La NASA ha seleccionado tres ideas que podrían cambiar la manera en que volamos

Estas son las tres propuestas que podrían transformar el futuro de la aviación, haciéndolo más eficiente, menos contaminante y reduciendo los costes  

Redacción Viajar
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Foto: spooh / ISTOCK

La NASA ha publicado en su página web oficial las resoluciones al proyecto de Soluciones Aeronáuticas Convergentes (CAS). De esta forma se han presentado una serie de ideas que podrían ayudar a transformar la aviación en un futuro.  "Las selecciones representan una amplia gama de temas de investigación, pero cada uno podría contribuir significativamente a la construcción de futuros aviones que sean más eficientes energéticamente, produzcan menos emisiones y sean más silenciosos", dijo John Cavolowsky , director del programa Transformative Aeronautics Concepts de la NASA.

Los proyectos seleccionados involucran una nueva técnica de ensamblaje con compuestos, encuentran una forma de reducir y eliminar el calor generado por un motor eléctrico y exploran el uso de una solución a base de agua para generar electricidad en reemplazo de la base de litio.

Proyecto 1. Piezas combinadas entre sí

NASA

Los diseños de aviones futuros pueden tener un aspecto muy diferente a la configuración familiar actual. Las alas y la cola, por ejemplo, podrían combinarse perfectamente con el casco principal en una línea continua. Estos diseños exóticos, que podrían reducir el uso de combustible, las emisiones y el ruido, serán más fáciles de construir con materiales compuestos, que teóricamente se pueden fabricar en cualquier forma.

Pero unir piezas de aviones más grandes hechas de material compuesto actualmente requiere que estén atornilladas o remachadas como si estuvieran hechas de metal. Eso agrega peso, y perforar miles de orificios para instalar esos pernos requiere mucho tiempo y es costoso. Sería mucho mejor ensamblar las piezas compuestas uniéndolas, lo que a la larga haría que la aeronave fuera más segura y menos costosa de operar y mantener. 

Resolver ese dilema de inspección mediante la introducción de una nueva técnica de fabricación para unir estructuras compuestas de manera segura y confiable mientras se minimiza, o elimina, la necesidad de pernos o remaches intrusivos es de lo que se trata este proyecto. La técnica propuesta implica cómo y cuándo se curan dos estructuras compuestas y una capa de material laminado compuesto entre ellas, de modo que el resultado es una pieza completa, completamente adherida y sin costuras ni preocupaciones. 

Proyecto 2. Contra el calor

NASA

Los aviones híbridos y totalmente eléctricos que está estudiando la NASA, como el X-57 Maxwell del tamaño de la aviación general, se basarán en motores que generan calor, calor que si no se genera haría que los motores funcionen de manera más eficiente. A medida que los aviones se hacen más grandes, los motores eléctricos necesitan megavatios de energía para funcionar, y la carga de calor resultante será sustancialmente mayor.

Hoy en día, la forma tradicional en que un avión mantiene frío su sistema de energía es recolectar el calor y eliminarlo en un solo intercambiador de calor.  Dicho sistema agrega peso y resistencia a un avión, lo que requiere que el sistema de propulsión trabaje más, lo que a su vez aumenta los costos de operación y mantenimiento. Si tiene éxito, este proyecto proporcionaría una opción para reducir esas cargas. Para alcanzar este objetivo, la idea principal es reducir la cantidad de piezas necesarias en el motor y, al mismo tiempo, hacer esas piezas más pequeñas, lo que resultaría en menos calor generado.

Proyecto 3. El poder del agua

NASA/Ken Ulbrich

A medida que aumenta el deseo de depender más de los aviones propulsados ​​de alguna manera con electricidad, la demanda de baterías de litio está creciendo a un ritmo que quizás no sea posible satisfacer algún día dado el suministro disponible del elemento en la Tierra. Al mismo tiempo, las baterías de litio, en combinación con los cables y la electrónica asociados con los sistemas de distribución de energía actuales propuestos para su uso en futuras aeronaves de propulsión eléctrica, han demostrado tener algunos riesgos operativos y de seguridad asociados. Esto incluye preocupaciones sobre incendios de baterías, la masa y el volumen necesarios para el almacenamiento de energía, la gestión de cargas de calor, el ruido electrónico de los cables de alimentación largos que interfieren con los sistemas a bordo y la logística relacionada con la recarga de las baterías entre vuelos, entre otros.

La respuesta a muchos de estos problemas se puede encontrar mediante el uso de un tipo específico de motor eléctrico que funciona con una solución infundida con hierro a base de agua en lugar de baterías. Combinar esas dos tecnologías juntas por primera vez en un entorno de aviación es la idea central detrás de “Integración de batería acuosa de carga rápida para investigación de vuelo eléctrico” o AQUIFER.

El motor eléctrico se llama motor de llanta porque en lugar de hacer girar un eje central, la energía se aplica al perímetro exterior de una hélice o ventilador que gira. Esto requiere menos torque, reduce el arrastre e incluso puede disminuir el ruido proveniente del motor.

En el caso de AQUIFER, la batería de flujo incluye dos suministros de una solución a base de agua, cada uno almacenado en su propio tanque. En ambos tanques, el agua se infunde con una alta concentración de partículas de hierro muy pequeñas y otro material patentado. En uno de los tanques, las partículas de hierro tienen carga positiva y en el otro, carga negativa. Ambos fluidos se bombean a través de una membrana porosa, lo que permite que los dos fluidos interactúen y generen una corriente de electricidad. Luego, los fluidos se devuelven a sus tanques y se recirculan constantemente hasta el final del vuelo, lo que sucedería mucho antes de que los fluidos perdieran su carga. Conceptualmente, los tanques del avión se drenarían, se llenarían con solución nueva y el avión estaría listo para otro vuelo en un período de tiempo mucho más corto del que tomaría recargar las baterías.

 

Las tres propuestas seleccionadas en esta edición se suman a  tres que fueron seleccionadas en 2017 ,  cinco que fueron seleccionadas en 2016  y  seis que fueron seleccionadas en 2015.