Hoy robamos el logo a ASPERGA (Asociación Galega de Asperger) para darles buena visibilidad.
Hace unas semanas, hablando con Martín García por Twitter de una noticia acerca de que British Airway iba a publicar una guía visual para facilitar el vuelo a las personas con Trastorno del Síndrome Autista, nos dio la idea de tratar el tema en el podcast. Por eso hemos invitado a ASPERGA y a Martín para que nos explique qué es el TEA, qué dificultades tienen y qué capacidades tiene, y qué problemas pueden encontrarse al volar en avión. Y eso hacen en este episodio Maria José Bahamonde y Martín García.
Esperamos que os guste, y que a todos nos sirva para aprender, abrir nuestra mente y ser más empáticos con la gente que nos rodea. Y aprendamos a dejar de señalar por las diferencias, y a integrar y aceptar por lo bueno que nos puede aportar cada uno de los que nos rodea.
Y si tenéis que volar en breve con algún familiar o amigo con TEA, os aconsejamos encarecidamente este artículo de Va de Aviones.
pd: Si la intro y la despedida os son familiares, que no os sorprenda. En un ejercicio de nostalgia podcasteril he hablado con Javier Lago para pedirle permiso y utlizar la introducción que hizo para el que, si no recuerdo mal, fue el primer podcast español sobre aviación: Remove Before Flight RBF podcast
Son muchos los diseños de UAV capaces de despegar y aterrizar verticalmente y volar como un avión de ala fija. Son muchos los conceptos que se han probado para solucionar este problema, desde los tail-sitter a los rotores basculantes o simplemente los que combinan en una misma célula los rotores del multirrotor y el ala fija, y arrastran la resistencia de los rotores parados durante su vuelo horizontal.
PteroDynamics ha optado por una solución de rotor y ala basculante original. Ha tomado la configuración de ala plegable que patentó en su día Fairey, que permite plegar las alas a lo largo del fuselaje con una sola articulación, cuyo eje está en una dirección oblicua, y hace que su borde de ataque quede hacia arriba, y ha mezclado esta solución con cuatro rotores que doblan como propulsores durante el vuelo horizontal y el vuelo vertical, facilitando la transición entre ambos modos.
El mecanismo de Fairey es muy similar al de Grumman, solo que en el último caso el borde de ataque queda orientado hacia abajo, por lo que no se puede modificar para crear aeronaves VTOL.
El programa Control of Revolutionary Aircraft with Novel Effectors (CRANE) tiene como objetivo diseñar, construir y probar en vuelo un novedoso avión experimental que elimine el control mediante superficies aerodinámicas tradicionales y lo cambie por uno basado en control activo del flujo sobre las superficies mediante soplado, Active Flow Control (AFC).
El control de flujo activo podría mejorar el rendimiento de la aeronave al eliminar las superficies articuladas, que actualmente sirven para controlar el avión, pero que aumentan el peso y la complejidad mecánica.
Eliminar las superficies de control móviles supone varias ventajas. Por un lado, reducir el peso de la aeronave, por la eliminación directa de todas las articulaciones. Por otro lado, porque el uso del AFC para el control de la aeronave hace que las superficies aerodinámicas puedan ser más pequeñas.
Y, si no hay superficies móviles, ¿cómo controlamos el avión? Llegado este caso no está de más recordar las entradas de cómo vuelan los aviones, y la de los hipersustentadores. En resumen, recordaremos que el ala genera sustentación gracias a que la circulación que se genera entorno al perfil hace que el aire que pasa por la parte superior del ala vaya más rápido que el que va por debajo, y eso causa que la presión sobre el ala sea menor que bajo él y por tanto la resultante de fuerzas permita elevar el avión.
