El Futuro de la Aviación: más ligeros y resistentes gracias a la Fibra de Carbono

El Futuro de la Aviación: más ligeros y resistentes gracias a la Fibra de Carbono

La prioridad o necesidad de aumentar la eficacia en el uso del combustible y mejorar la ocupación aerodinámica de nuevos aviones, está conduciendo a los diseñadores a indagar alternativas diferentes de la utilización del aluminio en la estructura de la aeronave.

En lugar de emplear dicho metal, la nueva generación de aviones, como el Airbus A350 y el Dreamliner 787 de Boeing, emplean en su composición ligeras fibras de carbono, que son tejidos de ese compuesto envueltos de plástico.

La apariencia básica que caracteriza a este elemento es que es sorprendentemente robusto para el peso que tiene.

“Las fibras de carbono están mixtas en una matriz, que suele ser una clase de plástico suave, pero si se le agrega la fibra de carbono, obtiene su resistencia”, comenta Aravind Vijayaraghavan, profesor de la Universidad de Manchester en Reino Unido.

Fuerte pero ligero

Airbus, el productor europeo de aviones, ha estado trabajando junto al Centro Nacional de Compuestos Británicos en el diseño e indagación de nuevos materiales para la industria.

Entre las novedades que ha presentado esta alianza, es la constitución de una de las partes del ala del último avión de esta compañía, el A350. Es la pieza que se expande hacia abajo y hacia atrás cuando el aparato va a descender.

airbus 350 fibra carbono

“Este es un elemento sobre el que recae todo el peso de la fuerza que se produce cuando el avión vuela a 250 millas por hora, y uno mismo es capaz de levantarla”, esclarece el director de investigación de Airbus en Inglaterra, Colin Sirett.
“Podríamos sacudir la pieza con una maza, pero la herramienta tan solo rebotaría”, añade.

Las combinaciones de carbono posibilitan a los fabricantes alcanzar un acabado en las piezas que optimiza su desempeño desde el punto de mira aerodinámico.

Más económico

Usar estos componentes también abre la puerta a un ahorro potencial. Un avión súper jumbo A380, por ejemplo, tiene aproximadamente 6 millones de partes, en un futuro podrán reducirse esa cantidad a la mitad.

“Podremos fabricar todas las piezas a la par, por lo que nuestra apreciación acerca de lo que es un elemento, será distinta”, indica Sirett.
Forma parte de la próxima generación de ingenieros en el mercado aeronáutico español con prácticas remuneradas con el Máster de Diseño Aeronáutico.

Con menos elementos, se disminuirá el tiempo de manufacturación, lo que ocasionará un costo bastante menor.

Un dato clave para los fabricantes de aeronaves es que los componentes de fibra de carbono son mucho más ligeros que los formados con aluminio.

“Conseguir deshacerse de un kilo, simboliza un gran ahorro en la vida fructífera del avión”.

Con cada uno se puede ahorrar cerca de 1 millón de dólares, y el empleo de fibras de carbono podría aminorar el peso del avión en hasta un 20%.

Uso en incremento

Desde la mitad de la década de 1970, los aviones comerciales han empleado algo de fibra de carbono en el esqueleto de los aparatos.

Actualmente, el último modelo de Boeing, el Dreamliner 787, usa estos conglomerados para la mitad de su armazón externo, incluyendo las alas y el fuselaje. Igualmente sucede con el Airbus A350 XWB.

La utilización de este material ha posibilitado la innovación de alas en forma de flechas, orientadas en un ángulo aproximadamente de 45º hacia la parte trasera del avión, lo cual rebaja el consumo de combustible hasta un máximo del 5%.

En el futuro, el diseño de las aeronaves y estructura cambiarán radicalmente

De momento ambas aeronaves siguen manteniendo un diseño bastante común.

No obstante, la gran ventaja de utilizar fibras de carbono en lugar de metal tradicional, es que le otorga a los diseñadores muchísima más autonomía a la hora de hora de tratar de complacer los requerimientos de ahorro en combustible, eficiencia aerodinámica y disminuir el ruido de los motores.

Dicho esto lo más presumible es que los aviones de viajeros sean radicalmente diferentes en el futuro.

Estas variaciones podrían incorporar diseños de unión, en los cuales las alas se acoplan con el fuselaje, como sucede con algunos aviones de la industria militar que existen actualmente.

El futuro de la aeronáutica

Esta clase de diseño progresar de forma importante el vínculo de arrastre y levantamiento al momento de ascenso del avión, lo que haría que el aeroplano fuese mucho más eficaz en lo que corresponde a la aerodinámica y rebajaría su peso.

Airbus reveló hace poco sus proposiciones para el futuro, y su idea se aleja del diseño clásico del fuselaje estrecho que resplandece como un cilindro.

cola carbono avion airbus

Ve el avión del año 2050 con un cuerpo más amplio, curvo y con una figura que optimiza la corriente de aire y facilita más espacio en el interior.

Sus alas son más extensas y más esbeltas, por lo que rebaja la relación de arrastre y permite ahorrar gasolina. La cola tiene apariencia de “U”, lo que funciona a modo de escudo disminuyendo el ruido producido por el motor.

Los motores serán más seguros, por lo cual no será imprescindible que el personal de tierra tenga que maniobrarlos con asiduidad para hacerles mantenimiento. Esto incluye que podrán estar en parte dentro del armazón, lo cual además genera una mayor eficiencia en el consumo.

Se puede decir con total certeza que los nuevos elementos que serán incorporados en los futuros modelos de aeronaves, serán en gran parte, gracias a la revolución de los nuevos materiales como la fibra de carbono. Una revolución que comenzó en la F1 y ahora se adentra de lleno en el mundo aeronáutico. Una industria en constante expansión que necesita cada día más y mejores ingenieros con la mejor formación. Emprende el vuelo hacia el desarrollo profesional en la aeronáutica con el Máster de Diseño Aeronáutico y el Máster en Ingeniería de Fabricación (Aeronáutica) de Ixtitute.

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