Modelo a ordenador del avión CRANE
Proyecto CRANE, el revolucionario avión de EEUU que será invisible a los radares
La agencia DARPA ha impulsado este programa de investigación que emplea aire comprimido en lugar de alerones para controlar el vuelo.
29 enero, 2023 01:46El Departamento de Defensa de Estados Unidos se caracteriza por un elevadísimo presupuesto dedicado a invertir en todo tipo de tecnologías punteras. Una de las ramificaciones más populares es DARPA, una agencia gubernamental que suele gestionar los programas más avanzados y que, de vez en cuando, muestra los avances de algunos de los proyectos en los que participa. No tiene una equivalencia en España, como tampoco hay nada similar al programa CRANE, que pretende revolucionar la aviación.
El nombre CRANE está compuesto por las siglas en inglés de Control de Aeronaves Revolucionarias con Efectos Novedosos, cuyo desarrollo corre actualmente a cargo de Aurora Flight Sciences, una filial de Boeing. Esta aeronave a la que hace referencia la denominación prescinde de las tradicionales superficies de control de vuelo que permiten a los aviones maniobrar en el aire. En su lugar, se ha sustituido por un sistema de generación de ráfagas de aire presurizado.
Tras una Fase 1 de programa exitosa donde se ha conseguido crear un banco de pruebas y se ha demostrado la viabilidad tecnológica en un túnel de viento, la Fase 2 "se centrará en el diseño detallado y el desarrollo de software y controles de vuelo", tal y como ha explicado DARPA en un comunicado de prensa.
Prototipo avión CRANE en el túnel de viento
Si todo sale como está planeado, culminará en el diseño de un X-Plane —denominación utilizada para los aviones experimentales del Departamento de Defensa— y quién sabe si la tecnología terminará aplicándose en un caza o en un avión comercial en el futuro.
El avión del futuro
El programa CRANE pretende dar una vuelta de tuerca a la tecnología de control de las superficies de vuelo de los aviones, que siguen empleando la misma mecánica con alerones móviles desde el comienzo de la aviación, a principios del siglo XX. Tal y como describe DARPA, también "busca optimizar los beneficios del control de flujo de aire activo mediante la maduración de tecnologías y herramientas de diseño" para su incorporación desde los primeros compases del desarrollo de una aeronave.
Prototipo de avión CRANE
El control de flujo activo, apuntan, podría mejorar el rendimiento de la aeronave al eliminar superficies articuladas, que actualmente están presentes en la inmensa mayoría de aparatos incrementando el peso y la complejidad mecánica.
Por ejemplo, cuando un piloto acciona los mandos para virar a la izquierda, una serie de actuadores hidráulicos comandados por el software de vuelo levantan unos alerones móviles en el ala derecha. Se genera entonces una resistencia aerodinámica que hace que el avión alabee hacia la izquierda.
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Además de los propios actuadores, este tipo de mecánica requiere una gran cantidad de sensores, circuitos y bombas hidráulicas. Incluso con redundancia por si falla el sistema primario en algún momento poder tener otro de respaldo que permita la maniobrabilidad de la aeronave.
El control de flujo activo (AFC, de sus siglas en inglés) basa su funcionamiento en un sistema que genera aire comprimido en el interior de la aeronave. Gracias a un software de control de vuelo ese aire puede liberarse según la demanda del piloto a través de unos orificios integrados en las alas y alerones de la aeronave. Y de esta forma maniobrar en los 3 ejes.
Prototipo de avión CRANE en el túnel de viento
Una de las aplicaciones más inmediatas pasa por la creación de aeronaves que logren pasar desapercibidas a los radares enemigos. Las compañías aeronáuticas militares llevan décadas investigando cómo reducir la firma radar creando formas cada vez más limpias para que las ondas no encuentren muchos obstáculos.
Por el momento, las superficies de control de vuelo móviles son necesarias y suponen un gran desafío ya que rompen el cuidado diseño con el que se construyen los fuselajes. La integración de sistemas como el AFC puede suponer ir un paso más allá en la furtividad de las aeronaves militares.
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Los datos sobre la propuesta de la filial de Boeing son realmente escasos. En algunos modelos mostrados se puede ver una gran entrada inferior que podría dedicarse como la toma necesaria para captar el aire para luego presurizarlo en el interior.
Tampoco indican detalles esenciales como el tipo de motor y la geometría de la tobera que tendrá. Aspectos clave que pueden también ayudar a la maniobrabilidad de la aeronave gracias a la tecnología de empuje vectorial. En este caso, el motor tendrá también que generar el suficiente aire a presión para controlar el vuelo de la aeronave o bien contar con sistemas auxiliares.
Prototipo de avión CRANE X
Aurora fue una de las 4 empresas contratadas para realizar estudios iniciales dentro del programa CRANE en 2020 y 2021. Junto a ella, también se estudiaron otras alternativas de aeronaves con motores basculantes —que giran para ponerse verticales y horizontales— y otro modelo de aeronave de despegue y aterrizaje vertical con la motorización integrada en las alas.
A por la Fase 3
"Durante las últimas décadas, la comunidad de control de flujo activo [AFC] ha logrado avances significativos que permiten la integración de estas tecnologías en aeronaves avanzadas", ha explicado Richard Wlezien, director del programa CRANE en DARPA. Wleizen también destaca la posibilidad de que se convierta en uno de los grandes activos tecnológicos del país "mucho después de que el programa CRANE haya concluido".
El contrato que se acaba de anunciar, y que comprende la Fase 2 del programa, también incluye una opción de Fase 3. En ella, DARPA tiene la intención de volar un avión experimental —ya bajo la denominación X— de 3.175 kilogramos, que abordará los 2 obstáculos técnicos principales: aplicar los sistemas AFC a gran escala y que dependa exclusivamente de ellos para realizar un vuelo controlado.
Las características únicas de la aeronave de demostración, según indican desde la agencia gubernamental, incluirán alas modulares que permitirán la futura integración de tecnologías avanzadas para pruebas de vuelo. Es algo que podrá aprovechar la propia DARPA y posibles socios de transición que recojan la tecnología para aplicarla a sus propias aeronaves.
