Hay muchas causas de este aparente estancamiento. El primero es el enorme riesgo económico involucrado. Junto con el riesgo de inversión, existe un riesgo de responsabilidad que es especialmente preocupante para los fabricantes estadounidenses de aviones pequeños. También se podría argumentar que los fabricantes de aviones comerciales no lo están haciendo tan mal, entonces, ¿por qué discutir con éxito y hacer algo nuevo? Estos temas se discuten en la sección anterior sobre los orígenes de los aviones.
Debido al desarrollo de nuevas tecnologías o procesos, o porque aparecen nuevas funciones y misiones para las aeronaves, esperamos que las aeronaves realmente cambien. La mayoría de los aviones nuevos cambiarán de forma evolutiva, pero también son posibles ideas más revolucionarias.
Esta sección discutirá varios aspectos de futuros aviones, incluyendo los siguientes:
Mejorando el avión moderno
- ¿Existe un límite en la velocidad máxima / crucero para un diseño de ala con una velocidad de pérdida de menos de 35kts?
- ¿Cómo es ser un piloto de prueba para una avioneta?
- ¿Pueden las aerolíneas de bajo costo comprometer la seguridad del vuelo en un apuro por minimizar los costos operativos? Si es así, ¿cuáles son algunas cosas reales que podrían hacer? Gracias por tus respuestas:)
- ¿Puede una persona sobrevivir a un accidente en un avión desde 10,000 pies?
- ¿Puede el radar moderno instalado en los aeropuertos de todo el mundo saber la altura de la aeronave (además de la distancia)?
Nuevas configuraciones
Nuevas funciones y requisitos
- Mejorando el avión moderno
Los avances en muchos campos han proporcionado mejoras evolutivas en el rendimiento. Aunque la configuración de la aeronave es similar, las reducciones en el costo en casi un factor de 3 desde el 707 se han logrado a través de mejoras en la aerodinámica, estructuras y materiales, sistemas de control y (principalmente) tecnología de propulsión. Algunas de estas áreas se describen en las siguientes secciones.
2. Controles activos
El control de vuelo activo se puede utilizar de muchas maneras, desde el límite de ángulo de ataque relativamente simple que se encuentra en aviones como el Boeing 727, hasta el control de carga de maniobras y ráfagas investigado temprano con aviones L-1011, hasta aplicaciones más recientes en el Airbus y Avión 777 para aumento de estabilidad.
Las cargas estructurales reducidas permiten tramos más grandes para un peso estructural dado y, por lo tanto, un arrastre inducido más bajo. Como veremos, una reducción del 10% en la carga de flexión de la maniobra se puede traducir en un aumento del alcance del 3% sin aumentar el peso del ala. Esto produce aproximadamente una reducción del 6% en la resistencia inducida.
Los requisitos de estabilidad reducidos permiten superficies de cola más pequeñas o cargas de corte reducidas que a menudo proporcionan reducciones de resistencia y peso.
Dichos sistemas también pueden permitir nuevos conceptos de configuración, aunque incluso cuando se aplican a diseños convencionales, se pueden lograr mejoras en el rendimiento. Además de las ventajas de rendimiento, se puede sugerir el uso de estos sistemas por razones de confiabilidad, seguridad mejorada o calidad de conducción y carga de trabajo reducida del piloto, aunque algunas de las ventajas son discutibles.
3. Nuevos conceptos de superficie de sustentación
El diseño de la superficie aerodinámica ha mejorado drásticamente en los últimos 40 años, desde las secciones transónicas “pico” utilizadas en los aviones en los años 60 y 70 hasta las secciones supercríticas más agresivas utilizadas en los aviones de hoy. La siguiente figura ilustra algunos de los conceptos de perfil aerodinámico bastante diferentes utilizados en las últimas décadas. El progreso continuo en el diseño de la superficie aerodinámica es probable en los próximos años, debido en parte a los avances en las capacidades informáticas viscosas. Un ejemplo de un área emergente en el diseño de superficie aerodinámica es el uso constructivo de la separación. Los siguientes ejemplos muestran la sección divergente del borde posterior desarrollada para el MD-11 y una sección transversal del Aerobie, un juguete de anillo volador que utiliza esta sección inusual para mejorar la estabilidad del anillo.
4. Control de flujo
La manipulación sutil de la aerodinámica de la aeronave, principalmente las capas límite del ala y del fuselaje, se puede utilizar para aumentar el rendimiento y proporcionar control. Desde el control de flujo laminar, que busca reducir el arrastre al mantener grandes extensiones de flujo laminar, hasta el control de flujo de vórtice (a través de sopladores o pequeños generadores de vórtice) y conceptos más recientes que utilizan dispositivos MEMS o chorros sintéticos, el concepto de controlar los flujos aerodinámicos haciendo Pequeños cambios en la forma correcta es un área importante de la investigación aerodinámica. Aunque algunos de los conceptos más inusuales (incluido el control activo de la turbulencia) están lejos de la realización práctica, el control de vórtice y el control de flujo laminar híbrido son posibilidades más probables.
5. Estructuras
Los materiales estructurales y los conceptos de diseño están evolucionando rápidamente. A pesar del enfoque conservador adoptado por las aerolíneas comerciales, los materiales compuestos finalmente están llegando a una fracción mayor de la estructura de la aeronave. Por el momento, los materiales compuestos se utilizan en la estructura primaria de empennage en transportes comerciales y en las pequeñas cajas de ala exterior ATR-72, pero se espera que en los próximos 10-20 años las aerolíneas y la FAA estén más listas para adoptar esta tecnología . Los nuevos materiales y procesos son críticos para aviones de alta velocidad, UAV y aviones militares, pero incluso para aplicaciones subsónicas, conceptos como la infusión de película de resina cosida (RFI) están comenzando a hacer que las aplicaciones compuestas de costo competitivo sean más creíbles.
6. Propulsión
La propulsión es el área en la que se ha realizado el mayor progreso evolutivo en las últimas décadas y que continuará mejorando la economía de los aviones. Muy alta eficiencia, las turbinas increíblemente grandes continúan evolucionando, mientras que los motores de turbinas pequeñas de bajo costo pueden revolucionar el diseño de aeronaves pequeñas en los próximos 20 años. Crece el interés en motores muy limpios y de bajo ruido para aviones que van desde pasajeros y aviones regionales hasta transportes supersónicos.