La sustentación generada por el perfil aerodinámico depende de la propia curvatura del perfil, del ángulo de ataque de este y de la velocidad relativa de éste respecto al aire, ademas de la densidad del aire. Las superficies de control clásicas actúan sobre la curvatura del perfil, mediante articulaciones. Al variar la incidencia de la superficie de control, o al retorcer el ala como hacían en los primeros aviones mediante su torsión, cambiamos la curvatura del perfil y por tanto hacemos que un semi-ala sustente más que el otro, en el caso de los alerones, induciendo el alabeo; o que el empenaje vertical sustente en una dirección o en la contraria. Algunos de los intentos de eliminar las articulaciones, como el morphing, pretende mantener el sistema de cambiar la geometría del perfil, pero recurriendo a la flexibilidad de los materiales, en lugar de a articulaciones mecánicas.
¿Y si en vez de actuar sobre la curvatura del perfil actuáramos directamente sobre la velocidad relativa de éste con el aire? Como la sustentación depende de la velocidad relativa aire-perfil aerodinámico, ¿qué ocurre si soplamos localmente aire sobre una superfice y no sobre la otra? Pues que esa superficie sustentará más que la otra, permitiendo de este modo generar alabeos, virajes… sin necesidad de modificar la geometríad del perfil. Esto permitiría eliminar las articulaciones de los alerones, timonesy flaps, y reemplazarlos por superficies más pequeñas, menos pesadas, menos complejas de mantener, manteniendo e incluso incrementando la maniobrabilidad.
El control activo del flujo se llamaba antes control de la capa límite, lo habrán renombrado para no sonar demasiado vintage
El contrato incluye una opción de Fase 3 en la que DARPA tiene la intención de volar un avión de 7,000 libras (3180kg). Una de las principales características de la aeronave será la implementación de alas modulares, lo que permitirá probar distintas soluciones para encontrar la óptima.
En mayo de 2023, el avión recibió su designación oficial como X-65.
Este tipo de controles se ha ensayado en más ocasiones. Algunos de los ejemplos más recientes son el EcoDemonstrator, de NASA y Boeing, modificando el empenaje vertical de un B757; BAe System lo puso a prueba con su FLAVIIR, que evolucionó en su demostrador MAGMA, que se puede ver en vuelo aquí. Un caso extremo de aplicación de este sistema podría ser la eliminación de los flaps para sustituirlos por Turbo Wings.
En 1942, el Ministro del Aire y el Ministerio de Aviación se acercaron a Miles Aircraft con un contrato de alto secreto para un avión de investigación turborreactor diseñado para alcanzar velocidades supersónicas. El Miles M.52 fue diseñado para alcanzar una velocidad de 1000 mph a 36000 pies durante 1,5 minutos.
Durante los años 30 y cuarenta se había estado investigando una nueva forma de propulsión. La idea era dejar atrás las hélices y utilizar chorros de gases. Frank Whittle era el británico que trabajaba en el motor a reacción. En paralelo, Hans von Ohain en Alemania, Virgilio Leret en España y Secondo Campini en Italia, hacían lo propio.
El diseño abría nuevos caminos en todas las áreas de la ingeniería aeronáutica. Las alas eran muy delgadas, de perfil bi convexo, y estaban diseñadas para quedar dentro del cono formado por las ondas de choque causadas por la puntiaguda nariz del avión.
Modelo de túnel de viento. Foto de Wikipedia
Para volar en régimen supersónico hay varias posibilidades, una es utilizar perfiles aerodinámicos, que se comportan horrorosamente mal en regímenes subsónicos. La otra, hacer volar un perfil subsónico. Y, justo detrás de una onda de choque, además de subir la presión y la temperatura, la velocidad del sonido vuelve a ser subsónica. Así que se pueden utilizar perfiles subsónicos siempre que vuelen dentro del cono formado por las ondas de choque. Por ese motivo los aviones supersónicos tienen alas muy cortas y con mucha flecha. Y morros muy puntiagudos. También por ese motivo se observan en las entradas de los motores conos o placas puntiagudas, para generar ondas de choque que ya pre-comprimen el aire, antes de entrar al propio compresor, y además baja su velocidad a régimen subsónico.
