por Robert S. Arrighi,
El 13 de septiembre de 1944, investigadores sometieron un Bell P-39L Airacobra a temperaturas gélidas y a un rocío de agua helada en el nuevo Túnel de Investigación de Hielo (IRT) del Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (NACA) para estudiar la acumulación de hielo en vuelo.Desde aquel primer experimento en el Laboratorio de Investigación de Motores de Aeronaves (ahora Centro de Investigación Glenn de la NASA) en Cleveland, la instalación ha funcionado de forma regular durante 80 años y sigue siendo el túnel de hielo más antiguo y uno de los más grandes del mundo.
Las gotas de agua en las nubes pueden congelarse en las superficies de los aviones en determinadas condiciones atmosféricas.La acumulación de hielo en los bordes delanteros de las alas y las colas provoca disminuciones significativas en la sustentación y rápidos aumentos en la resistencia.El hielo también puede bloquear las entradas del motor y añadir peso.La NASA tiene una larga tradición de trabajar para comprender las condiciones que causan la formación de hielo y desarrollar sistemas que prevengan y eliminen la acumulación de hielo.
La NACA decidió construir su nuevo túnel de formación de hielo adyacente al túnel de viento Altitude del laboratorio para aprovechar su potente equipo de refrigeración y su sistema de refrigeración sin precedentes.El sistema, que puede reducir la temperatura del aire a alrededor de 30 grados Fahrenheit, produce condiciones de formación de hielo realistas y repetibles utilizando un sistema de boquilla rociadora que crea gotas pequeñas y muy frías y un ventilador impulsor que genera velocidades del aire de hasta 374 millas por hora.
Dos túneles de formación de hielo rudimentarios operaron brevemente en el Laboratorio Aeronáutico Langley Memorial de la NACA en Hampton, Virginia, pero la investigación sobre la formación de hielo se basó principalmente en pruebas de vuelo.El nuevo y sofisticado túnel de Cleveland ofrecía una forma más segura de estudiar la física del hielo, probar sistemas de deshielo y desarrollar instrumentación para el hielo.
Durante la Segunda Guerra Mundial, la formación de hielo en las ensenadas contribuyó de manera clave a las grandes pérdidas sufridas por los C-46 en misiones de suministro a las tropas aliadas en China.En febrero de 1945, se instaló en el túnel una gran toma de aire del Comando C-46, donde los investigadores determinaron la causa del problema y rediseñaron la toma para evitar la congelación.gotas de aguaentrando.Las modificaciones se incorporaron posteriormente al Câ46 y al Convair Câ40.
A pesar de estos primeros éxitos, los ingenieros de NACA lucharon por mejorar el sistema de pulverización de gotas de la instalación debido a la falta de boquillas pequeñas capaces de producir gotas suficientemente pequeñas.Después de años de tenaz prueba y error, el gran avance se produjo en 1950 con un sistema de 80 boquillas que producía las gotas microscópicas uniformes necesarias para simular adecuadamente una nube de hielo natural.
El uso del IRT aumentó en la década de 1950 y las condiciones controladas producidas por la instalación ayudaron a los investigadores a definir áreas específicas.condiciones atmosféricasque producen formación de hielo.La Autoridad de Aeronáutica Civil (precursora de la Administración Federal de Aviación) utilizó estos datos para establecer regulaciones para aeronaves para todo clima.La instalación también contribuyó a nuevas protecciones contra el hielo para antenas ymotores a reaccióny el desarrollo de sistemas de deshielo con calentamiento cíclico.
El éxito del programa de formación de hielo de la NACA, junto con el mayor uso de motores a reacción, que permitieron navegar por encima del clima, redujo la necesidad de investigaciones adicionales sobre el hielo.A principios de 1957, justo antes de la transición de la NACA a la NASA, se puso fin al programa de formación de hielo del centro.No obstante, el IRT permaneció activo durante las décadas de 1960 y 1970 apoyando las pruebas de la industria.
A mediados de la década de 1970, surgieron nuevos problemas relacionados con la formación de hielo debido al mayor uso de helicópteros, aviones regionales y aviones de aviación general.El centro celebró un taller sobre formación de hielo en julio de 1978, donde más de 100 expertos en formación de hielo de todo el mundo convergieron y presionaron para que se restableciera el programa de investigación sobre formación de hielo de la NASA.
La agencia acordó proporcionar financiación para apoyar a un pequeño equipo de investigadores y aumentar el funcionamiento de la instalación de formación de hielo.En 1982, un accidente aéreo mortal relacionado con la formación de hielo impulsó a la NASA a restablecer un programa completo de investigación sobre la formación de hielo.
Posteriormente se modernizaron casi todos los componentes principales del túnel.El uso del IRT se disparó y hubo al menos un año de espera para nuevas pruebas durante este período.En 1988, la instalación operó más horas que cualquier año desde 1950.
La instalación se utilizó de forma complementaria con el avión Twin Otter y la simulación por computadora para mejorar los sistemas de deshielo, las herramientas predictivas y la instrumentación.Las pruebas IRT también aceleraron la certificación para todo clima del helicóptero OH-60 Black Hawk.En la década de 1990, el programa de formación de hielo centró su atención en combatir las gotas grandes superenfriadas, que pueden provocar la acumulación de hielo en áreas no protegidas por sistemas de deshielo de vanguardia, y la formación de hielo en el plano de cola, que puede provocar que los aviones de pasajeros se inclinen hacia adelante.
El IRT fue una de las instalaciones más activas del centro en la década de 2000 y continúa manteniendo un programa de pruebas constante en la actualidad, investigando la formación de hielo en motores y hélices turbofan, refinando las pruebas de modelos giratorios, validando modelos 3D y mucho más.El IRT se ha utilizado para desarrollar casi todos los sistemas modernos de protección contra el hielo, ha proporcionado datos clave sobre el entorno de formación de hielo a las agencias reguladoras y ha validado software líder en predicción de hielo.Después de 80 años, sigue siendo una herramienta fundamental para mantener el liderazgo de la NASA en elformación de hielocampo.Citación
:El túnel de la NASA genera décadas de datos helados sobre seguridad de aviones (2024, 5 de septiembre)recuperado el 5 de septiembre de 2024de https://techxplore.com/news/2024-09-nasa-tunnel-generates-decades-icy.html
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