Vacuplane, el avión que vuela por «células de vacío»

Yo iba a escribir una entrada rápida para el blog por una foto que he visto en Facebook. Investigué un poco y terminé leyendo cinco patentes y un trabajo de fin de grado. Está visto que nunca aprendo y acabo haciendo siempre lo mismo… así que espero que disfrutéis del resumen.

Tanto la entrada de Facebook como el nombre original hacen referencia a que el creador, Edward H. Lanier había logrado un ala que funcionaba con «células de vacío», y que además de necesitar alas más cortas que un avión normal, era más estable a velocidades cercanas a la pérdida.

Investigando un poco más he encontrado un trabajo universitario que ha confirmado todo lo que yo pensaba acerca del sistema de «células de vacío». ¿Vamos allá?

¿Recordáis cómo funciona un ala? En resumen, se generaba un torbellino o circulación alrededor del perfil aerodinámico y ésto hacia que el aire que circula por la parte superior del ala lo haga más rápido que el de la parte inferior, y por tanto hay una menor presión en el extradós que en el intradós, que produce una fuerza perpendicular al aire incidente, que descomponemos en sustentación y resistencia.

Esta teoría permite explicar no sólo el cómo funciona un ala convencional, sino también los rotores de Fletner y otros inventos raros.

Cuando hablamos de la entrada en pérdida, y de los hipersustentadores introdujimos otros conceptos, como el soplado de la capa límite para energizarla y que el aire no se desprendiera.

Con sistemas como los slats, hacíamos que entrara aire de la parte de mayor presión a la zona de menor presión, dando más velocidad al aire y no sólo retrasando la pérdida, sino además proporcionando sustentación extra, lo que permite volar más lento o con menos ala.

Hemos vuelto sobre este concepto tanto con el Shin Maywa como con el Turbo Wing. En este caso añadíamos que otra forma de favorecer ese torbellino es soplando el aire con el propio motor. Por eso muchos aviones de transporte militar táctico tienen las hélices montadas de tal modo que fuerzan que el aire que sale de ellas atraviese el ala y los flaps. Y por eso se ha puesto de moda la propulsión distribuida con motores soplando toda la envergadura, u otras innovaciones STOL como el caso del slat con ventiladores eléctricos de Cub-crafters.

En el caso del Turbo Wing la hélice está situada en la zona del flap, así que el avión vuela por otros medios de propulsión mientras que la helice situada en el flap se encarga exclusicamente de forzar la circulación entorno al ala.

Volvamos ahora al Vacumplane.

Como puede verse en las imágenes, se trata de un ala muy ranurada y soplada por la hélice del aparato, lo que fuerza la circulación del aire, haciendo un avión controlable a muy baja velocidad. Además cuenta con winglets en la punta de plano, lo que reduce la formación de torbellinos de punta de ala, aumentando la eficiencia del ala al reducir su resistencia.

Estudiando las cinco patentes, cada vez más detalladas, observamos que con el paso del tiempo la configuración del ala se parece cada vez más al moderno ala con flap fowler y ranurado y slat móvil, aunque comienza con simples «células de vacío», o ranuras que comunican el intradós y el extradós.

¿Y lo de la estabilidad a baja velocidad? Los primeros aviones que hicieron no tenían la envergadura tan corta. Lo que sí tenían eran un perfil aerodinámico con un espesor considerablemente mayor que al usado habitualmente en la época. Y, como aprendimos cuando hablamos de la pérdida, los perfiles muy delgados llevan a pérdidas muy bruscas, mientras que los perfiles gruesos tienen pérdidas más progresivas. Así que creo, simplemente, que cuando hablaban de estabilidad a baja velocidad y cerca de la pérdida se referían a pérdidas más «dulces» que las acostumbradas.

Fotos de aquí.