La curiosa nueva X del Pentágono

DARPA, el programa de investigación de tecnologías avanzadas de vanguardia del Pentágono, acaba de revelar el nombre de un nuevo demostrador de tecnología de drones diseñado para probar los sistemas de control de flujo activo (AFC), que podría mejorar la eficiencia del combustible y reducir las firmas de radar al permitir una geometría de aeronave más aerodinámica que antes.

El "avión experimental sin tripulación" se llamará X-65 y utilizará bancos de boquillas de aire comprimido para ejecutar maniobras "sin los controles de vuelo tradicionales de movimiento exterior" como flaps con bisagras, timones, alerones, elevadores y spoilers.

Tales superficies de control de vuelo tradicionales inevitablemente implican un peso y una complejidad adicionales.

El demostrador es el engendro de la Fase 2 del proyecto Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors (CRANE) de DARPA.

Los comentaristas han comentado que el "novedoso avión X", como lo describe DARPA, se parece al caza estelar ficticio X-Wing en Star Wars cuando se ve de frente debido a las alas dobles inclinadas (aunque desde otros ángulos, la similitud es mucho menos aparente). .) La designación del X-65 puede aludir a la designación del modelo de fábrica T-65 del X-Wing en la tradición de Star Wars.

Si es así, no sería la primera vez que I+D trabaja con una referencia de ciencia ficción en tecnología de la vida real. DARPA probó una vez un avión sigiloso visual de proyecto negro llamado Bird of Prey en honor a una nave exploradora Klingon encubierta en el universo de Star Trek.

El avión no tripulado de tamaño completo será construido por Aurora Flight Sciences, una subsidiaria de investigación de Boeing. Durante la Fase 1, Aurora completó cuatro semanas de pruebas en túnel de viento en un prototipo de un cuarto de tamaño del X-65 en una instalación de San Diego. El diseño incorporó matrices de boquillas de succión/chorro de aire comprimido incrustadas en la superficie superior de cada ala.

El vicepresidente de Aurora ha declarado que el X-plane probará la tecnología en "escala relevante para la misión y números de Mach", lo que parece que la compañía tiene aspiraciones de probar eventualmente la capacidad de vuelo supersónico de la nave.

Sin embargo, según Aurora, se espera que el avión actual en construcción, con componentes en ensamblaje en Virginia, West Virginia y Mississippi, alcance solo Mach .7 (537 millas por hora). Debido a que comenzará las pruebas en 2025, según se informa, tendrá alas que se ensancharán hasta 30 pies y pesará 3,5 toneladas.

Las imágenes sugieren que será propulsado por un solo motor a reacción con una entrada debajo del vientre. También parece tener una entrada y un escape dorsales (fuselaje superior), posiblemente utilizados para generar aire comprimido. Según los informes, el prototipo de un cuarto de tamaño tenía 14 bancos de boquillas.

El diseño será lo suficientemente modular para permitir el intercambio de diferentes alas con diferentes grados de barrido y toberas ("efectores AFC"), incluidas las diseñadas por otras empresas. El gerente del programa CRANE, Richard Wlezien, ha dicho que el avión X puede servir como un "activo de prueba nacional" para una variedad de otras tecnologías de control de flujo de aire que hipotéticamente podrían incluir, por ejemplo, las desarrolladas para el dron MAGMA de BAE System.

La idea detrás del control de flujo activo es usar boquillas en el avión para lanzar chorros de aire que manipulan dinámicamente la presión del aire que fluye alrededor del avión, lo que permite que la nave ejecute maniobras. Esto contrasta con las características permanentes 'pasivas' de las aeronaves que afectan el flujo de aire, como los generadores de vórtices. Técnicamente, el aire comprimido no es la única opción, ya que también se pueden utilizar efectores de plasma y otros métodos para manipular el flujo de aire.

Probablemente sea más fácil entender el control de flujo activo en el contexto de lo que está tratando de lograr: encontrar formas de suavizar superficies como la cola de un avión que induce la resistencia y aumenta la firma del radar.

Por supuesto, el sigilo es especialmente importante para las aeronaves militares, incluidos los drones, si van a sobrevivir durante mucho tiempo en el espacio aéreo en disputa monitoreado por modernas defensas de misiles tierra-aire guiadas por radar. De hecho, el alcance cada vez mayor de las armas tanto tierra-aire como aire-aire hace deseable que incluso los aviones que no son de combate, como los petroleros y los transportes, tengan una sección transversal de radar reducida.

En particular, los bombarderos furtivos B-2 de EE. UU. no tienen cola por esta razón, y dependen de elaborados sistemas de control de vuelo que manipulan de manera diferencial las aletas para hacer giros y, en general, garantizar la estabilidad. Pero incluso los movimientos de las aletas del B-2 aumentan su sección transversal de radar, un talón de Aquiles fugaz que AFC podría, en teoría, hacer innecesario en aviones futuros.

Mientras tanto, reducir la resistencia y, por lo tanto, mejorar la eficiencia del combustible y el alcance, es un gran problema tanto para los operadores militares como para los civiles. Las aerolíneas, por ejemplo, podrían producir menos contaminación y ahorrar potencialmente grandes sumas de combustible con incluso unos pocos puntos porcentuales de mayor eficiencia de combustible. Los aviones militares, desde jets hasta drones y misiles, podrían volar más lejos con la misma cantidad de combustible. Y los drones podrían soportar horas adicionales sobre el espacio de batalla antes de tener que regresar a la base.

Los conjuntos de boquillas AFC supuestamente pesarán menos y serán menos complejos que las superficies de control móviles equivalentes que reemplazarían, lo que resultará en más ahorros de combustible, extensiones de alcance y agilidad, cargas de mantenimiento en tierra reducidas y costos de fabricación más bajos.

Un beneficio terciario es que el control de flujo activo podría mejorar potencialmente la maniobrabilidad. Durante las primeras pruebas de AFC realizadas por la OTAN en 2018, cuando los drones de demostración maniobraron con AFC en lugar de superficies de control regulares, respondieron mucho más agresivamente de lo esperado. Si los sistemas AFC pueden evocar tal agilidad mientras conservan el bajo peso, la complejidad y la sección transversal de radar anunciados, podrían ser atractivos para una variedad de aviones que buscan aprovechar la agilidad de un fuselaje inestable como los aviones de combate modernos.

Los ahorros de combustible que la tecnología AFC madura podría brindar a todas las aeronaves (militares, civiles, tripuladas o no tripuladas por igual) representan un gran problema para todos, si proyectos como CRANE encuentran que la tecnología es tan asequible y práctica como se esperaba.

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