Enfoque de la instalación:Centro de Investigación Langley de la NASA

La instalación ahora conocida como Langley Research Center fue fundada por el predecesor de la NASA, el Comité Asesor Nacional para la Aeronáutica (NACA), en 1917, lo que la convirtió en el primer laboratorio aeronáutico civil en los Estados Unidos. La construcción comenzó cerca de Hampton, VA en Langley Field más tarde ese año.

En 1931, se completó el trabajo en lo que entonces era el túnel de viento más grande del mundo con una sección de prueba de 30 × 60 pies conocida como Langley Full Scale Tunnel. El túnel podía estudiar aviones de tamaño completo completos de la época y fue fundamental para realizar estudios de limpieza de arrastre para casi todos los diseños de aviones de combate estadounidenses en la era de la Segunda Guerra Mundial. El túnel a gran escala pasó a probar la cápsula espacial Mercury, el vehículo de prueba del módulo de aterrizaje lunar, el F-16, conceptos para transportes supersónicos y el transbordador espacial.

La Instalación Transónica Nacional de Langley utiliza nitrógeno líquido para modelar más de cerca las condiciones de vuelo y proporciona algunos de los datos de túnel de viento más precisos del mundo. Desde que el túnel comenzó a operar a principios de la década de 1980, ha proporcionado datos para los Boeing 777 y 767, la configuración de lanzamiento del transbordador espacial, los conceptos de aviones de negocios y el sistema de aborto de lanzamiento Orion.

Cuando la NASA comenzó a lidiar con los desafíos de poner personas en el espacio, Langley contribuyó al esfuerzo. El Grupo de Trabajo Espacial, ubicado en Langley hasta que se mudó a Houston a principios de la década de 1960, se dedicó a planificar el programa espacial inicial de los Estados Unidos. El personal de Langley diseñó la instalación de aterrizaje lunar, un pórtico de entramado de 250 × 400 pies de largo con un módulo de aterrizaje lunar que estaba suspendido por un sistema de cableado que soportaba casi 1/6 del peso del módulo de aterrizaje y se usaba para entrenar a todos los astronautas del Apolo. para aterrizar en la Luna. Cuando el Programa Apolo finalizó, la instalación se convirtió para suspender aviones y helicópteros de tamaño completo instrumentados, que se lanzaron a condiciones de choque para mejorar la solvencia de los aviones. Con el desarrollo del concepto Orion, la instalación se usó para comprender las tensiones al aterrizar Orion primero en el suelo y con la adición de una cuenca de impacto hidroeléctrico, para comprender un aterrizaje en el agua.

A mediados de la década de 1960, Langley diseñó un simulador de encuentro y acoplamiento para entrenar a los astronautas de Géminis y Apolo. El sistema suspendió una cápsula Gemini de tamaño completo y luego una cápsula Apolo del techo del Langley Research Hangar. Desde entonces, el simulador ha sido desmantelado, pero el sistema de suspensión permanece en el techo del hangar.

Langley hoy apoya los objetivos de la NASA para la exploración aeronáutica, la ciencia y la tecnología espacial, con una variedad de simuladores de vuelo, túneles de viento, laboratorios y software computacional.

Aeronáutica

Ya sea trabajando para hacer posibles los vuelos comerciales supersónicos de costa a costa o ayudando a que las aeronaves sean más seguras, silenciosas y eficientes en combustible, los expertos en aeronáutica de Langley guían las ideas desde el tablero de dibujo hasta la realidad.

En colaboración con la Administración Federal de Aviación (FAA), los investigadores de Langley realizaron una prueba que ayudará a los expertos a evaluar la seguridad en caso de colisión de aeronaves. Con miras a reducir las muertes, los investigadores lanzaron un avión de transporte F-28 Fokker de tamaño completo en el Centro de Investigación de Aterrizaje e Impacto de Langley para generar datos para modelos informáticos que miden la resistencia a los choques. Los datos ayudarán a establecer estándares para los aviones innovadores del mañana.

La NASA continuó abriendo posibilidades para futuros vuelos supersónicos silenciosos a través de su Misión de demostración de vuelo de bajo auge. Para esta misión, Langley comparte la responsabilidad de gestión para desarrollar el avión X-59 Quiet SuperSonic Technology y encabeza los planes para evaluar la respuesta al sonido del X-59 en varias comunidades de EE. UU., un paso hacia el levantamiento de las prohibiciones actuales sobre vuelos supersónicos por tierra.

Los investigadores de Langley probaron con éxito el sistema de visión eXternal del X-59. Reemplaza una ventana de cabina orientada hacia adelante con una combinación de sensores, cámaras y pantallas de computadora, lo que le brinda al piloto una vista de realidad aumentada hacia adelante. Estará listo para el primer vuelo del X-59 programado para este año.

