Generadores de vórtices para la próxima generación de aeronaves | Johann Kailey-Steiner | TEDxYouth@MileHigh

Esta charla fue dada en un evento TEDx que utiliza el formato de Conferencias TED pero es organizado independientemente por una comunidad local.

Cómo podemos mejorar la eficiencia de un vuelo sub-orbital? En esta charla asombrosa, Johann Kailey-Steiner, estudiante de 9º grado, nos muestra como los generadores de vórtice pueden ser aplicados en el futuro de las aeronaves.

Muy bien, entonces,

en 6º grado comencé mi investigación

para una feria de ciencia

con un proyecto relativamente simples

Si yo cambiase el diseño de

un cohete modelo SS de diferentes modos

cual de los diseños volaría más alto?

Ahora, yo había previsto que el cohete

sin modificaciones volaría más alto,

pero en realidad, esta hipotesis

estaba equivocada, en un caso.

El cohete que yo tenia pegado cinta

ha terminado por volar más alto,

mismo que yo hubiese predicho

que la cinta le añadiría fricción,

y que por lo tanto

el cohete no volaría tan alto

,Entonces yo investigue

porque habría pasado esto

y decidí que a lo mejor

la cinta actuó

como un generador de vórtices.

Bueno, generador de vórtices

suena más complicado de lo que es.

Son simplemente estas pequeñas láminas,

creo que le podemos llamar así,

que son usadas generalmente

en pequeños aviones

para reducir la fricción

y ganar ascenso a una velocidad baja,

de manera a que se reduzca

la pérdida de velocidad.

Pérdida de velocidad, es cuando

la ala del avión

se queda con demasiada inclinación

para el aire que la atraviesa

y entonces el aire pasa por arriba

y se separa al finalizar la ala,

podéis ver en la imagen de la izquierda.

Ahora el ala

no puede crear mas elevación,

pero con generadores de vórtice,

el aire pasa por arriba del ala

y se adhiere a la ala

y así la ala continua creando elevación.

Entonces

El 7º grado fue de sangre y sudor

para mi proyecto.

Fui un privilegiado en trabajar

con un mentor llamado

Adrian Adamson ese año.

El trabajaba en los pasages

para el Spirit & Oppurtunity Marte.

Obviamente como podéis ver

era muy inteligente,

y en su tiempo libre,

el hacía estos altímetros de aqui.

Son para modelos de cohete,

y miden la altitud, velocidad,

además de otras cosas.

Recuerdo la primera vez

que el vino a mi casa para explicarme

como se utilizaban esos altímetros.

Estábamos sentados en la mesa

de mi salón comedor,

y el me explicaba como funcionaban esos altímetros y

apuntaba el ordenador,

y me explicava todas esas

ecuaciones complicadas,

yo no tenia ni idea de lo que me decía,

Sabéis esa sensación que tenemos

cuando no sabemos de lo que están hablando

ni podemos preguntar proque no entendemos?

Ese fue el sentimiento que tuve.

Entonces,

Despues de el se haya ido,

mi madre se acerco a mi y me dijo,

"Que te estaba el diciendo acerca del altímetro?"

y yo le dije,

"yo simplemente le aceitaba con la cabeza

y sonreía todo el tiempo,

apunté todas esas palabras

que iba escuchando aquí y allá,

pero más que eso, no sabía

de lo que el estaba diciendo."

Entonces, desterrado por esta

inteligencia superior,

Pille algunas ideas

de lo que había apuntado

y hicimos alguna investigación,

nos preguntabamos y respondiamos

yo y Adrian

de ahí salí con un plan

para el proyecto de ciencias del 7º grado.

El plan era hacer 24 lanzamientos

para probar que los generadores de vórtice

reducen la fricción en estos cohetes.

El plan no salio exactamente como planeado.

Entonces,

he hecho lanzamientos en la granja e mi primo

en invierno, en la nieve,

y estaba frio.

Entonces,

Y encima de eso, hacia mucho viento,

eso quería decir que los cohetes

nunca aterrizarían

dentro de la propiedad de la granja.

Pues tuve de correr mucho,

saltar vayas, evitar alambres de cuchillas.

Miren el gran corte de cabello que tengo aqui.

(Risas)

Eso no solo sacrifico mi salud mental,

pero también mis pantalones.

