Las alas de los aviones se han vuelto cada vez más largas y delgadas en los últimos 70 años, pero hay un límite. Más allá de cierta relación de aspecto, un ala en voladizo convencional, fijada únicamente al fuselaje, no puede sostenerse por sí misma. La solución podría ser un arriostramiento: un puntal diagonal que conecta el fuselaje con la parte inferior del ala, distribuyendo la carga y permitiendo que las alas sean mucho más livianas y aerodinámicas que cualquier cosa que vuele hoy.
La NASA ha tomado uno de estos diseños de «ala de refuerzo arriostrado» y lo ha llevado hasta la destrucción, obteniendo los primeros datos experimentales sobre cómo falla realmente una versión compuesta representativa de la estructura.
El ala de 4,57 metros
El elemento de prueba, denominado SWEET-15 (Structural Wing Experiment Evaluating Truss-bracing), es un ala subescala de 4,57 metros (15 pies) construida al 18,6% de la envergadura y la cuerda de un diseño a escala real. Fue fabricado en el Centro de Investigación Langley de la NASA utilizando el robot ISAAC, una de las únicas tres máquinas de este tipo en el mundo cuando fue adquirido en 2014, que puede colocar fibras de carbono a lo largo de trayectorias curvas en lugar de líneas rectas. Esta técnica de «tow-steering» permite a los ingenieros colocar el material exactamente donde las cargas lo requieren, ahorrando peso en el resto de la estructura.
Según un artículo técnico de 2025 del investigador de la NASA Brian H. Mason y sus colegas, presentado en la conferencia AIAA SciTech, el tow-steering por sí solo redujo el peso del panel de cubierta superior en un 6,4% en comparación con un diseño de fibras rectas.
El ala fue luego enviada al Laboratorio de Cargas de Vuelo del Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA, en California, donde los ingenieros pasaron meses flexionándola de forma incremental con actuadores hidráulicos, mientras un sistema de detección por fibra óptica (FOSS) registraba miles de mediciones de deformación a lo largo de la estructura.
127% de la carga de diseño
El ala resistió su carga límite de diseño, la fuerza máxima que podría encontrar en vuelo, sin ninguna señal de problema. El equipo de prueba continuó aplicando presión, muy por encima del margen de seguridad. El ala finalmente falló al 127% de la carga límite de diseño.
La falla ocurrió cerca del borde de fuga y en la piel superior del ala. Para los ingenieros, saber exactamente dónde y cómo falla una estructura novedosa es casi tan valioso como saber dónde tiene éxito. Los datos alimentarán los modelos computacionales, que predijeron con precisión el comportamiento, la primera vez que un ala compuesta representativa con refuerzo arriostrado se valida mediante una prueba real hasta la destrucción.
Por qué es importante
El concepto de Ala de Refuerzo Arriostrado Transónico (TTBW), que la NASA ha estado desarrollando desde finales de la década de 2000, apunta a una reducción del 8 al 10% en el consumo de combustible solo con el ala, y hasta un 30% cuando se combina con motores y materiales mejorados. El demostrador X-66A, un MD-90 muy modificado con alas arriostradas de 51,8 metros (170 pies), fue seleccionado por la NASA para el programa Sustainable Flight Demonstrator en 2023, aunque Boeing suspendió el programa indefinidamente en abril de 2025.
Los datos de SWEET-15 siguen siendo directamente aplicables independientemente del destino del X-66. La validación estructural de las uniones que conectan el ala con su puntal principal y su puntal secundario, las rutas de carga críticas que hacen funcionar el concepto de arriostramiento, proporciona evidencia a nivel de certificación de que el diseño puede cumplir con los requisitos de seguridad.
Los datos también respaldan el objetivo más amplio del Plan de Acción Climática de la Aviación de EE. UU. de alcanzar cero emisiones netas de gases de efecto invernadero para 2050. Si las alas arriostradas entran en servicio en aviones de pasillo único de próxima generación en la década de 2030, podrían reducir el consumo de combustible en millones de toneladas métricas por año en toda la flota mundial.
Fuentes
1. S. Mann, «NASA Pushes New Wing Design to Find Structural Limits», NASA Armstrong Flight Research Center, 17 de julio de 2026. https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/armstrong/nasa-pushes-new-wing-design-to-find-structural-limits/
2. B.H. Mason, E.K. Anderson, A.M. Cardona, C.V. Jutte, & R.A. Larson, «Structural Sizing of a Tow-Steered Truss-Braced Wing Box Test Article (SWEET-15)», AIAA SciTech 2025. NASA/TM-20240014171.
Traducido por Alessandra