Autogiro ambulancia: el primer ala rotatoria MEDEVAC

Autogiro Ambulancia, un C.30 sueco volado por Rolf von Bahr, circa 1938

La aeronave

Autogiro, esa aeronave inventada por el ingeniero Juan de la Cierva y que tanto confunde a los aficionados. No es un avión, no es un helicóptero. El vuelo de avance se produce gracias al motor o motores que impulsan una o más hélices montadas en horizontal, a diferencia del helicóptero, que lo logra gracias a que inclina el rotor, movido por el motor. En el autogiro, al revés que en el helicóptero, el rotor no gira movido por ningún motor, sino gracias a fuerzas aerodinámicas.

Además contribuyó a que el helicóptero fuera viable, puesto que De la Cierva logró solucionar lo que ningún otro ingeniero había logrado antes: los problemas de vuelco que producía la asimetría de sustentación durante el vuelo de avance.

Fue De la Cierva quien introdujo por primera vez en una aeronave de ala rotatoria las importantísimas articulaciones de batimiento, arrastre y cambio de paso. Estas articulaciones permitían que las aeronaves de ala rotatoria fueran viables, puesto que hasta ese momento todas habían fracasado en llevar a cabo la transición de vuelo a punto fijo a vuelo en avance.

La pala que avanzaba, contando con la velocidad de rotación más la de avance, tenía más velocidad respecto al aire, por lo proporcionaba más sustentación que la que retrocedía, que tenía una velocidad debida a la rotación menos la velocidad de avance, lo que provocaba un par de vuelco.

La solución vino introduciendo la articulación de batimiento. Y como la resistencia depende de la sustentación de forma cuadrática, la pala que avanzaba tenía más resistencia que la que retrocedía. Y por ello se introdujo la articulación de arrastre. La articulación de cambio de paso permite variar el ángulo de inclinación de cada pala, de forma cíclica o colectiva, permitiendo que la aeronave sea controlable.

La unión del autogiro a la medicina

El autogiro nació del sueño de Juan de la Cierva de lograr una aeronave segura, que permitiera aterrizar con toda tranquilidad aún con fallo de motor. Como resultado nació una aeronave con grandes características STOL, esto es, de aterrizaje y despegue corto. Además de muy maniobrable. Y esto le hizo ser una candidata excepcional para convertirse en la primera aeronave de ala rotatoria embarcada, y también la primera aeronave de ala rotatoria medicalizada. Y como la historia de sus pruebas como aeronave embarcada ya os la contamos, vamos a por la historia de su uso como aeronave médica.

La aviación sanitaria nace, como concepto, antes de la Primera guerra mundial. Fue la francesa Marie Marvingt quien a partir de 1910 defendería el uso y creación de un cuerpo de enfermeras volantes e incluso intentaría crear la primera aeronave medicalizada.

Marie Marvingt en un dibujo de la época.

Sin embargo no sería hasta los años 30 que lograra ser oída por las autoridades. Y, con una incipiente aviación medicalizada, el autogiro era una aeronave con excepcionales cualidades para ser adaptada.

Es en el I Congreso Internacional de Aviación Sanitaria, celebrado en París en 1929, donde los coroneles médicos Cheutin y Epaulard nombran al autogiro como una de las aeronaves más indicadas para el transporte aéreo sanitario. Además se realizará una demostración en vuelo en el aeródromo de Villacouble el 17 de mayo de 1929, con el piloto Massot a los mandos.

El II Congreso Internacional de Aviación Sanitaria se celebra en Madrid en 1933. La ponencia inaugural la realiza el doctor Cardenal, que declara que el autogiro es la aeronave idónea para la evacuación médica y transporte de enfermos. En la ponencia de Emilio Herrera Linares se indica «la idea del inventor de desarrollar un modelo específico para el trasporte sanitario«. Esta idoneidad será defendida también en el tercer congreso, celebrado en Bruselas por el Comandante médico Mariano Puig Quero. El invento no es desconocido para la prensa, de hecho en 1934 cuando muere el torero Ignacio Sánchez Mejía, el ABC se pregunta por qué no había un autogiro medicalizado para su evacuación.

En los años 30 se emplea en Europa y Estados Unidos en varias misiones de búsqueda y rescate (o SAR): El 7 de agosto 1932, J. Paul Lukens, participó con su autogiro PCA-2 en la búsqueda de un aparato Lockheed accidentado en las montañas de Harrisburg. Localizó a la aeronave, pero no había supervivientes. En 1932 James Faulkner participó en el rescate de dos aviadores en los Everglades, Miami. Aunque la misión fue más de búsqueda, puesto que la evacuación se llevó a cabo con dirigibles. En marzo de 1934 un autogiro Kellett durante unas pruebas meteorológicas, encontró un aeroplano perdido. Socorrió a la tripulación, transportando 174 kg. en material de salvamento.

En el plano militar, los marines estadounidenses utilizarían en 1932 varios autogiros para reconocimiento y evacuación en Nicaragua. Y en 1936 el Medical Field Service School realizó ensayos con un autogiro en Carlisle Barracas, Pensilvania.

En Europa, el piloto Rolf von Bahr, cuyo vídeo encabeza este artículo, realizó a partir de 1935 vuelos de aerotaxi y rescate con su empresa AB Autogiro, llegando a ser muy popular en las estaciones de esquí y deportes de invierno suecas. El piloto realizó 7000h en autogiro, y su C-30, matrícula SE-AEA, se conserva en el museo Tekniska Museet de Estocolmo.