Además los cohetes

no duraban más de 6 lanzamientos

sin que fuera necesario reparalos.

Entonces, ahí estaba yo

con todo mis pantalones desgarrados,

corriendo detrás de los cohetes

como un perro enloquecido

detrás de una pelota de tenis,

con nieve en mis botas,

haciendo reparaciones rápidas en mi coche,

con ese olor a azufre y pegamiento,

vuelvo a correr todo el camino

hasta el medio del campo

para entrar a los datos de los altímetros

en el ordenador

con las manos heladas.

Desgraciadamente, en vez de 24 veces,

tuve de hacerlo unas 43 veces.

Esto es porque a medio camino,

Me di cuenta

que los datos que estaba obteniendo

no eran conclusivos.

he hecho 19 lanzamientos más,

de manera a sacar conclusiones.

No tuvo ninguna gracia.

Casi al final, estaba en lágrimas,

la cuerda de shock se había roto

el altímetro caió al suelo miles de veces,

y los cables saltaran fuera, y

hacía frio, estaba hambriento,

y era tarde.

Yo solo quería verlo hecho.

Pero yo continué con los testes,

para la gloria del descubrimiento.

En mi 8º grado,

me dieran una oportunidad fantástica

trabajar en el túnel de viento

de CU Denver

con la asistencia del profesor Joe Cullen.

Lo realmente guay, si lo pensáis

en usar un túnel de viento es que...

los hermanos Wright,

cuando inventaran

los pimeros aviones de potentia

usaran los túneles en sus diseños

Ahora NASA los usa

para probar los suyos

ahora yo tengo de usar

los tuneles de viento

para probar mi diseño.

Cuando yo llegue por primera vez

al tunel de viento

conocí el Profesor Cullen

fue ese mismo sentimiento

de cuando había conocido a Adrian,

y el me explicaba todo ese equipamiento

y todos esos datos que luego consiguiría,

y todas esas palabras que yo no entendía,

todo lo que escuchaba era

como el profesor o madre de Charlie Brown

que hacía "wah,wah,wah,wah."

Pero eventualmente,

porque el Sr. Cullen

explicaba muy bien esos conceptos,

eventualmente, yo descubrí

como funcionaban los tuneles de viento.

Lo mejor de usar los tuneles de viento

era que era capaz de controlar variables

tales como el viento

o la inclinación del cohete

lo cual no era capaz de hacer 1 año antes

cuando hacía los lanzamientos.

Entonces mismo que todo iba fenomenal

en el tunel de viento,

Hay siempre un momento en un experimento

que llega a un punto que pega un frenazo.

Esto paso conmigo cuando me di cuenta

que los datos de este año

estaban en conflicto

con los del año pasado.

Demostraba que los generadores de vórtices

aumentaban la fricción

en cualquier posición o velocidad,

lo cual yo no quería,

encuanto que en el pasado año,

los generadores de vórtices

habían reducido mucho la fricción

a una velocidad baja,

tenia de descubrir el porque

del conflicto de resultados?

Donde me había equivocado?

En ese momento, mi futuro

paso por delante mis ojos

y sabia que si no resolviera ese problema

seria tirado a una vida fallida

y que mis sueños

de ser un enginiero aeroespacial

estaban malditos.

Pero volviendo a realidad,

el Profesor Cullen vino en mi ayuda,

y se metió por una extensa tormenta mental

acerca de que estaba causando el problema,

y tuvimos la idea que

posiblemente las mismas cosas

que intentábamos controlar

en el tunel de viento,

el viento y la inclinación del cohete,

eran las cosas que

permitían los generadores de vórtices

reducir la fricción en primer lugar.

Para simular esta idea,

monte el cohete,

con una inclinación en el tunel de viento.

Podéis ver eso aquí.

Estos testes tuvieran mucho suceso porque

los generadores de vórtices

consistentemente reducían la fricción

cuando le daba inclinación al cohete.

Entonces, he hecho estos mecanismos.

Aquí soy yo en mi

increíblemente de desordenado taller.

He hecho estos mecanismos

que extienden los generadores de vórtices

cuando ellos reducen la fricción,

y vuelven dentro cuando añaden fricción.

Más o menos lo que tengo aqui es

controlador de aviones por radio control

y giro este interruptor,

y envía una señal a este servo.

Podéis ver es realmente muy simples.

