Ballenas jorobadas inspiran nuevo diseño de palas de helicopteros para mejor maniobrabilidad.


Los helicopteros modernos pueden ser significativamente mas rapidos y mas maniobrables, si la aerodinamica no les impusiera ciertas limitaciones. Investigadores del Centro Aeroespacial Aleman (Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt – DLR) han descubierto y probado una nueva manera para incrementar la maniobrabilidad, utilizando una idea obtenida de la observacion de las ballenas jorobadas. 

Los helicopteros le deben su especial habilidad para despegar y aterrizar verticalmente a su rotor principal, pero este dispositivo tambien contribuye con desventajas aerodinamicas. El flujo de aire sobre una pala del rotor principal en movimiento hacia atras separandose de la burbuja de aire, durante vuelo rapido hacia delante o manniobrando, referido en terminos tecnicos como ‘stall dinamico’ (perdida de sustentacion dinamica), crea turbulencia, perdida de sustentacion y ejerce grandes fuerzas sobre el rotor. La friccion se incrementa y las varillas de control de la cabeza del rotor son sometidas a grandes cargas dinamicas. 

“Esto limita la velocidad maxima de los helicopteros a gran altitud, y en particular, su maniobrabilidad,” explica Kai Richter del Instituto de Aerodinamica y Tecnologia de Flujo del DLR. Ademas, la vibracion resultante comrpomete el comfort de los pasajeros. Los motores modernos podrian entregar mejor performance de vuelo si no fuera por estas limitaciones. “La perdida de sustentacion es uno de las serios problemas en la aerodinamica de los helicopteros, y uno de los mas complejos,” afirmo Richter. Generar una simulacion por computadora de un rotor en movimiento es significativamente mas complejo que modelar una aeronave de ala fija.


Al buscar maneras de retrasar el advenimiento de la perdida de sustentacion en los helicopteros, los investigadores del instituto ubicado en Göttingen encontraron lo que buscaronen las ballenas jorobadas, lo que es ciertamente sorprendente, a primera vista. “Estos mamiferos marinos son reconocidos por su gran velocidad y habilidades acrobaticas,” comento Holger Mai, del Instituto de Aeroelasticidad del DLR. Esto se debe a las inusualmente largas aletas pectorales, que tiene protuberancias caracteristicas a lo largo del borde frontal. “La investigacion mostro que estas protuberancias causan que el stall ocurra significativamente despues, bajo el agua, e incrementan la flotabilidad.”

Los investigadores del DLR trasladaron la idea de utilizar protuberancias para retardar el stall en los rotores de los helicopteros, y la patentaron como Leading-Edge Vortex Generators (LEVoGs – Generadores de Vortex Borde-Delantero). “El fenomeno de flujos en el agua es similar a aquellos encontrados en el aire; solo necesitan ser escalados apropiadamente,” afirmo Mai. Las protuberancias artificiales en los helicopteros son mas pequeñas que las de las ballenas jorobadas; tienen undiametro de 6 milimetros y pesan solamente 0,04 gramos. Los experimentos conducidos en tuneles de viento fueron prometedores, permitiendo un vuelo de prueba con el helicoptero de investigacion Bo-105 del DLR, el cual se llevo a cabo exitosamente en Braunschweig, como parte del proyecto DLR SIMCOS (Simulacion Avanzada y Control de Stall Dinamico). 186 LEVoGs de jebe fueron adheridos a cada uno de las 4 palas del rotor principal del helicoptero.

“Los pilotos ya notaron una diferencia en el comportamiento de las palas de los rotores,” comento Richter. el objetivo principal de la prueba de vuelo inicial fue demostrar la seguridad de esta nueva tecnica. “El siguiente paso es un vuelo utilizando equipos de medicion especiales para registrar con precision los efectos.” Si el concepto se prueba exitoso, los investigadores del DLR esperan que los helicopteros existentes sean re-equipados, sin incurrir en grandes costos. Para los helicopteros de nueva produccion, los contornos pueden ser maquilados en los bordes delanteros desde diseños actuales de titanio, durante el proceso de fabricacion.

Fuente: http://maquina-de-combate.com

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