Maqueta de la cabina
El único tripulante iba alojado en el cono de morro, que a su vez actuaba de cápsula de evacuación, al ir unida al resto del fuselaje a través de una sección pirotécnica. Una vez separada del fuselaje, la cápsula descendería en paracaídas hasta una altitud segura. A partir de ahí el piloto debía abandonarla la cápsula en paracaídas por sus propios medios.
Motor W.2/700
El desarrollo del motor fue para Whittle. Utilizaría su W2/700 con poscombustión. Ese motor sería más tarde conocido comercialmente como Rolls Royce Derwent.
El fuselaje se basó en la forma de las balas que las pruebas de disparo mostraron que viajaban a una velocidad supersónica. El ala tenía un borde de ataque parecido a una navaja, tan afilado que los mecánicos que se cortaban la apodaron Gillette
Dennis Bancroft, ingeniero aerodinámico de Miles
Maqueta a escala 1:1 del Miles M.52
Sin embargo, al final de la guerra, el Director de Investigación Científica, Sir Ben Lockspeiser, canceló el proyecto «… en vista de los peligros desconocidos cercanos a la velocidad del sonido… considerado imprudente proceder con los experimentos a gran escala». En realidad, a pesar del 90% del trabajo de diseño completado y con el 50% de la construcción terminada, el proyecto cayó en una medida de ahorro del Tesoro.
Los investigadores y diseñadores británicos lograron acercarse mucho a la barrera y bien podrían haber sido los primeros en romperla.
Gran Bretaña y EE. UU. llegaron a un acuerdo para intercambiar información y datos. Según Dennis Bancroft, jefe de aerodinámica de Miles, los ingenieros de la compañía estadounidense Bell Aircraft recibieron información detallada sobre el Miles M.52. Sin embargo, después de que los estadounidenses recibieron toda la información de los británicos, incumplieron el acuerdo. Los británicos no recibieron información a cambio. Parece ser que los diseños originales del empenaje del XS-1 eran convencionales, y finalmente se pasó al tipo de Miles, con todo el timón móvil.
Tras la cancelación del M.52, el Gobierno creó un nuevo programa que implicara «ausencia de peligro para los pilotos de prueba y economía de propósito». Se recortaban gastos, y se reducía el tamaño del vehículo, que pasaría a ser no tripulado y propulsado por cohetes, pasando a ser más un misil que una avión, o un avión no tripulado (UAV)
El Royal Aircraft Establishment fue responsable del desarrollo de un motor de cohete adecuado y a cargo del diseño de la aeronave estuvo Barnes Wallis de Vickers Armstrong, el padre de la bomba que rebota y la bomba sísmica Tallboy de 12000 libras.
Los UAV eran réplicas a escala 3/10 del M.52 y el primer lanzamiento del avión-cohete tuvo lugar el 8 de octubre de 1947.
Mosquito con un M.52 no tripulado en la panza. Foto de Wikipedia
Un De Havilland Mosquito de la RAF despegó el 8 de octubre de 1947, de St. Eval en Cornualles, con un avión-cohete en su panza. Pero su el motor explotó poco después del lanzamiento. Seis días después, Chuck Yeager rompió la barrera del sonido por primera vez en el Bell X-1, un avión que compartía muchas similitudes con el diseño británico. Después de la explosión del prototipo, y del éxito del XS-1, el Daily Express asumió la causa de defender la vuelta del programa M.52, pero fue en vano.
En octubre de 1948 se lanzó un segundo avión-cohete. Esta vez sí tuvo éxito y alcanzó Mach 1,38, (1.5 según otras fuentes) en un vuelo nivelado estable. Pero, en lugar de terminar su vuelo estrellándose contra el mar, como estaba previsto, el modelo ignoró los comandos de radio que se le enviaron y fue observado por última vez (en el radar) internándose en el Atlántico.
