Dos proyectos alemanes revolucionan la tecnología aeronáutica
CRISP II e iGreen buscan mejorar el rendimiento, el transporte y el medio ambiente
La ingeniería es un buen aliado de la eficiencia energética en el sector aeronáutico. Esto es algo que los investigadores alemanes tienen muy claro. Por ello, el DLR ha desarrollado dos proyectos de investigación, CRISP e iGreen, que buscan implementar la tecnología de los motores de los aviones y de sus alas para minimizar el consumo energético, mejorar el rendimiento y la comodidad en el transporte. Por Juan R. Coca
Fuente: Centro Aeroespacial Alemán
La mejora de la eficiencia energética de las aeronaves es una de las mayores preocupaciones en el sector de la navegación aérea. En este sentido, en Tendencias 21 hemos informado de dos líneas de trabajo fundamentales: el uso de nuevos combustibles y el desarrollo de nuevas tecnologías de gestión y control del tráfico aéreo.
Sumados a estos dos enfoques, el Centro Aeroespacial Alemán ha dirigido sus pasos por la senda de la implementación tecnológica. En este sentido, el DLR ha centrado sus esfuerzos en las propias aeronaves y en sus motores. En base a esto, este Centro está desarrollando dos importantes proyectos de innovación tecnológica que podrían tener, en un futuro relativamente cercano, gran relevancia para el sector del transporte aéreo.
El primero de ellos, desarrollado en Alemania (CRISP II), está centrado en la consecución de motores a reacción más eficientes y más silenciosos. El segundo de ellos, también desarrollado en Alemania (iGreen DLR), está vinculado con el desarrollo de un nuevo túnel de viento que permitirá mejorar sustancialmente las perturbaciones a las que se ven sometidos los aviones.
Sumados a estos dos enfoques, el Centro Aeroespacial Alemán ha dirigido sus pasos por la senda de la implementación tecnológica. En este sentido, el DLR ha centrado sus esfuerzos en las propias aeronaves y en sus motores. En base a esto, este Centro está desarrollando dos importantes proyectos de innovación tecnológica que podrían tener, en un futuro relativamente cercano, gran relevancia para el sector del transporte aéreo.
El primero de ellos, desarrollado en Alemania (CRISP II), está centrado en la consecución de motores a reacción más eficientes y más silenciosos. El segundo de ellos, también desarrollado en Alemania (iGreen DLR), está vinculado con el desarrollo de un nuevo túnel de viento que permitirá mejorar sustancialmente las perturbaciones a las que se ven sometidos los aviones.
El proyecto CRISP II
El proyecto de CRISP II está dirigido por el Centro Aeroespacial Alemán(DLR) y tiene como objetivo fundamental, como dijimos, el lograr que los motores a reacción sean más respetuosos con el medio ambiente y que, a su vez, sean también respetuosos con la población haciendo que estos motores sean más silenciosos.
Los investigadores de dicho proyecto basan sus objetivos en la optimización de la velocidad del flujo de aire que sale del reactor. Para lograr esto se busca reducir la velocidad del aire para, así, incrementar la eficiencia ya que los vórtices que se forman en la salida del aire son más bajos. Por esta última razón, si se logra dicha disminución en la velocidad del aire, también se producirá un descenso del ruido del funcionamiento de estos motores, ya que se disminuirá en buena medida la vibración del metal de los motores.
En dicho proyecto, CRISP II, el ventilador se sustituye por dos estructuras cilíndricas, que recubren la parte interna del reactor, que rotan en sentido inverso. El Dr. Eberhard Nicke, jefe del proyecto y miembro del Instituto de Tecnología de la Propulsión del DLR, afirma que los estudios previos demuestran que los motores que usan estos rotores consumen menos combustible. Sin embargo, los motores sin estas nuevas estructuras generan menos cantidad de ruido. Por esta razón, afirma Nicke, el objetivo es el de desarrollar unos motores eficientes y silenciosos en un futuro.
CRISP II es una continuación de CRISP I, un proyecto de colaboración entre el DLR y el MTU. En el proyecto hay tres institutos de la DLR involucrados: el Instituto de Tecnología de Propulsión, en Colonia, el Instituto de aeroelástica de Göttingen y el Instituto de Estructuras y Diseño de Stuttgart. El proyecto se extiende en el tiempo desde hace unos 3 años, y en este periodo los investigadores planean utilizar un nuevo concepto basado en compuestos de fibra de carbono para desarrollar las palas del rotor.
De esta manera habría una mayor flexibilidad en el diseño de las palas de las turbinas para un desarrollo más eficaz y silencioso. Además van a basarse en compuestos de fibra de carbono al ser más ligeros y más fuertes que el titanio. En este sentido, los dos rotores que giran en direcciones opuestas, también reducen la masa del reactor, debido a que el número de hojas será mucho menor en comparación con la combinación actual de rotor y estator, pero esto hace que la turbina sea más compleja.
El proyecto de CRISP II está dirigido por el Centro Aeroespacial Alemán(DLR) y tiene como objetivo fundamental, como dijimos, el lograr que los motores a reacción sean más respetuosos con el medio ambiente y que, a su vez, sean también respetuosos con la población haciendo que estos motores sean más silenciosos.
Los investigadores de dicho proyecto basan sus objetivos en la optimización de la velocidad del flujo de aire que sale del reactor. Para lograr esto se busca reducir la velocidad del aire para, así, incrementar la eficiencia ya que los vórtices que se forman en la salida del aire son más bajos. Por esta última razón, si se logra dicha disminución en la velocidad del aire, también se producirá un descenso del ruido del funcionamiento de estos motores, ya que se disminuirá en buena medida la vibración del metal de los motores.
