Dirigido por UpNext, filial de Airbus e incubadora tecnológica, el proyecto eXtra Performance Wing pretende mejorar las prestaciones de vuelo y responder a las preocupaciones medioambientales replanteando por completo las alas de los aviones tal y como las conocemos hoy.
Utilizando la biomímesis (ingeniería inspirada en la biología), el proyecto pretende desarrollar un ala capaz de cambiar de forma durante el vuelo para maximizar su eficiencia aerodinámica. Si el concepto tiene éxito y se integra en las nuevas aeronaves, podría reducir considerablemente el consumo de combustible.
El primer vuelo de noviembre fue un hito importante para el proyecto porque el demostrador está equipado con los sistemas exactos que tendrá cuando se instalen las alas eXtra Performance Wings para las pruebas de vuelo que comenzarán en 2025. Los datos obtenidos en este vuelo y en los siguientes permitirán a los ingenieros de Airbus medir importantes parámetros de referencia que se utilizarán para determinar el impacto del nuevo diseño de las alas, como la reducción de las emisiones de CO2 y del consumo de combustible.
Aunque las tecnologías eXtra Performance Wing podrían aplicarse a cualquier tipo de avión y sistema de propulsión, el demostrador elegido es un avión de negocios Cessna Citation VII modificado. Como la envergadura prevista del eXtra Performance Wing es de más de 50 metros (es decir, 35,8 metros para un A320), los 16 metros de envergadura del Cessna representan aproximadamente un tercio del diseño final.
«Evidentemente, las cosas son más sencillas a menor escala», afirma Sébastien Blanc, Director Técnico de eXtra Performance Wing. «Pero elegimos el Cessna específicamente porque constituía el mejor compromiso entre la complejidad del proyecto y la representatividad del diseño final».
El eXtra Performance Wing: una visión general del diseño
Lanzado en septiembre de 2021, el proyecto eXtra Performance Wing forma parte de la cartera de investigación sobre alas de Airbus. Este proyecto explora algunas de las muchas tecnologías que algún día podrían integrarse en la próxima generación de aviones Airbus, y complementa el programa Wing of Tomorrow. Airbus UpNext pretende acelerar las tecnologías del futuro desarrollando avances tecnológicos radicales en un entorno ágil.
El objetivo general del proyecto eXtra Performance Wing es proporcionar múltiples configuraciones de ala que se adapten dinámicamente a las condiciones de vuelo. El diseño incorpora tecnologías innovadoras de control activo, así como cambios físicos en la estructura del ala. Los sensores Gust situados en la parte delantera del avión registrarán los cambios en las turbulencias, desencadenando los ajustes pertinentes en las superficies de control del ala. «Este sistema está diseñado para ser totalmente automático», explica Blanc. «Las tecnologías eXtra Performance Wing, que cambian la forma del ala imitando las plumas de un pájaro, se ajustarán automáticamente para maximizar el flujo aerodinámico».
También están los alerones articulados, que tienen una doble función. En tierra evitan que el avión sobrepase la longitud máxima de envergadura que pueden admitir las puertas de los aeropuertos (36 metros), y en el aire son flexibles, capaces de cambiar de forma para evitar ejercer demasiada presión sobre el ala. Las puntas de las alas también permiten conseguir una envergadura mayor, lo que aumenta la sustentación y reduce la resistencia.
Para garantizar la viabilidad del concepto, ya se ha probado exhaustivamente un modelo impreso en 3D en un túnel de viento a baja velocidad en las instalaciones de investigación de alas de Airbus en Filton (Reino Unido). Una vez concluidas las pruebas, se ha finalizado el diseño y ha comenzado la fabricación de las distintas piezas del ala. La producción del demostrador eXtra Performance Wing es un ejemplo clásico de colaboración entre las cuatro naciones fundadoras de Airbus: el Reino Unido fabrica las alas, España construirá los extremos plegables y el sistema de alta sustentación se diseñará en Alemania. La modificación y el montaje del avión tendrán lugar en Francia.
A continuación: aterrizaje en Cazaux (Francia)
Una vez que las pruebas de vuelo iniciales hayan recogido suficientes datos de referencia, el demostrador volará a Cazaux (Francia), donde permanecerá durante el resto del proyecto. Se integrará en la aeronave un sistema de operación remota, seguido de vuelos para probar la comunicación entre las 20 antenas de la aeronave y el centro de control en tierra. A continuación, en 2024, las eXtra Performance Wings se acoplarán al Cessna y se someterán a pruebas en tierra antes de que comiencen los primeros vuelos en 2025.
El demostrador se pilotará a distancia durante las pruebas de vuelo para que los ingenieros de UpNext puedan llevar al límite las tecnologías de a bordo. Como el Cessna es sólo un demostrador y no se pondrá en producción, la decisión de que un piloto pruebe el avión desde un centro en tierra en lugar de a bordo también alivia la necesidad de certificar el demostrador para el vuelo humano. «Queremos que las pruebas de vuelo expongan el eXtra Performance Wing a tantas situaciones de vuelo realistas como sea posible. De este modo, las distintas tecnologías tendrán la mejor oportunidad de demostrar su valía y de integrarse algún día en las alas del futuro», explica Blanc.
Los resultados de las pruebas de vuelo pilotado a distancia determinarán el éxito de las distintas tecnologías, pero Blanc afirma que el proyecto ya está dando sus frutos: «Ya estamos viendo los frutos de nuestro trabajo y hemos aprendido mucho por el camino. Tenemos una oportunidad real de contribuir a reducir el consumo de combustible. El mero hecho de tener el potencial de cambiar así la industria aeroespacial es enorme».
Airbus/Noviembre 08 de 2023
