Drones, aviones robot, aeronaves sin piloto… desde 1917, los vehículos aéreos no tripulados han recibido varios nombres, lo esencial de su concepto es no perder de vista que se trata de máquinas impulsadas sin un operador humano, que pueden volar de manera autónoma o ser pilotadas a control remoto, incluso ser programadas para realizar determinados trayectos.
En 2018, Coelum fue el nombre que recibió el primer vehículo de este tipo desarrollado por la Corporación de la Industria Aeronáutica Colombiana (CIAC), el cual fue diseñado para cumplir misiones militares, en especial, de monitoreo y vigilancia, para ello contaba con cámaras de gran alcance.
Pese a su rendimiento y a los beneficios que aportan en tareas militares y civiles, los vehículos aéreos no tripulados emplean superficies de control tradicionales que, al momento de su puesta en funcionamiento, pueden generar separaciones en el flujo de aire del ala, y, en consecuencia, incrementan la turbulencia. De esta manera, se genera una pérdida de rendimiento y se disminuye su tiempo de operación.
Ante esto, Carlos Arturo Sierra Daza, magíster en Ingeniería Mecánica, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), propuso la mejora en el diseño de las alas, iniciativa innovadora para la industria aeronáutica colombiana.
Explica que, “para llegar al diseño se utilizó OpenFoam, un software libre mediante el cual se hizo un análisis del perfil aerodinámico para determinar cuáles características brindaba mayor rendimiento; de igual manera, se ejecutaron pruebas numéricas de manera computacional”.
Para evaluar las características aerodinámicas de los perfiles, se utilizaron dos métricas; por un lado, la del coeficiente de sustentación, que indica la fuerza que realiza el ala para elevar un objeto y por el otro, la autonomía, que indica qué tan lejos podría volar un avión, una información que está asociado a sus coeficientes de sustentación y arrastre.
En las métricas de rendimiento, la característica flexible otorgada a la curvatura del ala, permitió un incremento del 23 %, en comparación con las alas convencionales.
El investigador precisa que, “para obtener un mayor rendimiento, como se pensó, la aeronave debía ser adaptada a diferentes fases de vuelo como despegue, ascenso, crucero, aterrizaje, entre otras, siendo este un logro que se obtiene con el diseño planteado”.
En dicho rendimiento del diseño, también se tuvo en cuenta el número de Reynolds; un número adimensional (que no tiene dimensiones) empleado ampliamente en experimentos y simulaciones numéricas en el campo de mecánica de fluidos y está asociado directamente a la velocidad de la aeronave.
En cuanto a la forma final del perfil, se utilizaron algoritmos genéticos que, a través de herramientas computacionales, arrojaron aleatoriamente formas geométricas que fueron evaluadas para decidir cuáles serían las óptimas para el perfil.
Según el magíster, este estudio se realizó por primera vez en el país. Sin embargo, en otras latitudes, algunas compañías ya se han implementado alas similares en aeronaves, que han confirmado su potencial.
El diseño propuesto, aunque fue implementado en este tipo de vehículo aéreo pequeño, no se descarta la posibilidad de ser incorporado en aeronaves más grandes, aunque sus condiciones sean diferentes, y de esta manera potenciar su rendimiento.
