La Nasa presenta el avión que podría volar en Marte

Mars Prandtl-D es un prototipo que podría volar en la atmósfera de Marte.

Mars Prandtl-D es un prototipo que podría volar en la atmósfera de Marte.

Parecido a un boomerang, la aeronave cuenta con un nuevo método que podría conducir a una reducción del 11 por ciento en el consumo de combustible, gracias a la forma y ángulo del ala. 

El concepto también puede conducir a la mejora de forma significativa la controlabilidad que podría eliminar la necesidad de una cola vertical y eventualmente incorporará estas mejoras a nuevos diseños de aeronaves.

Los datos de vuelo obtenidos de los dos primeros vehículos de Prandtl-D validaron que la combinación de giro y una distribución de elevación a través de las alas de la aeronave conduce a una reducción de la resistencia en vuelo.

El Prandtl-D No. 2 regresa a tierra luego de una prueba de vuelo. (Foto: Nasa)
El Prandtl-D No. 2 regresa a tierra luego de una prueba de vuelo. (Foto: Nasa)

De hecho, los ingenieros estiman que las futuras aeronaves podrían ser más eficientes en el consumo de combustible gracias al uso de los nuevos métodos de diseño de ala y  también al eliminar el peso de la cola de control de vuelo de la aeronave moderna y su superficie.

En este sentido, la investigación de Prandtl-D también toma prestado el principio de cómo vuelan los pájaros: Las aves giran y planean sin colas verticales que se requieren para este tipo de maniobras en aviones tradicionales, pero no en el avión de Prandtl.

El primer avión de los dos prototipos Prandtl-D tenía una envergadura 3.81 metros. Construido de un núcleo de espuma mecanizada y superficie de fibra de carbono. La aeronave era radio- operada con un controlador  de tipo aficionado y se puso en marcha con un sistema de cuerda elástica, como las empleadas para salto de bungee. El segundo avión contó con un sistema de datos de vuelo Arduino.

Se espera que el tercer prototipo de Prandtl-D comience a volar a finales de 2015 con más del doble de la envergadura que las versiones anteriores: 7.62 metros. El tercer avión también tiene el mismo sistema de control de vuelo Arduino y está hecha de fibra de carbono, fibra de vidrio y espuma. Contará con un sistema de lanzamiento remolcado como un planeador. Otra diferencia clave en la tercera generación del Prandtl-D es una adición de un sistema de recopilación de datos off-the-shelf  (de características similares a las versiones comerciales) desarrollado por la Universidad de Minnesota.

El Prandtl-D hace uno de sus primeros vuelos. (Foto: Nasa)
El Prandtl-D hace uno de sus primeros vuelos. (Foto: Nasa)

Los datos obtenidos en las pruebas de vuelo confirman la efectividad de las soluciones de diseño de ala utilizados en el Prandtl-D, basadas en las ideas del ingeniero aeronáutico Ludwig Prandtl a principios del siglo 20. Prandtl era un alemán cuya investigación se considera la base de la aerodinámica moderna. Los diseños del Prandtl-D también están basados en conceptos de planeador de los hermanos alemanes Reimar y Walter Horten e incorporan las conclusiones de pioneros en  aerodinámica de la NASA, RT Jones y Richard T. Whitcomb.

Albion Bowers, científico jefe y director del proyecto Prandtl-D del Centro Armstrong de la NASA, ha liderado el esfuerzo de la NASA con la ayuda de estudiantes internos del Centro  y ha puesto en este proyecto,  todas las piezas disponibles juntas, desde la teoría aeronáutica clásica.

El Prandtl-M, o la posibilidad de volar en Marte

El trabajo sobre el Prandtl-D llevó a un concepto para un avión en Marte. Si el Diseño Aerodinámico Preliminar de Investigación para aterrizar en Marte, o aeronave Prandtl-M, tiene éxito, podría recoger y transmitir información valiosa a la Tierra.

Concebida con una envergadura de dos pies y un peso de menos de tres libras, el avión sería capaz de despegar, volar, planear y aterrizar en la atmósfera marciana. El Prandtl-M podría recopilar imágenes de alta resolución topográficos muy detallados, durante su vuelo sobre Marte, que podrían dar información a los científicos acerca de la idoneidad de los sitios de aterrizaje potenciales para naves de mayor envergadura.

El Prandtl-M tendría un tiempo de vuelo de unos 10 minutos y podría planear por lo menos a 2.000 pies a la superficie de Marte. Su rango de autonomía sería de cerca de 20 millas.

Participación Estudiantil

Si el concepto para un avión en Marte toma vuelo, será, en parte, gracias al apoyo de los estudiantes universitarios internos.

En el verano de 2015, el reto de los estudiantes fue utilizar las habilidades aprendidas en la escuela y aplicarlas a un reto de investigación. 

Los estudiantes comenzaron con un avión con forma de boomerang construida de fibra de carbono y llevaron a cabo la investigación volando el prototipo en los pasillos del Centro Armstrong, luego en una sala de conferencias y luego en un hangar de aviones. Estos vuelos permiten un vistazo a la aerodinámica de la aeronave antes de pasar a más pruebas complejas y altitudes más altas, y permitieron un prototipo que quedó en un avión más en forma de delta. Los estudiantes internos han jugado un valioso papel en el desarrollo de los vehículos de Prandtl-D.

Las pruebas en el túnel de viento

El Centro Armstrong y el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, han colaborado en una serie de pruebas de túnel de viento en agosto de 2015. Los investigadores analizaron un modelo de túnel de viento, en comparación de con los cálculos de diseño de ala convencionales, los cuales han proporcionado datos radicalmente diferentes.

La forma elegida para el modelo de túnel de viento de Prandtl-D desarrollada en Langley se basó en los dos primeros vehículos de Prandtl-D volados en Armstrong. Los datos del túnel de viento mostraron que el ala era muy estable.

La investigación de túnel , junto con los datos de vuelo, permitirá a los investigadores montar una base de datos de simulación del ala, que al combinarlos permiten realizar pruebas virtuales de vuelo para observar las potencialidades, condiciones límite y características del Prandtl-D.

*Con información de NASA.gov

 

01 de noviembre de 2015, 17:11

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