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Cuerpo de ala mezclado

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El prototipo X48B BWB visto desde arriba

Un cuerpo de ala combinada ( BWB), también conocido como cuerpo combinado o cuerpo de ala híbrido ( HWB), es un avión de ala fija que no tiene una línea divisoria clara entre las alas y el cuerpo principal de la nave. La aeronave tiene distintas estructuras de ala y carrocería, que se mezclan suavemente sin una línea divisoria clara. Esto contrasta con un ala volante, que no tiene un fuselaje definido, y un cuerpo de elevación, que no tiene alas distintas. Un diseño BWB puede ser sin cola o no.

La principal ventaja del BWB es reducir el área mojada y el arrastre de forma que lo acompaña asociado con una unión ala-cuerpo convencional. También se le puede dar un cuerpo ancho en forma de perfil aerodinámico, lo que permite que toda la nave genere sustentación y, por lo tanto, reduzca el tamaño y la resistencia de las alas.

La configuración BWB se utiliza tanto para aviones como para planeadores submarinos.

Contenido
  • 1 Historia
  • 2 caracteristicas
    • 2.1 Ventajas potenciales
    • 2.2 Posibles desventajas
  • 3 Lista de aviones con cuerpo de ala combinada
  • 4 En cultura popular
    • 4.1 Arte conceptual de ciencia popular
  • 5 Véase también
  • 6 referencias
  • 7 Lecturas adicionales

Historia

El concepto N3-X de la NASA

A principios de la década de 1920, Nicolas Woyevodsky desarrolló una teoría del BWB y, tras las pruebas en el túnel de viento, se construyó el Westland Dreadnought. Se detuvo en su primer vuelo en 1924, hiriendo gravemente al piloto y el proyecto fue cancelado. La idea se propuso nuevamente a principios de la década de 1940 para un proyecto de avión de pasajeros Miles M.26 y el prototipo de investigación Miles M.30 "X Minor" se construyó para investigarlo. El interceptor prototipo McDonnell XP-67 también voló en 1944 pero no cumplió con las expectativas.

La NASA volvió al concepto en la década de 1990 con un modelo estabilizado artificialmente de 17 pies (5,2 m) (escala del 6%) llamado BWB-17, construido por la Universidad de Stanford, que voló en 1997 y mostró buenas cualidades de manejo. A partir de 2000, la NASA pasó a desarrollar un modelo de investigación controlado a distancia con una envergadura de 21 pies (6,4 m).

La NASA también ha explorado conjuntamente diseños BWB para el vehículo aéreo no tripulado Boeing X-48. Los estudios sugirieron que un avión BWB que transportara de 450 a 800 pasajeros podría lograr ahorros de combustible de más del 20 por ciento.

Airbus está estudiando un diseño BWB como posible reemplazo para la familia A320neo. Un modelo a subescala voló por primera vez en junio de 2019 como parte del programa MAVERIC (Model Aircraft for Validation and Experimentation of Robust Innovative Controls), que Airbus espera que le ayude a reducir las emisiones de CO 2 hasta en un 50% en relación con 2005. niveles.

El concepto N3-X de la NASA utiliza una serie de motores eléctricos superconductores para impulsar los ventiladores distribuidos y reducir el consumo de combustible, las emisiones y el ruido. La energía para impulsar estos ventiladores eléctricos es generada por dos generadores eléctricos superconductores impulsados ​​por turbinas de gas montados en la punta de un ala. Esta idea para un posible avión futuro se denomina "cuerpo de ala híbrido" o, a veces, cuerpo de ala mezclado. En este diseño, el ala se integra a la perfección con el cuerpo de la aeronave, lo que la hace extremadamente aerodinámica y promete una gran reducción en el consumo de combustible, el ruido y las emisiones. La NASA desarrolla conceptos como estos para probarlos en simulaciones por computadora y como modelos en túneles de viento para probar si los posibles beneficios realmente ocurrirían.

Caracteristicas

Los amplios espacios interiores creados por la mezcla plantean nuevos desafíos estructurales. La NASA ha estado estudiando el revestimiento compuesto de fibra de carbono de tejido cosido revestido de espuma para crear un espacio de cabina ininterrumpido.

La forma BWB minimiza el área total mojada, el área de la superficie de la piel de la aeronave, reduciendo así el arrastre de la piel al mínimo. También crea un engrosamiento del área de la raíz del ala, lo que permite una estructura más eficiente y un peso reducido en comparación con una embarcación convencional. La NASA también planea integrar motores a reacción de relación Ultra High Bypass (UHB) con el cuerpo del ala híbrida.