Langley también prueba nuevos conceptos de aeronaves eficientes y estudia tecnologías totalmente eléctricas para hacer que volar sea más limpio y silencioso. Con Boeing, los investigadores de Langley diseñaron, construyeron y probaron un modelo de ala reforzada transónica que podría conducir a aeronaves más eficientes en combustible. También contribuyeron con métodos de diseño y análisis para el X-57 Maxwell, el primer avión experimental completamente eléctrico de la NASA.

Con drones eléctricos asequibles pululando por el mercado y empresas canalizando dinero en conceptos como taxis aéreos y aeronaves personales autónomas, parece que está amaneciendo una nueva era de la aviación. Las herramientas de seguridad de drones desarrolladas en Langley abordan los aspectos prácticos del vuelo sin piloto:cómo evitar que los vehículos aéreos no tripulados (UAV) vuelen donde no deberían, cómo evitar que choquen entre sí y cómo ayudarlos a aterrizar de manera segura en una emergencia. .

Para entender cómo operarán los nuevos vehículos aéreos en pueblos y ciudades, un equipo de investigadores creó el Aeródromo N° 8 de Langley, un avión eléctrico que despega como un helicóptero. El vehículo no tripulado, creado con piezas impresas en 3D, se probó en el túnel de viento de baja velocidad de 12 pies de Langley. Junto con la autonomía, Langley explora una serie de otros temas vitales para los nuevos vehículos aéreos:gestión del tráfico aéreo, zonas de exclusión aérea, sistemas de comunicación y guía, procedimientos de vuelo seguros y supresión de ruido.

Langley también desarrolló dos nuevas implementaciones de revestimientos acústicos para la reducción del ruido de las aeronaves mediante las cuales se pueden equipar canales curvos dentro de espacios reducidos para reducir el ruido. Las dos implementaciones son los revestimientos de los bordes laterales de los flaps y los revestimientos de las puertas del tren de aterrizaje para reducir el ruido del fuselaje. En estas aplicaciones, el revestimiento acústico está diseñado principalmente para reducir el ruido de las aeronaves que se produce durante el aterrizaje, lo que ayudará a las aeronaves a cumplir con las restricciones de ruido cada vez más estrictas de los aeropuertos.

Espacio

Langley está reuniendo activamente a innovadores, arquitectos, científicos e ingenieros para llevar pequeñas cargas útiles al espacio de manera rápida y eficiente. Los satélites pequeños (smallsats), definidos por la NASA como naves espaciales que pesan 180 kilogramos (397 libras) o menos, pueden ayudar a la agencia a avanzar en la ciencia y la exploración humana al brindar nuevas opciones para reducir los costos de las misiones espaciales y ampliar el acceso al espacio.

Shields-1, una demostración de protección contra la radiación, se convirtió en el primer proyecto exitoso de satélite pequeño de vuelo libre de Langley. Montado en un lanzamiento de 2018 de Rocket Lab, se puso en órbita junto con un conjunto de otras demostraciones y experimentos. Shields-1 probó un nuevo material de blindaje desarrollado en Langley.

El poderoso cohete Space Launch System iniciará misiones pioneras de la NASA. El equipo de aerociencias de Langley probó configuraciones en el Túnel de Viento del Plan Unitario del centro, el Túnel Subsónico de 14 × 22 pies y el túnel de viento de la Instalación Transónica Nacional.

El exitoso vuelo de prueba Ascent Abort-2 de la NASA fue un paso importante para proteger a los astronautas que pronto se embarcarán en misiones a la Luna y, un día, a Marte. El programa Orion Launch Abort System, administrado en Langley, se asegurará de que el sistema de aborto esté listo si es necesario.

Con aproximadamente la mitad del tamaño de un mouse de computadora, la cámara estéreo para estudios de la superficie de la pluma lunar (SCALPSS) viajará a la Luna este año como una carga útil a bordo de una nave espacial de aterrizaje lunar Nova-C de Intuitive Machines. Cuatro de las diminutas cámaras mostrarán a los investigadores de la NASA lo que sucede debajo de una nave espacial cuando aterriza en la Luna. SCALPSS proporcionará datos importantes sobre el cráter formado por la columna del cohete del módulo de aterrizaje cuando realice su descenso final y alunice en la superficie de la Luna.

Los datos de SCALPSS proporcionarán modelos informáticos que informarán los aterrizajes posteriores. Las cámaras SCALPSS, que se colocarán alrededor de la base del módulo de aterrizaje, comenzarán a monitorear la formación de cráteres desde el momento preciso en que la pluma del motor caliente del módulo de aterrizaje comience a interactuar con la superficie de la Luna. Las cámaras continuarán capturando imágenes hasta que se complete el aterrizaje. Esas imágenes estereoscópicas finales, que se almacenarán en una pequeña unidad de almacenamiento de datos a bordo antes de enviarse al módulo de aterrizaje para su enlace descendente a la Tierra, permitirán a los investigadores reconstruir la forma y el volumen definitivos del cráter.

