En profundidad Fig. 3. Variación de la curvatura en el ala de un Ibis Escarlata, en fase de "aterrizaje". (Fuente: Ángel Rodríguez). Los dispositivos de punta de ala tipo wing-grid son otro tipo de modificación del borde marginal de las alas. Estas superficies modifican la distribución de torbellinos respecto del ala sin ellos, de forma que la intensidad de los mis-mos cambia; y este cambio lleva aso-ciado una reducción en la resistencia. Variación de la curvatura del perfil Ya se ha explicado el efecto de las ex-tensiones de punta de ala (wing-grid). Veamos algunas ideas sobre la modi-ficación de la curvatura. Al modificar la curvatura, aumentará el coeficiente de sustentación (CL) a igualdad del resto de condiciones; es decir, permitiría que la aeronave des-pegue o aterrice a velocidades más bajas. Por otra parte, la disminución de curvatura proporcionaría mayores relaciones de sustentación frente a resistencia (CL/CD) y, por lo tanto, ma-yores valores de alcance y autonomía. Siempre, como concepto general. Esta variación de curvatura, que en las aeronaves de ala fija de diseño conven-cional se consigue con superficies o partes móviles (flaps, alerones) se pre-tende realizar mediante el concepto cita-do de geometría variable (morphing). En el campo aeronáutico, se ha empleado el término shape morphing o morphing para identificar a aquellas aeronaves que son capaces de experimentar cier-tos cambios geométricos con el objetivo de mejorar o adaptarse a distintos perfi-les de misiones o a distintas etapas del vuelo de una misma misión. No deja de ser una parte más, igual que el concepto mencionado con anterioridad de wing-grid, de una extensión de la ingeniería replicando la naturaleza, el concepto de biomimetismo. Un tipo especial de mor-phing se basa en el cambio de curvatura de las alas. Instalaciones utilizadas Para la obtención de las campañas de ensayos en túnel aerodinámico fueron utilizadas las siguientes instalaciones: • Túnel aerodinámico 1 del INTA: Los experimentos para estudiar el campo de velocidades en ambos modelos se realizaron en el túnel aerodinámico nº 1 del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial “Esteban Terradas”. • Túnel aerodinámico A112 de la ETSIAE-UPM: Las mediciones de fuerzas y momentos se realizaron en el túnel aerodinámico A112 tipo Eiffel de la Universidad Politécnica de Madrid. Modelo dotado de puntas de ala tipo wing-grid Esta parte del trabajo se centra en el diseño preliminar, fabricación y estudio de un demostrador conceptual de un vehículo aéreo no tripulado, dron (RPA), controlado por wing-grid. El objetivo es diseñar un vehículo que modifique las características geométricas en vuelo (extensión o retracción) de las puntas de ala, para modificar de forma eficiente las características de vuelo. Además, que pueda ser controlado sin necesi-dad de emplear las superficies de man-do usuales, tales como los alerones o los timones de dirección y profundidad convencionales. Se pueden observar los detalles del modelo en la figura 4. Se ensayó también una tercera confi-guración consistente en un ala rectan-gular con la misma envergadura que el ala original con wing-grid extendido. Modelo basado en geometría adaptativa (morphing) El objetivo de esta investigación es estudiar los efectos de la implemen-tación de cambios de curvatura en pleno vuelo mediante los denomi-nados materiales inteligentes (Smart Structures) tales como los Macro Fi-ber Composites (MFC). Los actuado-res MFC son placas planas formadas por varias capas incrustadas de dife-rentes materiales que proporcionan un comportamiento uniaxial a lo largo de su longitud. Sus principales carac-terísticas están fuera del alcance de este artículo, pero la información dis-ponible es extensa. En relación a la geometría del ala, por tanto, se optó por una forma en planta de tipo Zimmerman (forma en planta doblemente elíptica) con perfiles Eppler 61; dos elipses unidas en el punto ¼ de la cuerda. Tras va-rios análisis previos, se optó por si-tuar los MFC en el 40% de la cuerda. Por último, en relación a la forma del fuselaje, se eligió un fuselaje susten-tador (lifting body) debido: al aumento de volumen útil, su contribución a la sustentación total (CL) de la aeronave. A continuación se muestra un re-sumen de los resultados en túnel Fig. 4. (a) Prototipo basado en dispositivo wing-grid; (b) Detalle del wing-grid extendido. (Fuente: propia). 26 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 59. Cuarto trimestre 2018
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