DISPOSITIVO REDUCTOR DE LOS TORBELLINOS GENERADOS EN PERFILES AERODINÁMICOS

Descripción

En las operaciones de despegue, es necesario mantener un intervalo de entre 60 y 90 segundos respecto a la aeronave precedente. Esta separación temporal responde a criterios de seguridad operacional. Las aeronaves generan estelas con grandes estructuras en rotación cerca del borde del ala debido a la diferencia de presiones que se produce entre ambas caras del perfil aerodinámico. Estos flujos en rotación son necesarios para generar la fuerza de sustentación que hace posible el vuelo. Estos vórtices, además de generar una resistencia inducida al avance, pueden comprometer la estabilidad y maniobrabilidad de las aeronaves que les siguen, lo que obliga a mantener tiempos de espera o distancias de separación. Como consecuencia, debemos esperar un determinado tiempo entre las operaciones de despegue y aterrizaje, lo que limita la capacidad operativa de los aeropuertos, que ya de por sí están muy saturados por el alto número de vuelos diarios. Para mitigar este problema, se propone un dispositivo que reduce la intensidad del vórtice mediante un mecanismo físico de resonancia inducido por un chorro periódico dirigido.

El dispositivo que se presenta en esta invención permite la atenuación de los torbellinos de punta de ala generados en la estela de perfiles aerodinámicos, con aplicación directa en el vuelo de aviones y generalizable a otras aplicaciones como turbomáquinas hidráulicas. El mecanismo de atenuación se basa en la excitación del flujo alrededor del ala mediante la inyección axial pulsante sintética y dirigida de un chorro de fluido a una cierta distancia de la envergadura con respecto al borde del ala. En este sentido, la importancia del dispositivo se basa precisamente en la zona de la inyección que no coincide exactamente con el borde del ala. En esta localización distinta al borde del ala es donde el dispositivo afecta en mayor medida al torbellino de la estela reduciendo así su intensidad de giro.

Ventajas competitivas

- Se consigue una reducción de la intensidad del vórtice presente en la estela de modelos de alas o generados por perfiles aerodinámicos en el caso de turbomáquinas hidráulicas. Este dispositivo se puede usar para atenuar el vórtice de estela y por tanto se podría aplicar a incrementar la frecuencia de vuelos en aeropuertos o disminuir las pérdidas energéticas en turbomáquinas.

- En términos económicos, supone tanto un ahorro en el consumo de combustible, ya que las aeronaves reducen el tiempo de espera para las operaciones de despegue y aterrizaje, como una reducción del consumo eléctrico en el caso de turbomáquinas hidráulicas al tener menos pérdidas inducidas por el vórtice. Como consecuencia, el impacto medioambiental es relevante por la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero.

- El sistema es sencillo mecánicamente y permite adaptar el control de amplitud y frecuencia a cada situación de flujo incidente.

Usos y aplicaciones

Este dispositivo es de especial interés en aeronaves para obtener una mejora en el funcionamiento de las alas, luego está indicado para fabricantes de la industria aeronáutica. Además, también es aplicable a fabricantes del sector industrial de turbomáquinas hidráulicas tales como bombas dinámicas axiales o aerogeneradores. En definitiva, el dispositivo se adapta fácilmente a cualquier tipo de perfil esbelto en el que se quieran reducir los efectos de los vórtices formados. Los principales sectores económicos a los que va dirigido serían el industrial, energético o medioambiental.

Sectores

Áreas

Titulares

UNIVERSIDAD DE MÁLAGA, UNIVERSIDAD DE SEVILLA. VICERRECTORADO DE INVESTIGACIÓN

Inventores

CARLOS MANUEL DEL PINO PEÑAS, LUIS PARRAS ANGUITA, MANUEL GARRIDO MARTÍN, PALOMA GUTIERREZ CASTILLO, NAYWA TUHAMI MOHAMED, EDUARDO DURAN VENEGAS, JOSE MANUEL LOPEZ ALONSO, FRANCISCO JOSÉ BLANCO RODRÍGUEZ