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  • Noviembre 2014Nº 458
Apuntes

Ingeniería

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El renacimiento de los aviones de hélice

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Hace un siglo, la aparición de las aeronaves de hélice dio un enorme impulso a la tecnología aeronáutica. Tras la Segunda Guerra Mundial, sin embargo, la economía inclinó la balanza del lado de los aviones más rápidos y capaces de cubrir largas distancias, por lo que la investigación se centró en los reactores. Así, mientras la técnica de los turboventiladores avanzaba a buen paso, las hélices se quedaron prácticamente donde estaban.

Esa situación podría cambiar dentro de poco. El encarecimiento del combustible y el aumento de la demanda de vuelos cortos durante los últimos diez años ha provocado que las líneas aéreas recuperen su interés por los aviones más pequeños y eficientes. Ante tales perspectivas, los ingenieros han vuelto sobre los desfasados motores turbohélice. Se espera que, a finales de esta década, una nueva generación de aviones de hélice vea la luz.

Según un estudio de mercado del fabricante canadiense Bombardier, las aeronaves impulsadas por turbohélices sumaron cerca de la mitad de los aviones de pasajeros de entre 20 y 99 asientos entregados en 2013, una paridad que no se daba desde los años noventa. Ese aumento de la demanda se debe a que, para vuelos de menos de 900 kilómetros, los motores turbohélice aprovechan mucho mejor el combustible que los turboventiladores, los cuales solo alcanzan su máxima eficiencia en altitudes de crucero. Sin embargo, ese buen rendimiento viene a expensas de una menor velocidad de vuelo y un ruido y vibraciones incómodos para los pasajeros. Las aerolíneas, que compiten por el precio tanto como por una experiencia de vuelo agradable —y que son conscientes de que los pasajeros perciben los aviones de hélice como antiguallas—, no se contentarán con los motores turbohélice del siglo pasado.

Entre quienes están desbrozando el camino para una nueva generación de turbohélices se encuentra Dowty Propellers, de General Electric Aviation. Sus ingenieros están estudiando con nuevas herramientas la interacción entre la hélice, la góndola del motor y las alas de la nave. Gracias a los avances computacionales en dinámica de fluidos, los científicos de la compañía de Gloucester no solo están diseñando palas cuya forma incrementa la eficiencia, sino reconsiderando la disposición de la hélice en su conjunto.

«La diferencia radica en la potencia de cálculo de la que disponemos hoy», explica Jonathan Chesteney, de Dowty. Ahora, los datos de cada pala pueden analizarse por separado. «Podemos ver muchos más detalles. Es como un científico que mira por primera vez a través de un microscopio», ejemplifica.

Los ingenieros de Dowty han explorado dos nuevas técnicas para espaciar las hélices de ocho palas. Una las coloca de manera desigual alrededor del cubo de la hélice; la otra las escalona siguiendo un eje, con cuatro de ellas situadas por delante del resto. Tales disposiciones modifican las frecuencias audibles que se generan durante el vuelo. La compañía ya ha comenzado a reclutar voluntarios para que experimenten el ruido que se produce en la cabina y decidir cuáles prefieren.

Dowty no está sola en esta clase de estudios. Según el ingeniero aeronáutico Lakshmi Sankar, del Instituto de Tecnología de Georgia, la siguiente generación de helicópteros encargada por el Departamento de Defensa de EE.UU. también requerirá hélices avanzadas, al igual que los próximos vehículos aéreos no tripulados. La investigación en dinámica de fluidos computacional llevada a cabo por el Centro de Investigaciones Glenn de la NASA y por el Instituto de Tecnología de Georgia se está aplicando ya a los diseños de algunos proveedores; entre ellos, Dowty y UTC Aerospace Systems, en Carolina del Norte.

No falta mucho para que los nuevos diseños lleguen a la pista de despegue. «Creemos que en los próximos años algunos fabricantes clave sacarán a luz nuevas aeronaves», vaticina Chestney.

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