El toque final de ironía se produjo cuando se suspendieron incluso estas pruebas con cohetes, por «el alto costo y poco retorno». El dividendo total de esta inversión fue la información de que un modelo a pequeña escala del Miles M.52 había superado con éxito la barrera del sonido. Pero, el Reino Unido ya había perdido la oportunidad de ser la primera nación en lograr un vuelo supersónico pilotado.
Como era de esperar, las afirmaciones de la influencia británica en el icónico Bell X-1 son ampliamente disputadas en los EE. UU., y la historia generalmente la escriben los vencedores.
Tal vez con un poco más de financiación de este lado del Atlántico, el M.52 podría haber ganado la carrera por la barrera del sonido a Chuck Yeager y al X-1.
El avión
The Engineer recupera la descripción que hicieron del aparato n 1946, cuando por la cancelación del proyecto dejó de ser secreto. La reproducimos debajo.
Modelo a escala del M.52, The Engineer
A Miles Aircraft se le había encomendado la tarea de construir el M52 con motor turborreactor, que estaba destinado a volar a 1,000 mph y alcanzar una altura de 36,000 pies. Para lograr esto, los ingenieros de Miles idearon un diseño radicalmente distinto a todo lo que se conocía en la época.
Parecido a una bala alada, las dimensiones generales debían haber sido de 33 pies de largo y 27 pies de envergadura, siendo las alas algo más cortas que las de aviones de longitud similar.
Como un paso hacia la producción de una forma de ala que tenga una baja resistencia en el rango de velocidad supersónica y, sin embargo, permita un vuelo a baja velocidad con un buen control, Miles Aircraft Ltd diseñó un ala biconvexa, con bordes de ataque y de salida muy afilados.
Miles «Gillete», con alas y empenaje modificados
Este ala biconvexa se probó en un Miles Falcon estándar para demostrar la viabilidad del diseño a bajas velocidades. El motor, que huniera producido 17.000 HP en vuelo a toda velocidad, sería suministrada por Power Jets (Research and Development). Junto con el tanque de combustible y los controles de vuelo, el motor habría ocupado casi todo el fuselaje.
Miles Falcon Six con ala y emepane modificados, de perfil biconvexo, de madera
Se puede describir como una unidad de tres etapas, la primera etapa que consta de un motor a reacción ordinario con un compresor centrífugo. Los gases de este motor pasan a través de otro compresor, trayendo un suministro adicional de aire, que se mezcla con la corriente principal. La mezcla luego pasa a través de un ‘athodyd’ (conducto aerotermodinámico), en el que se inyecta y quema el combustible, aumentando aún más la velocidad de los gases, que finalmente son expulsados por una tobera en la cola. El motor tiene 3.5 pies de diámetro y 23 pies de largo.
Con toda esa potencia a solo unos centímetros del piloto, así como las alturas extremas a las que operaría el M.52, no sorprende que se haya instalado un sistema de eyección. La cabina presurizada fue diseñada para ser separada por completo del fuselaje mediante la detonación de cargas de explosivo plástico en las estructuras tubulares que conectaban la cabina con el fuselaje. En teoría, la presión del aire obligaría a la cabina a alejarse del avión y un paracaídas lo ayudaría a descender gradualmente.
Una vez que la cabina había reducido la velocidad a una velocidad razonable y descendido a una altura designada, el piloto saltaría de la cápsula usando su propio paracaídas. Si todo iba bien, volvería a la Tierra en un avión completamente intacto. Aunque a velocidades tan elevadas que el aterrizaje suena casi tan aterrador como una eyección.
Para el tren de aterrizaje, se tuvieron que diseñar llantas y ruedas especiales, ya que la velocidad de toma probablemente habría sido de aproximadamente 170 mph, con una carrera de dos millas antes de detenerse. El peso total diseñado es de aproximadamente 8200 libras en el despegue, lo que da una carga alar de 58 libras por pie cuadrado.
