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La NASA y el MIT revelan un nuevo diseño de alas que cambian de forma
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Los investigadores en los EE.UU. han diseñado, construido y probado un nuevo y radical diseño de ala ligera que puede cambiar la forma a mitad de vuelo para mejorar el rendimiento y aumentar la eficiencia.
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Desarrollada principalmente por ingenieros de la NASA y el MIT, el ala está hecha de miles de componentes triangulares con puntales parecidos a un fósforo, atornillados entre sí en una estructura de celosía. Este entramado se cubre con una fina capa de material polimérico similar a los puntales. La estructura del ala resultante está compuesta en su mayor parte por espacio vacío, formando un metamaterial mecánico que combina la rigidez de un polímero similar al caucho con la ligereza y baja densidad de un aerogel. Según los investigadores, el ala tiene una densidad de sólo 5,6 kg por metro cúbico.
Además, la forma del ala reacciona pasivamente a sus fuerzas ambientales, con la rigidez de los diferentes puntales cuidadosamente calibrados para conseguir el efecto deseado. Secciones de la curva del ala en respuesta a las distintas fases del vuelo, que proporcionan un rendimiento más óptimo en el despegue, crucero y aterrizaje. La investigación se presenta en la revista Smart Materials and Structures: "Podemos aumentar la eficiencia al adaptar la forma a las cargas en diferentes ángulos de ataque", dijo el autor principal Nicholas Cramer, ingeniero de investigación de la NASA Ames en California. "Somos capaces de producir exactamente el mismo comportamiento que usted haría activamente, pero lo hicimos pasivamente."
Hace unos años se desarrolló una versión de la vela de 1 m para validar el principio subyacente, con un chorro de agua utilizado para fabricar los componentes individuales. Esta última investigación permitió al equipo desarrollar un prototipo de 5 metros, utilizando el moldeo por inyección para acelerar significativamente el proceso de fabricación. Los puntales todavía tenían que ser montados a mano, pero el equipo cree que este paso podría automatizarse utilizando robots de ensamblaje, y este es el tema de un próximo proyecto de investigación. Como el ala está hecha de miles de subunidades, también abre la posibilidad de diseños de aviones completamente nuevos: "Se puede hacer cualquier geometría que se desee", dijo Benjamin Jenett, un estudiante graduado del Centro de Bits y Átomos del MIT. "El hecho de que la mayoría de los aviones tengan la misma forma" -un tubo con alas- "se debe a los gastos. No siempre es la forma más eficiente"
Durante las pruebas en el túnel de viento de alta velocidad de la NASA en el Langley Research Centre, el rendimiento de la vela fue ligeramente mejor de lo previsto, según Jenett. También afirma que el mismo sistema de fabricación de la estructura del ala podría utilizarse para construir palas para aerogeneradores, facilitando el montaje in situ y evitando los problemas asociados con el transporte de palas cada vez más largas.