Un fuselaje tubular convencional transporta el 12-13% de la sustentación total en comparación con el 31-43% que transporta el cuerpo central en un BWB, donde una configuración intermedia de fuselaje de elevación más adecuada para aviones de pasajeros de tamaño estrecho llevaría entre un 25% y un 32% para un 6.1%. - Aumento del 8,2% en la eficiencia del combustible.

Espectro de conceptos de diseño de aeronaves. De izquierda a derecha: avión de pasajeros convencional ( Boeing 757 ), cuerpo de ala combinada ( B-1 Lancer ), ala volante con carenados abultados ( B-2 Spirit ) y ala volante casi limpia ( Northrop YB-49 ).

Ventajas potenciales

Posibles desventajas

  • Evacuar un BWB en caso de emergencia podría ser un desafío. Debido a la forma del avión, la disposición de los asientos sería de estilo teatro en lugar de tubular. Esto impone límites inherentes al número de puertas de salida.
  • Se ha sugerido que los interiores de los BWB no tendrían ventanas; la información más reciente muestra que las ventanas pueden estar ubicadas de manera diferente pero implican las mismas penalizaciones de peso que un avión convencional.
  • Se ha sugerido que los pasajeros en los bordes de la cabina pueden sentirse incómodos durante el balanceo del ala; sin embargo, los pasajeros de grandes aviones convencionales como el 777 son igualmente susceptibles al balanceo holandés.
  • La caja de alas central debe ser alta para usarse como cabina de pasajeros, lo que requiere una envergadura de ala más grande para equilibrarse.
  • Un BWB tiene más peso vacío para una carga útil determinada y puede que no sea económico para misiones cortas de alrededor de cuatro horas o menos.
  • Una envergadura de ala más grande puede ser incompatible con alguna infraestructura aeroportuaria, lo que requiere alas plegables similares a las del Boeing777X.
  • Es más caro modificar el diseño para crear variantes de diferentes tamaños en comparación con un fuselaje y un ala convencionales que se pueden estirar o encoger fácilmente.

Lista de aviones con cuerpo de ala combinada

El UAV Northrop BAT en vuelo desde abajo
Escribe País Clase Papel Fecha Estado No. Notas
Airbus Maveric UE UAV Experimental 2019 Prototipo 1
Boeing X-45 Estados Unidos UAV Experimental 2002 Prototipo 2
Boeing X-48 (C) Estados Unidos UAV Experimental 2013 Prototipo 2 Dos motores
Boeing X-48 (B) Estados Unidos UAV Experimental 2007 Prototipo 2 Tres motores
Lockheed A-12, M-21 y YF-12 nosotros Chorro Reconocimiento 1962 producción 18 YF-12 fue un interceptor prototipo
Lockheed SR-71 Blackbird nosotros Chorro Reconocimiento 1964 producción 32
Murciélago Northrop Grumman nosotros Prop / eléctrico Reconocimiento 2006 producción 10
McDonnell XP-67 Estados Unidos Hélice Combatiente 1944 Prototipo 1 Perfil aerodinámico mantenido en todo momento.
Millas M.30 Reino Unido Hélice Experimental 1942 Prototipo 1
Lancer Rockwell B-1 Estados Unidos Chorro Bombardeo 1974 Producción 104 Ala de barrido variable
Tupolev Tu-160 URSS Chorro Bombardeo 1981 Producción 36 Ala de barrido variable
Tupolev Tu-404 Rusia Hélice Avión de línea 1991 Proyecto 0 Una de las dos alternativas estudiadas
Acorazado de Westland Reino Unido Hélice Transporte 1924 Prototipo 1 Avión de correo. Perfil aerodinámico mantenido en todo momento.

En la cultura popular

Arte conceptual de ciencia popular

Imagen del "Boeing 797" de Popular Science, 2003

En la edición de noviembre de 2003 de la revista Popular Science apareció una foto conceptual de un avión comercial con cuerpo de ala combinada. Los artistas Neill Blomkamp y Simon van de Lagemaat de The Embassy Visual Effects crearon la foto para la revista utilizando software de gráficos por computadora para representar el futuro de la aviación y los viajes aéreos. En 2006, la imagen se utilizó en un correo electrónico engañoso que afirmaba que Boeing había desarrollado un avión de pasajeros de 1000 pasajeros (el "Boeing 797") con un "diseño radical de ala combinada" y Boeing refutó la afirmación.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

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