Explotación de un borde de salida de ala retorcida multifuncional para la mejora del rendimiento de un avión regional de 90 asientos con turbopropulsor
Autores: Rea, Francesco; Amoroso, Francesco; Pecora, Rosario; Moens, Frederic
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Explotación de un borde de salida de ala retorcida multifuncional para la mejora del rendimiento de un avión regional de 90 asientos con turbopropulsor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Ala de aeronave
Rendimiento aerodinámico
Borde de salida
Multifuncional
Ala NLF
Eficiencia aerodinámica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Las alas de los aviones de transporte modernos han alcanzado niveles casi máximos de eficiencia energética y aún hay margen para mejoras relevantes. Una estrategia prometedora para mejorar la eficiencia de los aviones es cambiar la forma del ala del avión en vuelo para maximizar su rendimiento aerodinámico en todas las condiciones operativas. En el presente trabajo, esto se ha desarrollado en el marco del proyecto de investigación europeo Clean Sky 2 (REG-IADP), donde los autores se centraron en el diseño de un borde de salida retorcido multifuncional para un ala de Flujo Laminar Natural (NLF). Un borde de salida de ala multifuncional se utiliza para mejorar el rendimiento del avión durante el ascenso y las condiciones de crucero fuera de diseño en respuesta a variaciones en la velocidad, altitud y otros parámetros de vuelo. El dominio de investigación del novedoso dispositivo a escala completa cubre 5.15 m a lo largo de la envergadura del ala y el 10% de la cuerda local del ala. En cuanto al borde de salida del ala, se aborda completamente el proceso de diseño estructural y cinemático preliminar del sistema de actuadores: se requieren tres motores brushless rotativos (colocados en las secciones de raíz, central y punta) para activar los mecanismos internos que permiten diferentes modos de morfología del borde de salida. El diseño estructural del borde de salida compuesto de sección cerrada y paredes delgadas representa un concepto prometedor, que cumple con los requisitos conflictivos de capacidad de carga y adaptabilidad de forma. El rendimiento del sistema de actuadores y las deformaciones aeroelásticas, considerando tanto las condiciones aerodinámicas operativas como las de carga límite, demuestran el potencial del concepto estructural propuesto para ser eficiente en energía y ligero para la implementación real en aviones. Finalmente, la evaluación del rendimiento del ala exterior de flujo laminar natural (NLF) adaptada con el borde de salida multifuncional se realiza mediante análisis aerodinámicos de alta fidelidad. Para tal ala NLF, este dispositivo puede mejorar la eficiencia aerodinámica del avión durante condiciones de ascenso a alta velocidad.
Descripción
Las alas de los aviones de transporte modernos han alcanzado niveles casi máximos de eficiencia energética y aún hay margen para mejoras relevantes. Una estrategia prometedora para mejorar la eficiencia de los aviones es cambiar la forma del ala del avión en vuelo para maximizar su rendimiento aerodinámico en todas las condiciones operativas. En el presente trabajo, esto se ha desarrollado en el marco del proyecto de investigación europeo Clean Sky 2 (REG-IADP), donde los autores se centraron en el diseño de un borde de salida retorcido multifuncional para un ala de Flujo Laminar Natural (NLF). Un borde de salida de ala multifuncional se utiliza para mejorar el rendimiento del avión durante el ascenso y las condiciones de crucero fuera de diseño en respuesta a variaciones en la velocidad, altitud y otros parámetros de vuelo. El dominio de investigación del novedoso dispositivo a escala completa cubre 5.15 m a lo largo de la envergadura del ala y el 10% de la cuerda local del ala. En cuanto al borde de salida del ala, se aborda completamente el proceso de diseño estructural y cinemático preliminar del sistema de actuadores: se requieren tres motores brushless rotativos (colocados en las secciones de raíz, central y punta) para activar los mecanismos internos que permiten diferentes modos de morfología del borde de salida. El diseño estructural del borde de salida compuesto de sección cerrada y paredes delgadas representa un concepto prometedor, que cumple con los requisitos conflictivos de capacidad de carga y adaptabilidad de forma. El rendimiento del sistema de actuadores y las deformaciones aeroelásticas, considerando tanto las condiciones aerodinámicas operativas como las de carga límite, demuestran el potencial del concepto estructural propuesto para ser eficiente en energía y ligero para la implementación real en aviones. Finalmente, la evaluación del rendimiento del ala exterior de flujo laminar natural (NLF) adaptada con el borde de salida multifuncional se realiza mediante análisis aerodinámicos de alta fidelidad. Para tal ala NLF, este dispositivo puede mejorar la eficiencia aerodinámica del avión durante condiciones de ascenso a alta velocidad.