viernes, 29 de abril de 2011

Diseño Concorde

Diseño

El Concorde fue pionero en el uso de nuevas tecnologías aeronáuticas. Son alas delta y sus cuatro motores Olympus fueron desarrollados en un primer momento para el bombardero estratégico Avro Vulcan. EL Concorde fue pionero en el uso del sistema de vuelo "fly-by-wire", además su aviónica era única, pues era el primer avión comercial en usar circuitos híbridos.[29] El jefe de proyecto y diseñador principal fue Pierre Satre teniendo a Sir Archibald Russell como su adjunto.[30]

Movimiento del centro de presión

Cuando un avión supera el Mach, el centro de presión del aparato se desplaza hacia atrás, esto hace que el centro de masa permanezca en el mismo sitio. Para reducir este cambio, los ingenieros diseñaron las alas de una manera distinta a la convencional. Sin embargo todavía existía un cambio de unos dos metros. Esto podría haberse corregido pero hubiera sido perjudicial para la seguridad a bordo del avión cuando este se encontrara volando a altas velocidades. La solución fue distribuir el combustible a lo largo del centro del avión para mover el centro de masa eficazmente.[31]

 Motores

Para que el Concorde fuera económicamente viable necesitaría recorrer largas distancias, pero esto también requeriría una alta eficiencia en cuanto al consumo de combustible. Para un vuelo supersónico óptimo se pensó en un primer momento en utilizar motores turbofan, pero estos fueron rechazados por su empuje excesivo. Al final los turborreactores fueron los motores elegidos.[32] El motor fue desarrollado por Rolls-Royce, llamado Rolls-Royce/Snecma Olympus 593. Este motor había sido desarrollado para el bombardero Avro vulcan. Para el Concorde fue desarrollado una variante con postcombustión.[33]
El diseño de los canales de entrada de los motores del concorde fue crítico.[34] Todos los motores reactivos convencionales pueden tomar aire sin perturbar hasta la velocidad del Mach 0.5, por eso la velocidad del aire debe ser disminuida desde el Mach 2.0 —que es la velocidad crucero del concorde— que entra a los canales del motor. En particular, estos canales necesitan controlar las ondas de choque supersónicas que se generan como consecuencia de la esta reducción de velocidad para evitar daños en los motores —si las ondas entran los motores vibran y se pueden romper—. Esto se logró mediante la adición de rampas a la entrada de los canales y una abertura de extracción del flujo, las cuales se mueven de posición durante el vuelo para desacelerar el aire —esto resulta complicado para los no profesionales, es en general basado en la ley de conservación de la masa y el estrangulamiento del flujo a la entrada de los canales que suministran el aire al motor por medio de cuñas que aumenta o disminuyen el diámetro de la sección de entrada—.[35] Las rampas están ubicadas encima de los canales de entrada de aire al motor y se mueven hacia abajo y la abertura se mueve hacia arriba y hacia abajo haciendo que el aire entre o salga —esto lleva una mayor explicación, no me la pidas ahora—. La efectividad del sistema de entrada es tal que durante el vuelo supersónico el 63% del empuje de los motores se atribuye a los canales de entrada aunque las toberas generan el 29% y los motores solo el 8% del empuje.[36]
Los fallos del motor causan problemas en los aviones convencionales subsónicos, no solo el avión pierde empuje en el lugar donde se encuentra el motor, sino que aumenta la resistencia inducida por el mismo —el motor—, causando que el avión banquee en la dirección del motor dañado. Si esto pasara al Concorde a velocidades supersónicas, causaría en teoría un fallo catastrófico de la estructura.[37] Sin embargo, durante el fallo de un motor, la necesidad del canal de entrada es de cero virtualmente, en el Concorde, los efectos inmediatos del fallo de un motor son contrarrestados al abrirse la abertura y la extensión completa de las rampas que deflectan el aire hacia debajo del canal, ganado sustentación y haciendo aerodinámico el compartimiento del motor, disminuyendo los efectos de la resistencia en el motor dañado. A pesar de que las simulaciones en computadora predijeron dificultades considerables, en la práctica, el Concorde fue capaz d apagar 2 de sus motores volando a Mach 2.0 sin la aparición de los problemas de control prescritos.[38] Los pilotos de Concorde son entrenados rutinariamente en entrenadores para poder enfrentar mejor fallos de dos motores al mismo tiempo.[39]

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