sin tren de aterrizaje ni patines, entendemos que simulando un aterrizaje de emergencia en una aeronave de este estilo que ha tenido problemas para desplegar el tren. Los resultados no fueron muy alentadores… así que es de esperar que pidan algún tipo de medida correctiva. ¿Llevar tren o patines fijo?
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Northrop Grumman está colaborando con la NASA para desarrollar y probar soluciones para integrar grandes sistemas de aeronaves no tripuladas en el espacio aéreo estadounidense.
El esfuerzo se centrará en las operaciones de carga aérea y es parte del subproyecto Pathfinding for Air Traffic Management-eXploration (ATM-X) de la NASA para el espacio aéreo con vehículos autónomos. Este trabajo incluirá la coordinación con la FAA, revisiones de preparación de vuelo y desarrollo de un plan de prueba para simulaciones y demostraciones de vuelo.
Al asociarnos con la NASA, detallaremos los requisitos y las soluciones para hacer posible que las aeronaves autónomas, en este caso de carga aérea, se integren sin problemas y de manera segura en el espacio aéreo nacional. Nuestro trabajo conjunto mejorará el acceso al espacio aéreo y transformará la forma en que se utilizan los sistemas no tripulados para transportar mercancías a través de los EE. UU.
Tom Jones, vicepresidente corporativo y presidente de Northrop Grumman Aeronautics. Sistemas
Visión artística del demostrador del airliner del futuro, con ala super esbelta y arriostrada
En el intento de lograr reducir las emisiones de la aviación, Boeing y la NASA han lanzado un proyecto de 425 millones de dólares para diseñar y fabricar un avión demostrador de lo que podría ser el avión de aerolínea del futuro.
Este avión mantiene la forma clásica de fuselaje de tubo, e incorpora un ala de gran alargamiento arriostrada. El ala de gran alargamiento reduce la resistencia inducida, y la riostra hace posible esta gran envergadura sin subir en exceso el peso de la unión al fuselaje, o encastre.
Alas de tal envergadura podrían requerir mecanismos de plegado, cual avión de portaaviones, si superasen las envergaduras para las que están diseñados actualmente los aeropuertos.
Para los que esperaban un avión del futuro con forma de ala volante, explicar que mantener la forma de tubo tiene sentido dado que en un ala volante la presurización es compleja, el tiempo de evacuación podría crecer, las posiciones de los asientos más alejadas de la línea central del avión podrían ser incómodas para los pasajeros durante distintas maniobras, además de que la logística aeroportuaria, incluidas terminales, están diseñadas para aviones de fuselaje tipo tubo. Así pues no es sorprendente que se mantenga esta configuración de tubo y ala.
También podemos observar en el modelo que la flecha del ala, la inclinación hacia atrás de la misma, es menor, de lo que se infiere unas menores velocidades de crucero. Por la forma del ala y la posición de los motores en él se abre la posibilidad a nuevas motorizaciones, desde turbofanes de más alto índice de derivación a turbohélices avanzados o incluso conceptos de rotor abierto.
– La NASA, Boeing y sus socios tienen como objetivo reducir el uso de combustible y las emisiones hasta en un 30 % en aviones de pasillo único
– Los avances en tecnología sostenible son cruciales para alcanzar el objetivo de la aviación civil de tener cero emisiones netas de carbono para 2050
La NASA seleccionó a Boeing para liderar el desarrollo y las pruebas de vuelo de un demostrador tecnológico del concepto Transonic Truss-Braced Wing (TTBW).
Las tecnologías demostradas y probadas como parte del programa Demostrador de vuelo sostenible (SFD) proporcionarán información imprescindible para los diseños futuros , que podrían conducir a avances aerodinámicos y de eficiencia de combustible.
Cuando se combina con los avances esperados en los sistemas de propulsión, los materiales y la arquitectura de los sistemas, un avión de pasillo único con una configuración TTBW podría reducir el consumo de combustible y las emisiones hasta en un 30 % en relación con los aviones de pasillo único más eficientes de la actualidad, dependiendo del perfil del vuelo. El programa SFD tiene como objetivo promover el compromiso de la industria de la aviación civil de alcanzar cero emisiones netas de carbono para 2050, así como los objetivos establecidos en el Plan de Acción Climática de la Aviación de EE. UU. de la Casa Blanca.
Las alas ultra esbeltas arriostradas de gran alargamiento, podrían eventualmente acomodar motores más avanzados, cuyo uso ahora queda restringido por la falta de espacio debajo del ala en las configuraciones actuales. Para el vehículo de demostración, Boeing utilizará elementos de vehículos existentes y los integrará con componentes completamente nuevos.
La financiación de la NASA a través del Acuerdo de la Ley Espacial SFD asciende a 425 millones de dólares. El programa SFD también aprovechará hasta $ 725 millones en fondos de Boeing y sus socios de la industria para dar forma al programa de demostración y satisfacer las necesidades de recursos requeridas. Por separado, las inversiones internas anteriores de Boeing para las fases recientes de investigación de aviación sostenible totalizan $ 110 millones.
El concepto de fuselaje TTBW es el resultado de más de una década de desarrollo respaldado por la NASA, Boeing y las inversiones de la industria. Bajo programas anteriores de la NASA, incluido el programa Subsonic Ultra Green Aircraft Research de la agencia, Boeing realizó extensas pruebas en túneles de viento y modelado digital para avanzar en el diseño del TTBW. Los primeros estudios conceptuales comenzaron bajo el programa de Aviación Ambientalmente Responsable de la NASA.
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