El Ejército de los Estados Unidos está desarrollando un nuevo banco de pruebas en túnel de viento que ayudará a los futuros aviones de rotor basculante a alcanzar velocidades más altas. estabilidad mejorada y seguridad mejorada.

En un enorme túnel de viento en el Centro de Investigación Langley de la NASA, Los investigadores del ejército están preparando un modelo de rotor basculante único para respaldar el análisis y el diseño de aeronaves de rotor basculante avanzado, una posible clave para lograr los objetivos de modernización del Ejército para el Levantamiento Vertical Futuro.

"Los Tiltrotors son como el avión V-22 Osprey que los marines usan actualmente, "dijo Matt Wilbur, investigador aeroespacial senior del Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU. "Su beneficio es que tienen velocidades de vuelo muy altas. Pueden pasar de una configuración de helicóptero a una configuración de vuelo hacia adelante que se parece más a un avión turbohélice y puede ir a velocidades de vuelo mucho más altas que los helicópteros típicos".

Los rotores basculantes de última generación proporcionan a los investigadores del Ejército una línea de base de lo que es posible. En el futuro, los diseñadores de aviones aprovecharán los nuevos materiales, propulsión avanzada y modelado de supercomputadoras, validado por experimentos físicos, para brindar nuevas capacidades de combate al Ejército.

"Los datos que buscamos son completamente nuevos; actualmente no existen, "dijo el Dr. Jaret Riddick, director de la Dirección de Tecnología de Vehículos del laboratorio. "Queremos ser capaces de modelar la estabilidad de los remolinos, lo que nos ayudará a superar una limitación crítica para las aeronaves de rotor basculante ".

Los diseños de Tiltrotor requieren un compromiso entre un rotor de helicóptero giratorio para un vuelo estacionario eficiente y un ala fija para un vuelo hacia adelante en modo avión. él dijo. Las interacciones entre esta combinación única de rotor y ala pueden provocar inestabilidad a velocidades más altas.

"Los investigadores de ARL están cerrando una brecha científica al proporcionar investigación de apoyo que validará el modelado de las aeronaves de rotor basculante del futuro, "Dijo Riddick.

Usando investigación aerodinámica fundamental y modelos computacionales, Los ingenieros del ejército darán forma a Future Vertical Lift con el análisis de nuevos diseños de motores basculantes. Su objetivo:aumentar el alcance, mejorar la protección y la letalidad, y ofrecer agilidad y flexibilidad de misión. Con un diseño de rotor basculante avanzado, el ejército puede llegar allí, quédese allí y domine lo que los funcionarios llaman "Batalla multidominio".

Los investigadores del ejército están trabajando con un socio de la industria para fabricar el Tiltrotor Aeroelstic Stability Testbed, o TRAST. El aparato es un conjunto de motor de rotor basculante reducido y un ala parcial cargado con sensores y diseñado para ser fijado a la pared del túnel de viento. El Ejército espera recibir la entrega en septiembre.

"TRAST se centra en la aceleración de productos de conocimiento que proporcionarán información crítica para las prioridades de modernización del ejército dentro del programa Future Vertical Lift con respecto a la tecnología de rotor basculante para la supresión de remolinos y permitir un vuelo hacia adelante de mayor velocidad, "dijo Elías Rigas, jefe de la División de Investigación Aplicada a Vehículos del laboratorio.

El proyecto tiene el potencial de proporcionar a los investigadores terabytes de datos, lo que permitirá la investigación de apoyo que el laboratorio puede compartir con la comunidad aeronáutica responsable del diseño y la implementación de Future Vertical Lift.

"Cuando se trata de un vehículo aéreo, todo se reduce a levantar ", dijo el investigador del Ejército, el Dr. Robert Thornburgh." Todavía tiene que producir sustentación, ya sea a través de un ala o de un rotor, Básicamente, la sustentación se produce mediante el aire en movimiento, por lo que esa física fundamental no ha cambiado desde los hermanos Wright, por lo que existen algunas limitaciones sobre lo que se puede hacer con la tecnología de helicópteros en lo que respecta al rendimiento ".

Los investigadores del ejército están trabajando en problemas de vuelo complejos. Se asocian con la NASA debido al interés compartido en la investigación básica de la tecnología de los motores basculantes en el futuro.

