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Aviones eléctricos eVTOL sin grandes rotores gracias a la tecnología de chorro desviado.
Los Aviones eléctricos de despegue y aterrizaje vertical sin rotores ni alas basculantes son una realidad gracias a la tecnología Deflected Slip-Stream (DSS) habilitada sobre las alas de perfil aerodinámico coflow jet (CFJ) y licenciada por la NASA y CFLow JET.
CoFlow Jet ha firmado un acuerdo de propiedad conjunta con la NASA para comercializar la tecnología Deflected Slip-Stream (DSS) habilitada sobre su tecnología de perfil aerodinámico Coflow jet (CFJ).La tecnología de chorro desviado DSS facilita el despegue y el aterrizaje vertical y el vuelo estacionario y de crucero sin necesidad de utilizar grandes rotores basculantes, ni alas giratorias ni sistemas de elevación adicional, lo que se traduce en una reducción drástica de las necesidades energéticas.
CoFlow es, una empresa de ingeniería y tecnología especializada en el control de flujo activo mediante la tecnología de chorro de coflujo (CFJ) y que ha evolucionado para aplicaciones aeroespaciales. El acuerdo de propiedad conjunta (JOA) firmado con la NASA le permite comercializar la tecnología de estela desviada o chorro desviado (DSS) habilitada mediante el control de flujo de chorro de co-flujo.
Desarrollada conjuntamente entre la NASA y CoFlow Jet, la tecnología permitiría a las aeronaves despegar verticalmente, flotar, hacer una transición suave a viaje de crucero y aterrizar verticalmente sin usar rotores basculantes, alas basculantes o configuraciones de elevación adicional. Esto simplificaría sustancialmente el sistema del vehículo, reduciría el peso, aumentaría la autonomía, ahorraría energía y reduciría el ruido. También combinaría despegues y aterrizajes verticales cortos (V/STOL), lo que facilita que las aeronaves operen verticalmente dentro de entornos urbanos confinados y ahorra aún más energía donde hay un espacio de pista corto.
El concepto básico del perfil aerodinámico de chorro de co-flujo propuesto y desarrollado por la compañía es un perfil aerodinámico de control de flujo activo accionado por microcompresores integrados dentro del perfil aerodinámico. Una pequeña cantidad de flujo de masa se introduce en el perfil aerodinámico en el borde de salida. Este se presuriza mediante los actuadores del microcompresor y luego se inyecta cerca del borde de ataque tangencial al flujo principal. El resultado es un sistema que puede lograr un coeficiente de elevación superior con un gasto de energía extremadamente bajo.
El concepto básico del perfil aerodinámico de chorro de co-flujo propuesto y desarrollado por la compañía es un perfil aerodinámico de control de flujo activo accionado por microcompresores integrados dentro del perfil aerodinámico.
Esta tecnología ha sido probada en un experimento en túnel de viento financiado por DARPA. De los resultados extraídos de esta experiencia, la compañía asegura haber podido completar un diseño preliminar del vehículo en general.
“Estamos desarrollando vehículos avanzados totalmente eléctricos verticales y de despegue y aterrizaje corto (eV/STOL) utilizando la tecnología DSS habilitada por CFJ”, asegura el director ejecutivo de CoFlow Jet y profesor de la Universidad de Miami, el Dr. Gecheng Zha. Gracias a la reducción de la energía necesaria para el despegue, el aterrizaje y el vuelo, el resultado permitirá que “el transporte urbano y el comercio electrónico sean económicamente viables”.
“Los rotores basculantes, las alas basculantes y la elevación adicional pronto pueden ser parte de la historia”, añade. Otra de las ventajas de dicho vehículo es que también podría usarse en Marte, ya que allí podría generar un coeficiente de elevación de crucero casi 10 veces mayor en comparación con los aviones de ala fija existentes, “convirtiéndolo en un vehículo más efectivo no solo aquí en la Tierra sino también en Marte, donde la densidad del aire es una centésima parte de la Tierra.”
Imágenes del vehículo conceptual
En la imagen de la Figura 1, el vehículo dotado del perfil aerodinámico de chorro de coflujo se muestra flotando con sus aletas que apuntan hacia abajo y sus hélices mirando hacia adelante. El flujo de aire de las hélices gira verticalmente hacia abajo tal y como se muestra en el recuadro de la derecha convirtiendo todo el empuje de las hélices en sustentación vertical.
A diferencia de la mayoría de los vehículos VTOL actuales, la sustentación se genera sin girar las hélices hacia arriba. El giro de 90 grados en el flujo de aire es posible gracias a los microcompresores de chorro de coflujo integrados en las aletas de las cuatro alas, como se muestra en el recuadro de la izquierda.
Una vez en el aire, los flaps se giran para alinearse al ras con las alas para proporcionar un vuelo de crucero suave.
En la Figura 2 se muestra el vehículo eV/STOL sin cola con ala en tándem en crucero. La figura es un diagrama de contorno de Mach simulado de un proyecto financiado por NSF que utiliza el software CFD (dinámica de fluidos computacional) de esquema de alto orden de la compañía.
Por último en la Figura 3, la imagen muestra los microcompresores integrados dentro de un ala CFJ probados recientemente en un experimento de túnel de viento financiado por DARPA.
En general, un vehículo habilitado para emplear la tecnología CFJ disfrutaría de alta seguridad, largo alcance, una alta eficiencia y bajo nivel de ruido. Actualmente, el diseño preliminar del vehículo aéreo eV/STOL está completo y la compañía está buscando inversores para la fabricación de prototipos y demostraciones de vuelo.
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