En la pista hacia aviones más eficientes en combustible, Un esquema de propulsión alternativo que se está explorando es una serie de ventiladores con conductos accionados eléctricamente. Los ventiladores se distribuyen a lo largo de la envergadura del ala o se integran en el ala. Los investigadores de la Universidad de Illinois obtuvieron una nueva comprensión de cómo los ventiladores y especialmente su ubicación precisa en el avión pueden afectar la conversación cruzada entre la propulsión y el flujo de aire alrededor del ala.

En la mayoría de los aviones comerciales, los motores están aislados del resto del sistema de alas. En lugar de estar incrustado en el ala o montado más cerca de esa superficie, cuelgan de debajo de las alas. Esto esta hecho, en parte, para tratar de reducir la influencia en el acoplamiento cruzado, la comunicación cruzada entre las RPM del motor y las características del flujo de aire sobre el ala del avión.

"Si permitimos que esos dos sistemas se comuniquen, Hay mucha mayor complejidad en el campo de flujo sobre el ala y en el propulsor, lo que también altera sustancialmente el rendimiento. "dijo Phillip Ansell, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois. "Hemos tomado dos subsistemas, propulsión y aerodinámica, y hemos dicho que no son subsistemas aislados. Ahora son una sola cosa".

Ansell, junto con su estudiante graduado Aaron Perry en la U of I y Michael Kerho de la Rolling Hills Research Corporation llevaron a cabo el estudio para comprender en un nivel básico cuáles son esas interacciones y cómo ese acoplamiento entre los sistemas de ventiladores con conductos y las secciones del ala modificará el comportamiento aerodinámico y la elevación general, arrastrar, y características del momento de cabeceo.

"Si integramos los propulsores, que en este caso son fans, en el ala, podemos mejorar la eficiencia de propulsión de la aeronave ingiriendo el aire a baja velocidad a través de la superficie del ala en el propulsor. Pero es un desafío descubrir cómo hacerlo de una manera inteligente ".

Este proyecto de investigación se llevó a cabo de forma experimental utilizando un modelo impreso en 3D de un perfil aerodinámico, que es una sección transversal de un ala, montado dentro de un túnel de viento subsónico. "Teníamos un modelo con ventiladores con conductos montados sobre el borde posterior del perfil aerodinámico. El flujo atraviesa la superficie superior y luego al ventilador, "Dijo Ansell.

Dijo que la manipulación del acelerador del ventilador con conductos montado en la parte superior del ala proporcionó grandes cambios en el comportamiento aerodinámico del perfil aerodinámico.

"Podemos ajustar el acelerador para que el ventilador gire más rápido o más lento, de modo que ahora tengo un jet de alta velocidad que sale por la parte trasera y actúa para levantar sustancialmente el avión a través de un fenómeno conocido como supercirculación. También cambia el flujo a través de la superficie, ", dijo." Tengo pequeñas regiones del flujo en la superficie llamadas capas límite. Cada vez que subo el acelerador y empiezo a introducir aire en ese propulsor, adelgaza la capa límite. Modifica la distribución de la presión a través del propio perfil aerodinámico. Están sucediendo algunas cosas complejas. Ese RPM del ventilador que habla con la aerodinámica del perfil aerodinámico más grande es sustancial ".

Ansell dijo que el estudio proporciona una nueva forma de comprender el diálogo entre un sistema de aeronave completo y un sistema de propulsión. No se trata solo de aumentar el acelerador para crear un empuje mayor y producir una fuerza que atraviese el eje de orientación del ventilador.

"No es tan simple porque también cambia el flujo de aire sobre el ala, "Dijo Ansell." Las diferentes orientaciones del extremo del ventilador cambian el rendimiento de la sección del ala, así como la distribución de la presión porque cambia las características de calidad del flujo local. Ahora lo hemos cuantificado y podemos entender algunos aspectos de cómo se ve.

"Pudimos tomar medidas para comprender mejor cuáles son esas variaciones en las características del acoplamiento. Anteriormente sabíamos que si aceleramos este ventilador, el resultado es un vector de empuje que apunta en una determinada dirección. Ahora sabemos que también modificará la aerodinámica de mi ala local ".

El papel, "Efectos de acoplamiento cruzado de propulsores y aeropropulsores en un sistema de propulsión distribuida, "fue escrito por Aaron Perry y Phillip Ansell. Aparece en el Diario de aviones .