Un Modelo Cinemático para Describir el Cambio de Forma de Alas Multifuncionales Formadas por Nervaduras

Abstract

En el ámbito aeroespacial, el concepto de alas que cambian de forma (“morphing wings”) cuenta con un vasto potencial para múltiples aplicaciones. En este trabajo se presenta un modelo que permite estudiar los aspectos cinemáticos del cambio de forma de superficies aerodinámicas multifuncionales. Inspiradas en las alas de algunos insectos, las superficies sustentadoras se representan como un sistema o patrón de nervaduras o venas flexibles (“wing venation system”) que cambian dinámicamente de forma para optimizar la distribución de cargas aerodinámicas asociadas a los distintos estadíos de vuelo. Este sistema de nervaduras da soporte y controla la forma de una membrana o superficie sustentadora per se. El sistema patrón se encuentra formado por una nervadura principal que se desarrolla en el sentido de la envergadura, y por una serie de nervaduras secundarias que se desarrollan en el sentido de la cuerda. Las nervaduras secundarias se conectan rígidamente a la nervadura principal. En este marco, el sistema de nervaduras se modela como un conjunto de líneas tridimensionales inextensibles. Los resultados obtenidos muestran que la metodología propuesta permite representar la cinemática de diversas configuraciones del patrón de nervaduras y, por consiguiente, utilizarla para simular cambios dinámicos de forma en superficies sustentadoras.