Un biplano para romper la barrera del sonido










Biplanos más baratos, más silenciosos y más eficientes en consumo de combustible podrían poner al vuelo supersónico en el horizonte.

(CAMBRIDGE, MA) – Durante 27 años, el Concorde proveyó a sus pasajeros con un desacostumbrado lujo: el tiempo ahorrado. Por una tarifa cara, el elegante jet supersónico transportaba a compradores de pasajes de Nueva York a París en apenas tres horas y media –el tiempo justo para una siesta y un aperitivo. A lo largo de los años, lo caro de los pasajes, los altos costos del combustible, la capacidad limitada de asientos y el trastorno del ruido al romper la barrera del sonido hizo más lento el interés en la venta de pasajes. El 26 de Noviembre de 2003, el Concorde –y el viaje comercial supersónico—se retiraron de servicio.

Desde entonces, una cantidad de grupos han estado trabajando en diseños par la próxima generación de aviones a reacción supersónicos. Ahora un investigador del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) ha presentado un concepto que puede resolver muchos de los problemas que dejaron en tierra al Concorde. Qiqi Wang, un profesor adjunto de aeronáutica y astronáutica, dice que la solución, en principio, es simple: En lugar de volar con un ala a cada lado, ¿por qué no dos?

Wang y sus colegas Rui Hu, un posdoctorado en el Departamento de Aeronáutica y Astronáutica, y Antony Jameson, un profesor de ingeniería de la Universidad de Stanford, han demostrado mediante un modelo de computación que un biplano modificado, en realidad, produce significativamente menos arrastre que un convencional avión monoplano a una velocidad supersónica de crucero. El grupo publicó sus resultados en el Journal of Aircraft.

Este arrastre reducido, según Wang, significa que el avión requeriría menos combustible para volar. También significa que el vión produciría menos que un estampido sonoro.

“El estampido sonoro es realmente el choque de ondas creadas por los aviones supersónicos, propagadas hacia el suelo”, dice Wang. “Es como escuchar una balacera. Es tan molesto que los se les prohibió a los aviones supersónicos volar sobre tierra.”

Doble ala, doble diversión

Con el diseño de Wang, un avión a reacción con doble ala –una ubicada sobere la otra—cancelaría las ondas de choque producidas por cualquiera de las alas por separado. Wang acredita al ingeniero alemán Adolf Busemann por el concepto original. En la década de 1950, Busemann presentó su diseño de biplano que esencialmente elimina las ondas de choque a velocidades supersónicas.

A través de cálculos, Busemann halló que un diseño biplano podía esencialmente liberarse de las ondas de choque. Cada ala del diseño cuando son vistas de perfil, tienen la forma de un triángulo apastado, con el ala superior e inferior apuntándose mutuamente. La configuración, según sus cálculos, cancela las ondas de choque producidas por cada ala sola.

Sin embargo, el diseño carece de impulso: las dos alas crean un canal muy angosto a través del cual sólo puede fluir una limitada cantidad de aire. Cuando se hace la transición a velocidades supersónicas, el canal, dice Wang, podría esencialmente “ahogarse”, creando un arrastre increíble. En tanto el diseño puede funcionar hermosamente a velocidades supersónicas, no puede superar el arrastre para lograr esas velocidades.

Dando impulso a una teoría castigada

Para encarar el tema del arrastre, Wang,Hu y Jameson diseñaron un modelo por computadora para simular la performance del biplano de Busemann a varias velocidades. A cierta velocidad, el modelo determinó la forma óptima del ala para minimizar el arrastre. Los investigadores entonces agregaron los resultados de una decena de diferentes velocidades y 700 configuraciones de ala para llegar con la forma óptima para cada ala.

Encontraron que suavizando la superficie interior de cada ala creaba levemente un canal más ancho a través del cual el aire podía fluir. Los investigadores también hallaron que aumentando la borde principal del ala superior, y el borde inferior del ala de abajo, el avión conceptual era capaz de volar a velocidades supersónicas, con la mitad del arrastre de aviones supersónicos convencionales como el Concorde. Wang dice que este tipo de performance podría potencialmente reducir la cantidad de combustible para volar el avión, a más de la mitad.

“Si se piensa en eso, cuando se despega, no sólo hay que llevar a los pasajeros, sino también el combustible, y si se puede reducir la quema de combustible, se puede reducir la cantidad de combustible que hay que cargar, lo que a su vez reduce el tamaño de la estructura que se necesita para llevar el combustible”, dice Wang. “Es una especie de reacción en cadena.”

El próximo paso del equipo es diseñar un modelo tridimensional para responder a otros factores que afectan el vuelo. En tanto los investigadores del MIT están buscando un único diseño óptimo para el vuelo supersónico, Wang señala que un grupo en Japón ha progresado en diseñar un biplano parecido al de Busemann con partes móviles: las alas esencialmente cambiarían de forma a mitad del vuelo para alcanzar las velocidades supersónicas.

“Ahora la gente tiene más ideas sobre cómo mejorar el diseño [de Busemann]”, dice Wang. “Esto puede conducir a una importante mejora, y puede haber un estallido en este campo en los próximos años.”

Escrito por: Jennifer Chu, Oficina de Prensa del MIT

(Fuente: MIT media relations)

Traducción exclusiva: Milton W. Hourcade

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