Langley también da forma a tecnologías para la construcción robótica en el espacio, lo que permite misiones más largas y distantes. El Sistema de Manipulación de Superficie Liviana será utilizado por compañías seleccionadas para aterrizar cargas útiles en la Luna. A través de un conjunto de proyectos de mantenimiento, ensamblaje y fabricación en órbita, los investigadores aprenderán cómo usar la robótica y la autonomía para construir infraestructura en la Luna y en el espacio.

LIDAR

La detección y el alcance de la luz (LiDAR) se ha convertido en una herramienta poderosa y versátil para la NASA. Langley desarrolló Flash LiDAR para el mapeo del terreno en tiempo real y la navegación basada en visión sintética. Para aprovechar la información inherente a una secuencia de imágenes 3D adquiridas a velocidades de video, Langley también desarrolló un algoritmo de procesamiento de imágenes incorporado que puede corregir, mejorar y derivar simultáneamente el movimiento relativo mediante el procesamiento de esta secuencia de imágenes en una imagen sintética 3D de alta resolución. .

Las técnicas tradicionales de escaneo LiDAR generan un marco de imagen al escanear una imagen con un pulso láser por píxel a la vez, mientras que Flash LiDAR adquiere una imagen muy similar a una cámara ordinaria, generando una imagen usando un solo pulso láser. Los beneficios de Flash LiDAR permiten la orientación y el control autónomos basados ​​en visión para sistemas robóticos.

Se está considerando la navegación Doppler LiDAR (NDL) para garantizar aterrizajes seguros y precisos en cuerpos planetarios. NDL, que mide con precisión la velocidad y la posición del vehículo, podría ayudar a la NASA a llevar a la primera mujer y al próximo hombre a la Luna.

Tecnologías

• Rastreador de actividad cardíaca remoto, no invasivo (RENCAT) — Este sensor de vibrómetro láser monitorea las actividades cardíacas de forma remota y no invasiva; específicamente, las funciones cardíacas de los ciclos de apertura y cierre de válvulas/cámaras (ciclos cardíacos). El dispositivo proporciona información precisa sobre la magnitud y el tiempo lejos de la región del corazón sin interferencias con las prendas del paciente.

• Recubrimiento epóxico hidrofóbico para mitigar la adherencia de insectos — Los epóxicos que contienen éter alquílico fluorado sirven como recubrimiento anti-insectos. El recubrimiento resistente y duradero se desarrolló para mejorar la eficiencia de las aeronaves, pero podría ser útil en una variedad de aplicaciones en las que se desea reducir la adherencia de residuos de insectos, como en las industrias automotriz y de energía eólica.

• Mitigación de rayos y detección de daños — La tecnología de sensor patentada SansEC es una plataforma de detección inalámbrica comprobada capaz de medir la impedancia eléctrica de la materia física en las proximidades del sensor en función de un cambio en su respuesta de resonancia. El sensor exhibe una característica única para dispersar la corriente del rayo para ayudar a mitigar el daño del rayo. En una aplicación de álabe de turbina, una matriz de sensores SansEC cubrirá el área de la superficie del álabe compuesto, proporcionando tanto mitigación de rayos como detección de daños.

• Sensor de temperatura inalámbrico sin conexiones eléctricas — Este sensor no requiere una conexión eléctrica y está construido sobre la plataforma de sensores SansEC, que aprovecha la medición de cambios dieléctricos. El sensor es tolerante a daños, flexible, preciso y económico. Una aplicación prometedora es para sensores de temperatura de neumáticos.

• Estación de prueba de impresoras 3D — Se desarrolló una estación de prueba que es capaz de probar in situ la deposición de material y la adhesión de capas en un proceso de fabricación aditiva por extrusión. La tecnología aborda el problema de monitorear la calidad de las piezas durante el proceso de impresión 3D. La novedad es que las pruebas se realizan in situ mientras se construye el componente.

• Sensor inalámbrico para aplicaciones de monitorización y envasado farmacéutico — El sensor SansEC se puede utilizar para aplicaciones farmacéuticas sin necesidad de contacto físico. Se pueden monitorear muchos atributos de un contenedor, como los niveles de líquido o polvo, la temperatura del contenido y los cambios causados ​​por el deterioro. También se puede detectar la manipulación.

Transferencia de Tecnología

El conocimiento técnico y los datos de Langley Research Center están disponibles para los licenciatarios para su comercialización. Comuníquese con el Conserje de licencias de la NASA en la agencia. Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita habilitar JavaScript para verlo. o llame al 202-358-7432 para iniciar conversaciones sobre licencias. Obtenga más información sobre NASA Langley aquí .