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Conferencia-15

Consideraciones de diseño-Future Airlines

Echemos un vistazo a lo que tenemos en la tienda para el futuro? ¿Cuáles van a ser exactamente las consideraciones de diseño clave y qué tipo de formas podríamos ver? ¿Cuáles son las características deseadas de un avión de transporte del futuro? La mayoría de los diseñadores de aviones están interesados en reducir el arrastre actuando en la aeronave atacando el arrastre inducido y para eso necesitamos alas con gran relación de aspecto. Los aviones de transporte de día moderno sin duda muestra alrededor de 8 a 9. El objetivo es llevarlo a 12. Ahora, para cumplir con este requisito, vamos a tener ahora alas muy esbeltas, así que son compuestos la respuesta.

Pero luego con alta relación de aspecto se empieza a entrar en el peligroso dominio de la aeroelasticidad donde se empezará a tener problemas con las operaciones, por lo que no sabemos si realmente tiene sentido. Podría haber mejores maneras de abordar el problema de la esbeltez de la aeronave o proporcionar una alta relación de aspecto y vamos a ver un par de intentos. La próxima gran área donde está ocurriendo mucha investigación es el flujo laminar natural.

¿Puede proporcionar este tipo de flujo? En la India, hemos tenido que transportar aviones, Saras y el nuevo RTA, el avión de transporte regional RTA-70. Ambos están intentando utilizar el flujo laminar natural en sus alas para abordar el problema de la reducción en el arrastre, pero hay muchas compensaciones que se deben considerar. Hay compensaciones respecto a los lugares donde el flujo puede ir de laminar a turbulento. Hay compensaciones en cuanto a la fabricación.

Así que miremos a 2 intentos de abordar este problema. Uno proviene del estable de Lockheed Martin apoyado por Virginia Tech y financiado por la NASA. Este esfuerzo se inició en algún lugar alrededor del 2005 y se llama ala basada en puntales para aviones de transporte. Así que los estudios han demostrado que si usamos strut para apoyar el ala de la aeronave, se puede ir por un ala muy esbelta como la que se muestra en este concepto particular de imagen o artista.

Este avión aún no ha volado con pasajeros, pero ha habido algunos pequeños modelos hechos como os mostraré muy pronto. Los estudios indican que utilizando un ala basada en puntales, se puede reducir el peso de despegue hasta en un 12 a 15% y el consumo de combustible a alrededor de 20 a 30% y también ruidos y emisiones mucho más bajos. Así que todas estas son características muy, muy deseables para los aviones de transporte del futuro. De hecho, estos están cumpliendo los objetivos especificados por la NASA para el avión del futuro.

También se ha hecho un estudio experimental de un avión de este tipo. Aquí está un video de la prueba de una pequeña UAV desarrollada por los estudiantes de la Universidad de Washington como parte de su último año o proyecto de diseño de avión de Capstone. Puedes notar que este fue un gran esfuerzo con varios equipos trabajando juntos para crear un ala basada en el strut. Obviamente porque es una Universidad no pueden hacerlo más que un modelo.

Algunas imágenes sobre el modelado y las vistas de este avión en particular. Fíjate que el motor también tiene una trasera serrada, al igual que ves en un Boeing 787 motores, el llamado motor bisiesto de GE. Estos son algunos estudios sobre la dinámica estructural y el modelado de la aeronave. Esta es una salida de código que se ve en los estudios de flexibilidad porque la principal preocupación que tienen los diseñadores es que este avión en particular soporta las cargas sin flexionar demasiado?

Pronto veremos un video de un ensayo de una UAV construida por estos estudiantes. Así que puedes notar que el ala de este avión parece ser muy delgada en comparación con las alas típicas que estás acostumbrado a ver.

Una manera más de abordar este problema es ir por un cuerpo de ala mezclada. Este es un concepto de DLR y una gran cantidad de investigación ha ido en DLR Alemania para llegar a este concepto de un avión con una configuración de cuerpo de ala combinada para el transporte. Se nota que es muy difícil decir dónde está el fuselaje y dónde está el ala porque ambos han sido mezclados. Se afirma por estos estudios que tal avión será mucho más ligero, más espacioso para los pasajeros.

Hoy en día, los pasajeros vuelan esencialmente en el tubo, lo que puede ser que digamos 10 personas al tanto, pero con esto usted puede tener una cabina de 50 al día y un gran teatro como el medio ambiente donde se puede sentar. Esta configuración se supone que es muy, muy eficiente en combustible, así como más ligero.
Sin embargo, hay un problema grave. Recordemos que habíamos visto que los requisitos que ofrecen las agencias de aeronavegabilidad están principalmente impulsados por la seguridad.

Y uno de los requisitos para garantizar nuestra seguridad como pasajeros es la capacidad de egresar de la aeronave en muy poco tiempo. El requisito típico es que todos los pasajeros de la aeronave puedan salir de la cabina en unos 180 segundos o 3 minutos con la mitad de las puertas de salida bloqueadas y la mitad de la tripulación de cabina no cooperativa. Y el principal problema con el avión de la carrocería blended wing aparte de sus looks muy poco convencionales es que será difícil demostrar que los pasajeros pueden dejar esta aeronave en esa ventana estipulada de 180 segundos.

Así que cuando crees que el cuerpo también ha sido probado en vuelo, veremos un clip del avión Boeing X-48C controlado a distancia escala abajo modelo de este concepto que ha sido probado.

Por lo tanto, estos son los 2 enfoques que vamos a ver en el futuro.

Otra consideración importante es la quema de combustible. Los aviones contemporáneos tienen una quema de combustible, que es de aproximadamente 0,045 kilogramos de combustible por pasajero por milla náutica y este gráfico de barras muestra los valores típicos de la quema de combustible de algunos aviones contemporáneos. Ahora bien, si quieres traer un nuevo avión en el mercado, mejor te ganarás esta estimación en aproximadamente un 10% y es cuando podrás realmente hacer que la aeronave sea atractiva para el cliente. Gracias por su atención. Ahora vamos a pasar a la siguiente sección.