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Las alas de gran alargamiento de Marcel Hurel

Hemos mencionado los aviones Hurel Dubois dos veces en este blog. Así que ya va tocando dedicarles una entrada solo para ellos. La primera vez fue cuando presentamos el concepto de avión con ala de gran alargamiento con riostras de Boeing, y la segunda con el concepto de Airbus, que recurre a alas articuladas. Como hemos mencionado en otras ocasiones, un ala de gran alargamiento se comporta prácticamente como un ala de longitud infinita, minimizando los efectos de borde y por tanto aumentando la eficiencia del ala, reduciendo la necesidad de dispositivos de punta de ala para reducir los efectos del torbellino de punta de ala (resistencia inducida). Pero presenta varios problemas, uno es el que son demasiado esbeltas y hay que encontrar como sujetarlas al fuselaje sin que sea un sistema en exceso pesado, de ahí las riostras, o la articulación del segmento exterior, para reducir la transmisión de momentos al fuselaje. Otros problemas vienen derivados de que la gran flexibilidad del ala ocasiona no linealidades en las soluciones aerodinámicas (cuando se resuelven ciertas ecuaciones aerodinámicas aproximándolas con una serie de Fourier lo normal es quedarse solo con los primeros términos, despreciando los no lineales), así como fenómenos aeroelásticos.

Marcel Hurel es un diseñador y piloto francés. De hecho compitió en la más célebre copa de hidroaviación, como piloto de pruebas de CAMS voló su modelo 38 en el Trofeo Schneider, y se hizo famoso porque aprovechó en 1943 el primer vuelo de CAMS-Potez 161, un hidroavión examotor de 43 toneladas, para ponerlo lejos del alcance del ejército alemán, volando de la Francia ocupada a Bizerte, donde fue destruido en 1944.

Tras la guerra se asoció con Dubois, que era el socio capitalista, para diseñar el Hurel-Dubois 10. Este avión era un demostrador tecnológico para comprobar sus teorías acerca de las alas de gran alargamiento.

F-WFAN, rematriculado después F-BFAN

El alargamiento alar era de 32.5:1, más propio de un velero que de un avión a motor, ¡mucho menos de un avión de transporte! El HD-10 tenía un motor de 40HP, 12 metros de envergadura, y 480kg de MTOW, ¡prácticamente un ULM actual!. Con el motor de 75HP que se instaló después alcanzaba un crucero de 121mph. Las alas estaban construidas en aluminio-magnesio soldado, reforzadas con sendas riostras, mientras que el fuselaje era de tubo soldado revestido de tela.

Los resultados de los ensayos fueron positivos, logrando una buena sustentación con poca resistencia, y una capacidad de alabeo bastante sorprendete, a pesar de la gran envergadura que tiene. Entre 1948 y 1954 acumuló 218h 27 minutos de horas de vuelo, y actualmente se conserva en el Musée de l’Air et de l’Espace en Paris, en Le Bourget.

Monsieur Hurel tenía en mente desde el comienzo el hacer un avión de transporte, y logró que el gobiero francés apoyara su proyecto, con la construcción de dos prototipos prácticamente idénticos y que se diferenciaban tan solo en la motorización, y en que el segundo era 1.2m más largo, y la estructura reforzada: el HD-31 (F-WFKU, después F-BFKU) con los motores Wright Cyclone de 800HP y el HD-32 (F-WGVG, más tarde F-BGVG) con los Pratt and Whitney R1830 de 1200HP. El primero voló el 27 de enero de 1957, mientras que el segundo lo hizo el 29 de diciembre del mismo año.

HD31 en Le Bourget, minuto 2:55

La construcción de ambos era metálica, las alas tenian 46m de envergadura, y una relación de aspecto de 20.2:1, bastante menos que en el prototipo, pero aún así muy eficiente. En comparación, el DC-3 tenía una envergadura de 29 metros. El peso en vacío era de 11214kg, con un peso máximo al despegue de 19060kg. Con 6356kg de carga útil se le calculaba un alcance de 990km, a pesar de contar con la resistencia del tren fijo.