La entrega de suministros a unidades aisladas o sitiadas ha demostrado ser imprescindible en todos los conflictos. La Segunda Guerra Mundial introdujo la entrega por aire, con el lanzamiento en paracaídas de los suministros. Sin embargo la falta de precisión de estos envíos hacía que muchos se perdieran o incluso llegaran a manos equivocadas. Por ello se ha intentado realizar el lanzamiento de suministros en paracaídas teledirigidos. Éste es, posiblemente, uno de los intentos más antiguos, utilizando un ala Rogallo en lugar de un paracaídas.
El ala Rogallo es un tipo de ala flexible inventado en 1948 por Francis Rogallo, un ingeniero de la NASA, y su esposa Gertrude Rogallo, a la que llamaron Parawing, aunque suele ser conocida como «Ala Rogallo»
La NASA consideró utilizarla como un sistema de recuperación para las cápsulas Mercury y Gemini, aunque abandonó la idea en 1964 en favor de los paracaídas convencionales.
Ryan Aeronautical Company retomó la idea para realizar entregas de suministros con precisión, aunque éstos fueran lanzados desde un avión o un helicóptero.
Ala Rogallo teledirigida de Ryan remolcada por un helicóptero, vía Flickr
Podía funcionar de dos modos, bien remolcada por una aeronave, bien lanzada. En este caso, en una primera fase el ala funcionaría como un paracaídas, y una vez inflado actuaría como un planeador.
Todos los ensayos se realizaron en Yuma, Arizona, entre el 4 de octubre de 1962 y el 1 de marzo del año siguiente.
Los ensayos demostraron que se podían entregar con fiabilidad cargas que variaban entre las 100 y las 300 libras (de 50 a 150 kilos aprox). El radio de giro de planeador variaba entre los 200 y los 400 pies (de 30 a 60m), mientras que la tasa de planeo era similar a la de una piedra (2.8:1), con una velocidad vertical de entre 600 y 900 pies por minuto. La velocidad de vuelo era de 23 nudos (~40km/h).
Los ensayos de los vuelos planeados se realizaron a 95 nudos desde 9000ft sobre el terreno, que con la tasa de planeo de 2.8:1 le daba un alcance de unos 7.7km.
El control se conseguía gracias a un sistema de control remoto. El planeador llevaba dos compartimentos, uno con una batería de 28V y la antena, y otro con una batería de 12V y los servos.
Se realizaron 139 lanzamientos aéreos. En ellos se probaron distintas configuraciones de masas lanzadas, empaquetados y plegados del ala y distribuciones de las líneas que unían la carga útil y el ala. También se ensayaron distintos sistemas de control. En la primera treintena de lanzamientos se intentó utilizar el control por desplazamiento del centro de gravedad, sin éxito. Por ello se cambió el control a las líneas del ala flexible, como en los modernos parapentes.
Algunas de las configuraciones demostraron ser viables, aunque con esas tasas de caída hacían imprescindible el uso de amortiguadores de cartón para la carga.
Los ensayos operacionales se llevaron a cabo en Tailandia, de mayo a junio de 1963, de forma conjunta entre Ryan,ARPA, y los ejércitos estadounidense y tailandés.
En los ensayos operativos se pretendía demostrar la funcionalidad del sistema y su valía tanto para militares como para la policía y la patrulla de fronteras tailandesas, y su capacidad de operación en áreas remotas, así como las necesidades de formación y entrenamiento de personal para su uso.
El ala utilizada tenía un peso máximo al despegue de 386 libras, con una capacidad de carga de 300 libras. Fue lanzado desde distintos tipos de aeronaves, como C-47, Caribou, L-20 (DHC-2-Beaver), H-34 y UH-1.
