La iniciativa público-privada del 7º programa marco de I+D de la UE Clean Sky, tenía como objetivo desarrollar nuevas tecnologías para la consecución de aeronaves más respetuosas con el medioambiente, llevando a cabo todos los pasos para reducir el impacto del transporte aéreo. Eso significa integrar, demostrar y validar tecnologías capaces de reducir las emisiones de CO2, NOx y ruido entre un 20 y un 30 % en comparación con las aeronaves de referencia del año 2010.
Clean Sky 2 (CS2), ha sido el programa sucesor dentro del H2020 y ha tenido un objetivo adicional a los del Clean Sky original: desarrollar las tecnologías para una industria aeronáutica y cadena de suministro sólidas en Europa y competitivas a nivel mundial. Aernnova ha sido socio de Clean Sky y CS2 que ha recibido financiación de la comisión europea como parte del programa marco europeo de I+D.
Aernnova, en los últimos doce años, dentro de los programas Clean Sky y CS2 ha participado en el desarrollo, diseño, fabricación y validación de superficies sustentadoras laminares tanto de forma natural como de forma híbrida controlada.
Para Aernnova ha supuesto un reto tecnológico y un paso más en su compromiso por desempeñar un papel de liderazgo hacia una industria aeronáutica de bajas emisiones y competitiva. El desarrollo tecnológico y la innovación son vectores estratégicos de Aernnova para alcanzar estos objetivos.
En Clean Sky se desarrolló el proyecto BLADE (“Breakthrough Laminar Aircraft Demonstrator Europe”), donde se diseñaron, fabricaron y montaron las dos alas laminares de arquitecturas disruptivas para los ensayos en vuelo sobre un A340. Este hecho supuso un hito tecnológico en cuanto a ingeniería de producto y montaje, gestionando tolerancias con un criterio mucho más exigente al del estado del arte actual.
A340 msn 1 usado como fligh test, con las alas para flujo laminar natural
El pasado mes se clausuró el WP 141 HLFC HTP, en el Clean Sky 2 LPA (“Large Passenger Aircraft”) Plataforma 1, cuyo objetivo era el desarrollo del proceso de fabricación completo de un borde de ataque híbrido laminar aplicado a un estabilizador horizontal típico de una plataforma “long range” o “wide body”. Este se realizó a través de la aplicación integradora de tecnologías como el micro-perforado o la mejora de la adhesión en materiales híbridos a través de texturizado láser, constituyendo de este modo el demostrador 4, DEMO D04.
Chapa de titanio externa microperforada mediante tecnología laser. Diámetro de entrada 60 microns y de salida 60 microns. Sepacion entre microperforados 0,4 a 0,8 mm
Aernnova ha participado junto a Airbus, con los principales centros tecnológicos europeos: DLR y Fraunhofer IFam, ambos alemanes y de reconocido prestigio mundial.
Un gran campo de investigación y desarrollo para el futuro de la eco-aviación es el de la eficiencia aerodinámica, la unión de la laminaridad y la aplicación real a nivel del operador del control del flujo laminar es clave.
El reto en el que colaboramos es el desarrollo de un sistema integrado que pueda integrarse en un futuro cercano y rendir el beneficio prometido al operador y al medio ambiente. En el caso de nuestro proyecto se ha concluido la reducción de la resistencia aerodinámica de un estabilizador horizontal con perfil no diseñado exprofeso para esta aplicación, en el entorno de 0,5%, equivalente a un ahorro de 300 Kg de combustible por vuelo en una misión típica. La aplicación en el ala con perfiles de diseño laminar, anticipa reducciones del 8% lo que significan 5 toneladas de fuel en una misión típica de avión “long range”.
Valores estimados de reducción de drag (resistencia al avance), consumos de combustibles, emisión de CO2 y NOx a la atmosfera para aplicación HLFC en alas.
En el ámbito de este programa se han desarrollado, madurado e integrado diferentes tecnologías. Por citar las más relevantes, en el campo de fabricación el One Shot, fuera de autoclave, de estructuras complejas en compuesto, previa predicción de spring back, calidades finales y consumos energéticos, gracias al empleo de modelos digitales predictivos que se han correlacionado con los demostradores. Además se han desarrollado tecnologías para la fabricación de pieles micro perforadas mediante tecnología láser con el fin de poder succionar la capa límite del perfil aerodinámico. Se han desarrollado nuevos métodos de obtención de parámetros de fractura en uniones disimilares (Metal/compuesto), con innovadoras técnicas de tratamiento superficial para la obtención de una unión optima y duradera. Se han desarrollado también distintas configuraciones y soluciones de unión entre borde de ataque y cajón de ala que mantienen el flujo laminar a través de tolerancias de fabricación estrechas, y a la vez son desmontables en campo.
Segmento 4 del borde de ataque hibrido laminar. Estructura interna de carbono fabricada en One Shot (RTM) con superficie corrugada para la formación de cámaras. Chapa de Titanio microperforada unida mediante unión adhesiva secundario.
Modelo digital del proceso de fabricación de todo el sistema RTM, donde se concluyen potenciales reducciones de consumos eléctricos en la fase de curado de casi un 30%.
En los procesos de montaje del borde de ataque al resto del cajón de torsión, se han obtenido buenos resultados en cuanto a las tolerancias admitidas que habilitan la laminaridad.
El nivel de madurez tecnología obtenido ha sido, al final del programa, de un TRL5 para el sistema en su conjunto, si bien algunas de las tecnologías han alcanzado TRL6 que significa que están listas para su oferta comercial en programas de cliente.