"Es posible que estemos viendo diferentes misiones para diferentes vehículos, pero a medida que profundizamos en las necesidades tecnológicas, se vuelven comunes y, por lo tanto, podemos trabajar muy de cerca con el Ejército en algunas áreas de investigación básica muy fundamentales, "dijo Susan Gorton, Líder de la Revolucionaria Tecnología de Elevación Vertical de la NASA. "Lo que siempre buscamos es cómo mejorar las cosas y cómo hacer las cosas más rápido, hacerlos más silenciosos y cómo hacerlos más económicos de operar ".

La relación entre el Ejército y la NASA es muy especial, Dijo Gorton.

"Hemos tenido esta relación durante más de 50 años en los que hemos compartido laboratorios donde la gente del Ejército está asignada y trabaja en los centros de la NASA y ellos trabajan mano a mano con nosotros y nuestras tareas de investigación diarias son muy entrelazados y es una relación muy fuerte y creo que seguirá siendo fuerte en el futuro, " ella dijo.

Como parte del Programa Conjunto de Demostradores de Tecnología Multifunción del Centro de Aviación y Misiles del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de EE. UU., empresas privadas como Bell, creó un avión demostrador de concepto de rotor basculante, el V-280 Valor, que logró con éxito el primer vuelo en 2017. Los investigadores de ARL visitaron la compañía en enero para ver al demostrador de cerca y hablar con los ingenieros de Bell.

Riddick dijo que la Oficina del Programa JMR-TD informa los requisitos para el programa de registro Future Vertical Lift y ha proporcionado fondos significativos para la fabricación de TRAST.

"Dependen del laboratorio para realizar la investigación fundamental que permita a las futuras aeronaves de rotor basculante alcanzar velocidades más altas y una mayor estabilidad, ", Dijo Riddick." Este es un esfuerzo verdaderamente conjunto entre los científicos de investigación del laboratorio y sus socios para producir conocimiento y comprensión para la toma de decisiones en el futuro. También destaca el nivel de colaboración en toda la comunidad científica y tecnológica del Ejército para cumplir con las prioridades de modernización del Ejército ".

La NASA tiene instalaciones únicas que el Ejército no tiene, pero con una cooperativa, relación de colaboración utilizan las instalaciones y trabajan con los investigadores de la NASA para lograr los objetivos del Ejército, Dijo Wilbur. El túnel de viento permite a los investigadores ir más allá en las pruebas dinámicas al producir vientos de Mach 1.2, o 1,2 veces la velocidad del sonido.

"Obviamente, un helicóptero no vuela tan rápido; sin embargo, tenemos un rango de velocidad de vuelo ilimitado para un helicóptero, y los helicópteros del futuro volarán cada vez más rápido y esta es una de las únicas instalaciones en el mundo en las que se prueban constantemente los helicópteros que ya cumplen y superan el rango de vuelo que se espera que vuelen los helicópteros. "Dijo Wilbur.

Además de velocidades más altas, Los investigadores del ejército dijeron que confían en que los avances en el diseño de motores basculantes salvarán vidas.

"Cuanto más rápido puedas volar, cuanto más rápido pueda sacar a alguien del campo de batalla y llevarlo a un hospital y eso podría potencialmente salvarle la vida, ", dijo el investigador del Ejército Andrew Kreshock." Uno de los mayores impactos puede estar en cómo opera el Ejército porque muchas bases están organizadas alrededor del rango de aviones y qué tan rápido pueden llegar a la línea del frente y salvar la vida de los soldados ".

El programa TRAST proporcionará datos experimentales críticos para permitir la validación de herramientas de análisis de ingeniería existentes y el desarrollo de herramientas de análisis nuevas y mejoradas. Juntos, Los datos experimentales y los análisis mejorados se utilizarán para identificar las fortalezas y debilidades de una aeronave de rotor basculante.

"Lo que beneficia al futuro combatiente es que nos permite impulsar la tecnología más rápido, más lejos para que tengan un avión de rotor basculante que se ha mejorado significativamente, ", dijo." Siempre estamos mirando 20 años hacia el futuro en términos de las tecnologías que estamos tratando de desarrollar, pero es muy gratificante cuando podemos hacer que sucedan cosas buenas y sabemos que hemos desarrollado una tecnología viable para el Ejército ".