En dicho proyecto, CRISP II, el ventilador se sustituye por dos estructuras cilíndricas, que recubren la parte interna del reactor, que rotan en sentido inverso. El Dr. Eberhard Nicke, jefe del proyecto y miembro del Instituto de Tecnología de la Propulsión del DLR, afirma que los estudios previos demuestran que los motores que usan estos rotores consumen menos combustible. Sin embargo, los motores sin estas nuevas estructuras generan menos cantidad de ruido. Por esta razón, afirma Nicke, el objetivo es el de desarrollar unos motores eficientes y silenciosos en un futuro.
CRISP II es una continuación de CRISP I, un proyecto de colaboración entre el DLR y el MTU. En el proyecto hay tres institutos de la DLR involucrados: el Instituto de Tecnología de Propulsión, en Colonia, el Instituto de aeroelástica de Göttingen y el Instituto de Estructuras y Diseño de Stuttgart. El proyecto se extiende en el tiempo desde hace unos 3 años, y en este periodo los investigadores planean utilizar un nuevo concepto basado en compuestos de fibra de carbono para desarrollar las palas del rotor.
De esta manera habría una mayor flexibilidad en el diseño de las palas de las turbinas para un desarrollo más eficaz y silencioso. Además van a basarse en compuestos de fibra de carbono al ser más ligeros y más fuertes que el titanio. En este sentido, los dos rotores que giran en direcciones opuestas, también reducen la masa del reactor, debido a que el número de hojas será mucho menor en comparación con la combinación actual de rotor y estator, pero esto hace que la turbina sea más compleja.
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Proyecto iGreen DLR
El proyecto iGreen también está siendo desarrollado por el Centro Aeroespacial de Alemania (DLR). En él las estructuras de socorro y la reducción del consumo energético son los principales objetivos. No obstante combinar ambos factores no siempre es sencillo.
Una manera relativamente sencilla de reducir el consumo energético de las aeronaves es hacer que éstos sean más ligeros. Sin embargo, los aviones más ligeros son más sensibles a las perturbaciones. Por lo dicho, es necesario enfocar los esfuerzos en mejorar y, en la medida de lo posible, garantizar la estabilidad aerodinámica para asegurar la comodidad de los pasajeros.
Como es bien sabido, las ráfagas de viento son un verdadero problema para los aviones en sus viajes. Con el objetivo de estudiar los efectos del viento en las alas de las aeronaves, la DLR ha puesto en funcionamiento un túnel de viento transónico de unos 50 metros de longitud en Gotinga (Baja Sajonia). En este artefacto se hacen los experimentos oportunos viendo las variaciones entre unas alas de mayor tamaño (más estables) y unas alas de menor tamaño (más inestables).
Además, las propias alas delanteras de un avión pueden producir turbulencias que impactarán en el alerón posterior de la aeronave. Por esta razón, además de la comparación entre tamaños de alas es posible estudiar y mejorar los efectos negativos que las alas delanteras pueden generar sobre los alerones posteriores.
Con todo ello, el objetivo que persigue el experimento de comparación entre alas consiste en el control de los modelos informáticos. Esto puede parecer, a primera vista, muy simple, pero el desarrollo de estos modelos informáticos servirán para predecir y reducir las cargas en las alas y en la cola a través de las nuevas superficies de control.
Los resultados que se obtengan de la comparación entre las alas de diferentes tamaños permitirán construir nuevos modelos. En ellos se buscará una minimización, en la medida de lo posible, de los efectos de las turbulencias y, por tanto, aeronaves más ecológicas.
El proyecto iGreen también está siendo desarrollado por el Centro Aeroespacial de Alemania (DLR). En él las estructuras de socorro y la reducción del consumo energético son los principales objetivos. No obstante combinar ambos factores no siempre es sencillo.
Una manera relativamente sencilla de reducir el consumo energético de las aeronaves es hacer que éstos sean más ligeros. Sin embargo, los aviones más ligeros son más sensibles a las perturbaciones. Por lo dicho, es necesario enfocar los esfuerzos en mejorar y, en la medida de lo posible, garantizar la estabilidad aerodinámica para asegurar la comodidad de los pasajeros.
Como es bien sabido, las ráfagas de viento son un verdadero problema para los aviones en sus viajes. Con el objetivo de estudiar los efectos del viento en las alas de las aeronaves, la DLR ha puesto en funcionamiento un túnel de viento transónico de unos 50 metros de longitud en Gotinga (Baja Sajonia). En este artefacto se hacen los experimentos oportunos viendo las variaciones entre unas alas de mayor tamaño (más estables) y unas alas de menor tamaño (más inestables).
Además, las propias alas delanteras de un avión pueden producir turbulencias que impactarán en el alerón posterior de la aeronave. Por esta razón, además de la comparación entre tamaños de alas es posible estudiar y mejorar los efectos negativos que las alas delanteras pueden generar sobre los alerones posteriores.
Con todo ello, el objetivo que persigue el experimento de comparación entre alas consiste en el control de los modelos informáticos. Esto puede parecer, a primera vista, muy simple, pero el desarrollo de estos modelos informáticos servirán para predecir y reducir las cargas en las alas y en la cola a través de las nuevas superficies de control.
Los resultados que se obtengan de la comparación entre las alas de diferentes tamaños permitirán construir nuevos modelos. En ellos se buscará una minimización, en la medida de lo posible, de los efectos de las turbulencias y, por tanto, aeronaves más ecológicas.