Del HD-32 se produciría un segundo ejemplar, el HD-321 (F-WHHA, más tarde F-BHHA), que se estrellaría el 31 de octubre del 56 en Bahía Guanabara, cerca de Río de Janeiro, en un vuelo de demostración, falleciendo una persona. El HD-32 se perdería el 10 de mayo de 1960 en un accidente en Villemoleix, saliéndose de pista. Este avión se puede ver, o se podía ver, aún allí.

El l’Institut Géographique National encargó una evolución de estos aparatos, el HD-34, con tren retráctil y morro acristalado. El primero de ellos (F-WHOO, más tarde F-BHOO) voló el 26 de febrero de 19570.

Sin embargo el avión producido en serie más exitoso que ha utilizado el concepto de Hurel es británico, el Shorts Skyvan, heredero del Miles-Hurel-Dubois HDM.105. Y visto lo visto, ¿quién dice que no puede ser el futuro de la aviación comercial?

Fuentes

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Bella 01: medio avión medio zeppelin de los años 80-90

Esta aeronave lo tiene todo para estar en el blog. Por un lado tiene un tren de aterrizaje mixto, con ruedas, pero con un gran colchon de aire, tipo hovercraft (ver [ 1 ] y [ 2 ]), que le permite aterrizar en todo tipo de superficies, sea tierra, agua, hielo o una pista convencional. Por otro lado es un híbrido, mitad aeronave más ligera que el aire, mitad avión, como nuestro querido LEMV. ¡Y encima es STOL! (Short Take Off and Landing, despegue y aterrizaje verticales).

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Análisis: Aviones a hidrógeno

Airbus ha presentado sus tres propuestas para el futuro con aviones de cero emisiones. Básicamente dos aviones en configuración clásica, un regional con hélice y uno de corto y medio alcance con dos motores y alas con una flecha considerablemente menor que los actuales, lo que nos habla de aviones con una velocidad de crucero bastante menor, y que tiene pinta de ser un ala de flujo laminar natural, como el ensayado en el proyecto Cleansky Blade. Y un tercero, tipo blended wing body, que es un concepto que vuelve periódicamente desde los años treinta como avión de pasajeros del futuro, con propulsión distribuida situada en la parte trasera del fuselaje, como para ingerir la capa límite y que no se desprenda.

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Problemas de «shimming» en el 787. Pero, ¿qué es el «shimming»?

En los últimos tiempos las noticias aeronáuticas no son muy halagüeñas, la covid-19 nos tiene a todos en el suelo, las aerolíneas al borde de la quiebra, los fabricantes sin nadie que les compre los aviones… y el Boeing saliendo contínuamente en la prensa por problemas variados. Los últimos han sido de su avión de plástico, el B-787.

En concreto han salido tres problemas. Uno es de sellado aerodinámico en los timones, al que personalmente y con la información que he encontrado publicada sobre ello, no veo mayor problema que solucionarlo cuando toque cambiar los sellos. Otro es de acabado superficial del revestimiento en la parte trasera del fuselaje, en la zona del mamparo de presión. Una vez más, y con lo poco que he encontrado publicado, no veo mucho más allá de un pequeño problema aerodinámico por no cumplir los acabados superficiales (rugosidad).

Pero hay un tercero que se ha mencionado como shimming, y de este han dicho que puede causar problemas de concentraciones de esfuerzos. Pero, ¿qué es eso del shimming y por qué puede causar problemas?

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Desde Rusia: aviones de fuselaje gemelo y el regreso de los ekranoplanos

TsAGI doble fuselaje 

Ekranoplano 

Estamos acostumbrados a leer las noticias de los ensayos de la NASA, de Boeing y de Airbus, e incluso a veces de las cosas que nos llegan desde Japón y la JAXA, y parece que nos olvidamos de Rusia y China. Hoy vamos con dos estudios de TsAGI, el Instituto Central de Aerodinámica ruso.

 

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