Redacción BLes – Un equipo de ingenieros del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) y de la NASA (Agencia Nacional de la Aeronáutica y del Espacio) desarrollaron un ala de avión cuya forma se adaptará a cada fase de vuelo -despegue y aterrizaje, crucero, maniobra, etc.- proporcionando mayor control y eficiencia aerodinámica, e incluso reduciendo costes en la fabricación de las aeronaves.

Este nuevo y revolucionario enfoque en la construcción de las alas de aviones podría permitir una “mayor flexibilidad en el diseño y la fabricación de futuros aviones”, informó el MIT en su sitio web.

El ala, ensamblada a partir de cientos de pequeñas piezas idénticas, cambiaría de forma autónomamente, provocando una reducción en el consumo de combustible.

El prototipo del “sistema de material programable aplicado como una estructura aeroelástica de gran tamaño, ultraligera y ajustable” se probó con éxito en el túnel de viento de alta velocidad de la NASA en el Langley Research Center según se describe en un artículo publicado en Internet en la revista ‘Smart Materials and Structures’.

Ala ultraligera y deformable en el túnel de viento de alta velocidad de la NASA en el Langley Research Center.
Ala ultraligera y deformable en el túnel de viento de alta velocidad de la NASA en el Langley Research Center.

La estructura, compuesta por miles de pequeños triángulos, forma un “metamaterial” mecánico que combina la rigidez estructural de un polímero similar al caucho con la extrema ligereza y baja densidad de un aerogel.

Deformación aerodinámica automática

“Somos capaces de ganar eficiencia al ajustar la forma a las cargas en diferentes ángulos de ataque”, explicó Cramer, autor principal del artículo refiriéndose a que el ala, o secciones de ella, se doblan automáticamente en formas específicas en respuesta a tipos particulares de esfuerzos.

“Somos capaces de producir exactamente el mismo comportamiento que usted haría activamente, pero lo hicimos pasivamente”, añadió.

El avión que cambia de forma al despegar, aterrizar y volar de la NASA (Imagen ilustrativa)
El avión que cambia de forma al despegar, aterrizar y volar de la NASA (Imagen ilustrativa)

“En lugar de requerir superficies móviles separadas, como los alerones, para controlar el balanceo y la inclinación del avión, como hacen las alas convencionales, el nuevo sistema de ensamblaje permite deformar toda el ala, o parte de ella, mediante la incorporación de una mezcla de componentes rígidos y flexibles en su estructura”, abundó el coautor Benjamin Jenett, estudiante de postgrado en el Centro de Bits y Átomos del MIT.

“Los diminutos subconjuntos, que se atornillan para formar una estructura abierta y ligera, se cubren con una fina capa de material polimérico similar al de la estructura”, añadió Jenett.

El diseño ultraligero resultaría “mucho más eficiente energéticamente que los de diseño convencional, ya sean de metal o de materiales compuestos”, aseguró a la revista SCI-News, porque “cada una de las fases de un vuelo tiene su propio conjunto de parámetros óptimos”, y un ala rígida “no está optimizada para ninguna de ellas”, y por lo tanto “sacrifica la eficiencia”.

Niveles de producción escalable

La nueva versión de ala deformable -de entre 4 y 5 metros de largo-, será la última ensamblada a mano ya que se evalúa la fabricación de las piezas que forman la rejilla, mediante inyección con resina de polietileno en un molde tridimensional -un cubo hueco con sus lados del grosor de un fósforo- y que “el proceso repetitivo” de ensamblaje lo desarrollen “un enjambre de pequeños y sencillos robots” autónomos.

Se estima que el moldeo por pieza sería de 17 segundos, acercándolo “mucho más a unos niveles de producción escalables”.

La rígidez sería aproximadamente la del caucho pero con una milésima parte de su densidad ya que prácticamente todo el interior del ala sería hueco.

“Puedes hacer cualquier geometría que quieras. El hecho de que la mayoría de los aviones tengan la misma forma -esencialmente un tubo con alas- se debe a los gastos”, señaló Jenett poniendo de manifiesto la versatilidad del nuevo material, y la revolución que puede suponer para el mundo de la aviación.

Ensamblaje a mano del ala.
Ensamblaje a mano del ala.

“No siempre es la forma más eficiente. Pero las inversiones masivas en diseño, herramientas y procesos de producción hacen que sea más fácil permanecer con configuraciones establecidas desde hace mucho tiempo”.

Asimismo, comentó que con este material se están desarrollando montajes similares para “construir estructuras en el espacio, que podrían ser útiles para puentes y otras estructuras de alto rendimiento”, dado que se forman de componentes ensamblables y, por ende, mucho más fáciles y baratos de transportar.

“La investigación demuestra que es prometedora para reducir los costos y aumentar el rendimiento de estructuras grandes, ligeras y rígidas”, concluyó Daniel Campbell, investigador de estructuras de Aurora Flight Sciences, una compañía filial de Boeing, que no participó en el proyecto.

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Temas: Categorías: Ciencia

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