Un equipo del MIT diseña un avión que ahorra un 70% de combustible

En lo que podría significar el comienzo de un cambio fundamental en la aviación comercial, un equipo liderado por científicos del MIT ha diseñado un avión verde que se estima que utiliza un 70% menos de combustible que los aviones actuales además de reducir el ruido y la emisión de óxidos de nitrógeno (NOx).

El diseño es uno de los dos que el equipo presentó el mes pasado como parte de un contrato de investigación por valor de 2.1 millones de dólares para desarrollar ideas medioambientales y funcionales que ayudarán a fijar las líneas de investigación aeronáutica de los próximos 25 años. Conocido como “N+3” para denotar las tres generaciones que están detrás de la flota de aviones comerciales actuales, el programa de investigación tiene como objetivo identificar las tecnologías clave, como configuraciones avanzadas del fuselaje y los sistemas de propulsión, que permitirán que aviones más verdes despeguen aproximadamente en 2035.

El MIT fue la única universidad que lideró uno de los 6 equipos estadounidenses que ganaron las licitaciones de la NASA en octubre de 2008. Cuatro equipos -liderados por el MIT, Boeing, GE Aviation y Northrop Grumman, respectivamente- estudiaron conceptos para aviones comerciales subsónicos (por debajo de la velocidad del sonido).

Serie D. Referencia MIT.

Su objetivo fue el desarrollo y la evaluación de ideas para la realización de aviones más silenciosos, comerciales y subsónicos que quemarían un 70% menos combustible y emitirían un 75% menos de NOx que los aviones comerciales actuales. La NASA también quería una aeronave que pudiese despegar en pistas más cortas. Diseñar un avión que pudiese cumplir esos criterios teniendo en cuenta los cambios en los viajes aéreos para 2035 -cuando el tráfico aéreo probablemente se doblará- requeriría “un cambo radical”,según Greitzer. Aunque los automóviles han sufrido cambios muy profundos en su diseño en la segunda mitad del siglo pasado, “las siluetas de los aviones han permanecido básicamente iguales los últimos 50 años”, dijo, describiendo la tradicional, fácilmente reconocible estructura de “tubo y alas”.

Dos aviones para dos misiones

El equipo del MIT superó el reto de la NASA desarrollando dos diseños: la serie de 180 pasajeros D “double double” que reemplazaría los Boeing 737, actualmente utilizados para vuelos domésticos, y la serie de 250 pasajeros H “hybrid wing body” que reemplazaría los 777 que se usan en vuelos internacionales.

Los ingenieros concibieron la serie D reconfigurando la estructura de tubo y alas. En vez de utilizar un único cilindro en el fuselaje, utilizaron dos cilindros parciales de lado a lado para crear una estructura más ancha cuya sección cruzada es similar a dos burbujas de jabón juntas. También movieron motores desde la posición que suelen ocupar actualmente a la parte trasera del fuselaje. Al contrario que los motores de la mayoría de los aviones de transporte que recogen el flujo de aire a alta velocidad sin turbulencias, los motores de la serie D cogen aire a menor velocidad que está presente en la estela del fuselaje. Conocido como Boundary Layer Ingestion (BLI), esta técnica permite que los motores utilicen menos combustible para la misma aceleración, aunque el diseño tiene varios inconvenientes, como la aparición de solicitaciones sobre el motor.

Según Mark Drela, profesor de fluidodinámica y diseñador jefe de la serie D, el diseño atenúa algunos de los inconvenientes de la técnica BLI porque viaja un 10% más lento que un 737. Para reducir aun más la resistencia y la cantidad de combustible necesaria, la serie D tiene alas más largas y más delgadas así como una cola más pequeña. Por separado, cada pellizco puede no significar mucho, pero esos “pequeños incrementos del 5% llevan a un gran cambio”, dijo Drela. Aunque el avión viajaría un poco más despacio que un 737, dijo que parte de ese tiempo podría recuperarse ya que el tamaño más ancho del aión permitiría una carga y descarga más rápida.

La serie D no sólo cumple los requisitos de la NASA de consumo de combustible, la reducción de emisiones y la longitud de la pista de aterrizaje y despegue, si no que también ofrece grandes beneficios a corto plazo porque el equipo que lo diseñó hizo dos versiones: una con tecnología más avanzada que reduce el 70% del consumo de combustible y una versión que podría ser construida en aluminio convencional y la tecnología aviónica actual que ahorraría un 50% de combustible, por lo que podría ser una alternativa de menos riesgo a corto plazo.

Aunque la serie H utiliza en gran parte la misma tecnología que la serie D, incluyendo BLI, se necesita un diseño más grande para que este avión lleve más pasajeros en distancias más largas. El equipo del MIT diseñó un cuerpo híbrido alado de forma triangular que mezcla un fuselaje más ancho con alas que mejora la aerodinámica. El cuerpo central más grande crea un empuje hacia adelante que elimina la necesidad de una cola para equilibrar la nave.

La mayor estructura también permite que los ingenieros exploren diferentes arquitecturas de propulsión para el avión, como un sistema distribuido de múltiples pequeños motores. Aunque la serie H cumple los requisitos de emisiones, reducción y longitud de pista, los investigadores dijeron que seguirán mejorando el diseño para cumplir más objetivos de la NASA.

Este artículo ha sido traducido de MIT y publicado bajo licencia CC by-sa

One Response to Un equipo del MIT diseña un avión que ahorra un 70% de combustible

  1. benjamin dice:

    podrian diseñar un avion que use conbustible organico y que las turbinas no quemen el aire o que no dañe la capa de ozono

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