La NASA y sus socios internacionales están utilizando el mismo diseño de ala de forma genérica para crear modelos de investigación físicos y digitales que permitan comprender mejor cómo se mueve el aire alrededor de un avión durante el despegue y el aterrizaje.
Varias organizaciones están realizando modelizaciones informáticas con herramientas computacionales y llevando a cabo pruebas en túneles de viento utilizando el mismo High Lift Common Research Model (CRM-HL), un esfuerzo liderado por la NASA.
De este modo se garantiza que la comunidad aeroespacial obtenga respuestas precisas a pesar de las diferencias en las condiciones o instalaciones de ensayo.
Lo que comenzó como una asociación voluntaria en 2019 se ha convertido en el ecosistema CRM-HL con 10 socios en cinco países. El equipo está construyendo ocho modelos de túnel de viento, que se probarán en ocho túneles de viento durante los próximos tres años.
«Lo que estamos aprendiendo hoy nos llevaría 10 años hacerlo solos», afirma Melissa Rivers, directora de subproyectos del proyecto Transformational Tools and Technologies de la NASA, que dirige la investigación CRM-HL. «Los socios están utilizando la investigación de los demás para beneficio mutuo de todos».
El equipo definirá y evaluará las condiciones comunes del túnel de viento en más de 14 pruebas en todo el mundo.
«A través de esta investigación, estamos aprendiendo sobre las diferencias que se producen cuando construimos y probamos varios modelos idénticos de avión en múltiples túneles de viento», dijo Rivers.
Los investigadores pueden utilizar los datos de estas pruebas en túneles aerodinámicos para comprobar después si las herramientas de investigación que utilizan la dinámica de fluidos computacional predicen con exactitud la física de un avión.
«Las simulaciones por ordenador y las herramientas de dinámica de fluidos computacional son contribuciones clave de esta asociación internacional», dijo Mujeeb Malik, de la NASA, investigador principal del proyecto. «Las ejecuciones [pruebas] son fundamentales para averiguar lo que no sabemos y determinar lo que queremos probar».
Los socios están desarrollando una forma estándar de comunicar sus datos para que todos puedan comparar mejor los resultados de sus modelos y pruebas en túneles de viento.
La NASA también está desarrollando una solución basada en la nube para dar a cada socio acceso a los datos y fomentar la colaboración.
Ampliación de las colaboraciones con los modelos comunes de investigación
Este esfuerzo de investigación de alta sustentación se basa en el éxito de un esfuerzo previo de Modelo Común de Investigación centrado en las velocidades transónicas.
Entre 2008 y 2014, muchas organizaciones construyeron sus propias versiones del modelo de la NASA. A continuación, probaron los modelos en túneles de todo el mundo.
El modelo transónico ayudó a la comunidad a comprender mejor la física de las aeronaves en crucero. El modelo actual de alta sustentación se centra en las fases de despegue y aterrizaje, cuando el avión vuela más despacio que en crucero.
Como hay más túneles de viento que pueden realizar pruebas a baja velocidad, más socios pueden participar en la colaboración actual.
Los socios que trabajan en el CRM-HL abarcan cinco países: Estados Unidos, Reino Unido, Francia, Alemania y Japón, e incluyen:
- NASA
- Centro Aeroespacial Alemán
- Oficina Nacional de Estudios e Investigaciones Aeroespaciales, el Laboratorio Aeroespacial Francés
- JAXA (Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón)
- Túnel de Viento Transónico Europeo
- Instituto de Tecnología Aeroespacial
- Boeing
- Industrias Pesadas Kawasaki
- QinetiQ
- Airbus
Iniciativas comunitarias
Los datos del proyecto de investigación CRM-HL también están impulsando la serie de Talleres de Predicción de Elevación de la NASA. La serie está patrocinada por el Comité Técnico de Aerodinámica Aplicada del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica.
Los talleres pretenden implicar a la comunidad aeronáutica en estos esfuerzos e inspirar a investigadores de todo el mundo.
Otro objetivo de esta investigación es ayudar a conseguir la Certificación por Análisis, que apoya los objetivos clave del Estudio Visión 2030 de Dinámica de Fluidos Computacional de la NASA.
La NASA, la industria y el mundo académico desarrollaron el estudio para trazar un plan a largo plazo para desarrollar futuras capacidades computacionales y satisfacer las necesidades de software y hardware para la dinámica de fluidos computacional.
La comunidad aeroespacial necesitará estos recursos para hacer predicciones eficientes y precisas sobre cómo se mueve el aire alrededor de una aeronave. Este trabajo también contribuye al análisis y diseño de las aeronaves.
La certificación por análisis reduciría significativamente el número de pruebas de vuelo necesarias para que un avión o un motor cumplan los requisitos de aeronavegabilidad.
Esto podría ahorrar tiempo y millones de dólares a los programas de desarrollo de aeronaves. También podría mejorar la seguridad y el rendimiento del producto.
La Administración Federal de Aviación (FAA) establece los requisitos de aeronavegabilidad. Las empresas deben presentar los resultados de las pruebas para demostrar que los nuevos aviones y motores cumplen la normativa.
«Antes de que la FAA autorice este tipo de certificación, el análisis debe ser tan preciso como las pruebas de vuelo», afirma Rivers.
NASA/Junio 17 de 2024