Envia una señal a este servo,

y el servo empurra esto para dentro

que es un poco frágil,

pero es un prototipo,

hace de generador de vórtices al final

Empurra en este cono aqui,

y los generadores de vórtices lo empurran

y sacan del cono y fuera del cohete.

Entonces,

Después de estos tres años de duro trabajo

en estas ferias de proyectos de ciéncia,

fui capaz de tener

unas oportunidades increíbles.

Despues de una larga

aplicación de procesos,

fui el escogido de entre 29 estudiantes

del 7º, 8º, y 9º grados

para participar en la

Broadcom Masters Competition.

Fue fascinante porque

Yo conocí y trabajé

con todos estos jovenes

que tenian los mismos intereses que yo

en la categoria de STEM, que es

ciencia, technología,

enginiería, y matemáticas,

(Jaleos)

Y conocimos el Presidente,

y el era realmente alto,

teníamos un planeta menor de trás nuestra

lo que también estaba muy bien.

Y ahora aquí estoy

dando esta charla de Tedx,

todo ha empezado con la feria de ciencia

y una idea.

Adelantemonos en el tiempo.

Como podíamos utilizar lo que aprendí

en el futuro?

NASA y otras compañias privadas

se adentran en nuevos campos

del desarollo de las tecnologías

de vuelo aeroespacial,

no solo para la exploración, pero también

para los vuelos a vuelta de la tierra,

vuelos aeroespaciales comerciales.

Los generadores de vórtices,

pueden ser utilizados en estos

diseños de cohete

de manera a reducir la fricción en cuanto

el cohete esta en la atmósfera,

SpaceX es una compañia

de la industria aeroespacial,

y ellos desenrollaran

este cohete llamado el Grasshopper.

Lo que puede hacer Grasshopper,

que realmente es muy guay,

es que se lanza desde un punto,

y entonces, puedes maniobrar y

hasta planear, y vuelve otravez a bajar

y puede aterrizar en el mismo punto

hacia arriba

no como las naves espaciales

que se lanzan y aterrizan como los aviones.

Colorado ha sido y continuará siendo,

muy importante

en la industria de aeroespacial,

Tenemos CU, que tiene

un reconocido programa nacional,

Lockeed Martin, United Launch Alliance,

y Sierra Nevada,

que esta trabajando en un Atrapa Sueños,

que podría ser posiblemente el próximo

vehículo espacial de la NASA.

Una cosa más, muy bien en Colorado:

tenemos el Aeropuerto,

que en breve podría vir a ser el

Aeropuerto Espacial Front Rage

para vuelos de transporte aeroespacial.

Imagínense, en vez de subir en un avión

para un viage de Nueva York hasta Londres

que tardaría unas 8 horas

subirse a un cohete

para surcar en la órbita baja de la tierra

a unos 17.500 millas por hora,

y llegar en 1 hora y media en vez

O os podéis imaginar pisar...

ser la primera persona

a pisar a un asteeroide,

o mismo Marte.

Cuando eres crio, es la edad perfecta

para conseguir eso de ser astronauta.

Pero hay estas barreras,

desgaciadamente,

que tendran de ser sobrepasadas

de manera a que se haga posible.

Una el coste,

segundo el combustible y la propulsión,

y tercero la eficiencia.

Investigadores y cientistas

estan todos trabajando en estos temas,

pero mentes frescas y jovenes

son necesarias

para salirse con estas ideas

que nadia había pensado antes.

Todo lo que es necesário

es un poco de conducción,

passión, motivación,

y interese por las cosas que nos rodean.

Pregunta a tu consejero o profesor,

como puedes tener un mentor como yo,

y nuevas oportunidades

se van apresentar delante tuya.

Experimenta con las cosas a tu vuelta.

Hay tanto por explorar y descubir.

El Universo es inmenso, podéis ver aqui,

y expandiendose.

Esta es una foto real.

Cada una de estas luces es una galaxia

y cada galaxia

tiene cientos de miles de estrellas.

Cada estrella tiene su Sistema Solar,

y cada Sistema Solar tiene sus planetas,

y nosotros somo solo un planeta

dentro de un Sistema Solar.

Eso nos dice el grande que es el Universo,

y cuanto hay aún más por explorar.

Entonces la exploración y descubrimiento

debria ser parte de la vida.

Hacerlos parte de vuestras vidas.

Gracias.

(Aplausos)