Plumas inspiradas en aviones podrían mejorar el rendimiento del vuelo

El plumaje de los aviones podría ser lo próximo en la aviación.

Las alas de las aves están contorneadas con filas superpuestas de mechones plumosos, extendiéndose desde cerca del hombro. Estas "plumas cubiertas" ayudan a las aves a maniobrar a través del aire. También podrían mejorar el rendimiento de las aeronaves. Alinear las alas de los aviones con filas de solapas ligeras que imitan las plumas cubiertas puede aumentar la elevación, reducir la resistencia y prevenir el estancamiento, informan los investigadores el 28 de octubre en Proceedings of the National Academy of Sciences.

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Muchas aeronaves ya tienen flaps y spoilers en sus alas. Pero a diferencia de esos componentes, las solapas bioinspiradas se desplegarían pasivamente cuando las alas se encuentren con el flujo de aire entrante a un ángulo alto, un escenario conocido como un alto ángulo de ataque. "No están controlados por algún motor o algún actuador hidráulico", dice la ingeniera Aimy Wissa de la Universidad de Princeton. Además, "están por todas partes en las alas, no solo en la parte trasera o delantera".

En experimentos en túneles de viento, Wissa y sus colegas estudiaron cómo afectaban múltiples filas de solapas al flujo de aire alrededor de perfiles aerodinámicos. Encontraron que las solapas afectaban el flujo de dos formas. Las solapas colocadas cerca del frente de un perfil aerodinámico ayudaban a mantener el flujo de aire alrededor de este más cerca del ala, lo que ayudaba a mejorar la elevación y reducir la resistencia. Agregar más filas de solapas mejoró el efecto.

También encontraron que instalar una sola fila de solapas cerca de la parte trasera de un perfil aerodinámico evitaba que el aire de alta presión cerca del borde de fuga se desplazara hacia el frente del ala. Eso es importante porque se necesita presión baja en esa área para producir elevación, dice Wissa. Agregar cinco filas de solapas a los perfiles aerodinámicos mejoró la elevación hasta en un 45 por ciento y redujo la resistencia en un 31 por ciento, encontró el equipo de Wissa.

Pruebas posteriores con aeronaves controladas a distancia también mostraron que las solapas mitigaban el estancamiento, un fenómeno que implica una pérdida repentina de elevación a altos ángulos de ataque, ampliando el rango de ángulo de ataque de la embarcación en un 9 por ciento. Las solapas también mejoraron la estabilidad de vuelo, señala Wissa.

Esa mayor amplitud podría ser especialmente útil al volar a través de ráfagas fuertes, o durante aterrizajes en pistas muy cortas. Sin las solapas, puede que no puedas completar de manera segura tales maniobras, dice Wissa. "Pero ahora, puedes hacerlo".