El sistema de lanzamiento era por el portón lateral, con un sistema de apertura automático, parecido al de los paracaídas: La vela del ala iba dentro de una manga, que a su vez se cogía a la línea de lanzamiento. Al lanzarse por la puerta la vela salía de la manga, que quedaba en la línea, y se desplegaba automáticamente. Este proceso llevaba unos 4 segundos, desde que se producía el lanzamiento hasta que la vela estaba inflada y con forma de ala.
En tierra, un controlador debía tomar el control del planeador para dirigirlo hacia la zona de recepción deseada. Podía hacerlo de dos formas, bien por control manual o bien por control automático. En éste último el operador en lugar de controlar la aeronave, monitorizaba un sistema que, una vez encendido, dirigía de forma automática el planeador hacia él, hasta que llegaba a su vertical, y entonces comenzaba un descenso en espiral. El planeador aterrizaba así, de forma autónoma, en un radio de 100ft (30m) al rededor de la antena. Se comprobó que durante el control manual ésta era también la forma más sencilla de recuperar el planeador, dirigiéndolo hacia la vertical del controlador y aplicando después controles totalmente a la derecha o a la izquierda, para descender describiendo una hélice. Además esta maniobra reducía el tiempo de entrenamiento del operador, así como el tiempo que quedaba expuesto potencialmente el planeador al fuego enemigo.
El transmisor tenía un alcance de 25 millas, si ningún obstáculo, como montañas, se interponía entre él y el paquete lanzado.
Los ensayos se realizaron en todo tipo de terreno, con lanzamientos desde 10000ft, entrenamientos en aeródromos, lanzamientos en zonas despejadas, pero también en zonas de alta montaña y muy boscosas. ¡En uno de los lanzamientos, los controladores de tierra fueron lanzados en paracaídas y tuvieron que caminar tres días hasta la zona de recepción! En el primer lanzamiento, el sistema falló y al equipo le llevó otros tres días localizar el ala, pintada de verde oliva, en la jungla. Por este motivo se suspendieron los lanzamientos en la jungla, hasta que se logró mejorar la fiabilidad del sistema.
Las investigaciones dedujeron que los fallos se habían producido durante el lanzamiento, tras sufrir daños en el lanzamiento desde la línea.
Se hicieron entregas de más de cien kilos de carga, amortiguada por el sistema de cartones, que se demostró muy eficaz.
Con la llegada de la estación de lluvias se comprobó que el sistema no era adecuado para funcionar en esas condiciones.
Las conclusiones de la policía fueron que aunque el sistema necesitaba mejorar en fiabilidad, su coste podría amortizarse en uno o dos lanzamientos, evitando además la pérdida de material lanzado en paracaídas convencionales. El ejército concluyó que el aumento de precisión en el punto de toma de la carga podía merecer la pena para operaciones nocturnas o lanzamientos en zona de montaña, además de operaciones militares donde la baja visibilidad del sistema, su silencioso funcionamiento y la posibilidad de operar de noche facilitaba la entrega de material a las unidades sin delatar su posición. Por supuesto, se juzgó como un buen sistema para re-aprovisionar a las patrullas que estaban desplegadas en la jungla del país.
Las conclusiones del informe estadounidense fueron positivas para el sistema, si exceptuamos que pedían una mejora de un 90% en la fiabilidad para considerarlo viable para un despliegue operativo.
Nos consta que se realizaron otros ensayos en los que, además de ser dirigible, se le incorporaba una hélice, lo que permitía aumentar su alcance, así como aterrizajes más suaves.
En su lanzador con la hélice parada
En vuelo
Gracias @MassiasThanos que me descubrió la historia y los pdfs, y al usuario @_ooo0OOOO0ooo_ que nos hizo llegar a Massiasy a mi un recorte del 29 de agosto de 1951 del St. Louis Post-Dispatch en el que se ve cómo el ejécito había intentado de otros modos mejorar la precisión de la entrega de las cargas aerotransportadas, en esta ocasión con unos discos volantes que hacían a su vez de contenedor de agua o gasolina, y prescindían del paracaídas.