En la unión soviética, Kamov realizaría ensayos con su A-7.

Autogiro soviético Kamov-TsAGI A-7

En Estados Unidos, Robert B.C. Noorduyn modificó un Pitcairn PA-19 como aeronave médica. El proyecto para la transformación para uso sanitario de este robusto autogiro consistía en la modificación de las puertas de entrada al habitáculo y la instalación de soportes para dos camillas y un asiento para un sanitario. El propio Juan de la Cierva lo vuela, acompañado por Harold Pitcairn, y aterriza en el campo de fútbol americano Soldiers Field de Chicago, para recoger la Medalla de oro Guggenheim en la Exposición Internacional de Chicago de 1933. En ese mismo año el Teniente Coronel Médico Dr. G. P. Lawrence publicaría en la revista US Air Services sobre este mismo autogiro.

El triste final

En estos años incluso había planes para lograr que el autogiro se convirtiera en un eficaz transporte áereo, con uno en cada jardín trasero, e incluso grandes autogiropuertos en el centro de las ciudades, como este proyecto en Madrid.

Sin embargo, la muerte del inventor, la crisis económica de los 30, y la abundancia de aeronaves de ala fija y con buenas características fuera de campo y para pistas cortas, haría que los distintos ejércitos optaran por aeronaves STOL, y que finalmente la aviación medicalizada en aeronave de ala rotatoria quedara olvidada, hasta la llegada de los helicópteros.

Fuente

El desconocido autogiro ambulancia de 1933, una innovación española predecesora en una década a la primera utilización del helicóptero sanitario, Sanid. Mil. vol.71 no.2 Madrid abr./jun. 2015

Aviones con hélices monopala (hélice Everel)

Piper Cub con hélice monopala

En los años 30, mientras los diseñadores de hélices se peleaban por decidir si lo mejor era una hélice tripala, cuatripala, pentapala… Walter Everts defendía que lo mejor era una hélice monopala. Requiere un contrapeso adecuado para equilibrarla estática y dinámicamente, pero además de tener menos resistencia aerodinámica, la hélice funciona siempre en aire limpio, nunca corta el aire perturbado por la otra pala.

Everts desarrolló su idea, e introdujo una innovación más: la hélice podía pivotar libremente, así que en función de la potencia entregada a la hélice, ésta cambiaba automáticamente su paso. Con gases a fondo la hélice se ajustaba automáticamente con paso fino, y al reducir la potencia a crucero el paso aumentaba.

Vídeo de época mostrando la hélice, y el cambio de paso

Everts se asoció con Frank Ellington y fundaron la Everel Propeller Corporation, nombre que venía de fusionar las primeras letras de sus apellidos. Los hermanos Sensenich tallaron la hélice, y el barnstormer Jesse Jones hizo de piloto de pruebas.

Las primeras pruebas fueron un desastre, y el carenado del motor se les desmontó con las vibraciones. Tras un correcto equilibrado estático y dinámico de la hélice, la Piper Cub despegó suavemente el 25 de enero de 1937. Tras la correspondiente puesta a punto de la hélice, se hizo una mayor para instalarla en una Cessna Airmaster, con la que se voló de costa a costa haciendo demostraciones. El piloto llamaba en ocasiones a torre diciendo que iba volando con una sola pala y se le preparaba una recepción de vehículos de emergencia… que se encontraban con un perfecto aterrizaje a tres puntos, y la novedosa hélice.

Taylor J-2 volando normalmente con una hélice monopala Everel

La hélice, aunque novedosa, y de paso variable en función de la potencia aplicada en el eje del motor, fue un fracaso total. Las ventajas, como en toda hélice de paso variable, eran despegue más corto, mejor crucero, y consumo más bajo. Llamaba la atención allí donde fuera, y recibió mucha publicidad. Sin embargo los números no se sostenían, y tan solo se vendieron unas cien.

  • Pesaba más que una hélice de madera bipala normal, lo cual era un inconveniente para aviones como las Cub, de escasa potencia.
  • Una hélice Sensenich normal costaba 27$, mientras que la Everel costaba 270$. Si el costar 10 veces más no es suficiente para entender su fracaso, vamos a poner este número en escala: una Cub en 1938 costaba 1000$.

Aunque se certificó la variante de 145HP, nunca se llegó a producir en serie.

Este tipo de hélices no cayeron en el olvido definitivamente, se intentó recuperar como rotor monopala para el Sikorsky XV-2, por ser un rotor más compacto y fácil de carenar dentro de un fuselaje, y se utiliza en aeromodelismo y algunos motoveleros con hélice retráctil.

Fuentes

MB-E1: el primer avión eléctrico tripulado voló en 1973

Militky-Brditschka Elektroflieger No. 1, primer avión eléctrico tripulado

Cada vez se habla más de la aviación eléctrica y de la aviación de hidrógeno. Y en Sandglass nos gusta hablar del futuro… y bucear en el pasado buscando a los pioneros que se atrevieron a intentarlo cuando se podía considerar casi imposible. E igual que encontramos al pionero del hidrógeno, hemos encontrado al pionero de los eléctricos.

Según el Libro Guinness de los Récords, el primer vuelo de un avión eléctrico tripulado se produjo el 21 de octubre de 1973, en Wels, Austria. El avión era un motovelero Brditschka HB-3 con un motor eléctrico, rebautizado como MB-E1 (Militky-Brditschka Elektroflieger nº1), matriculado como OE-9023.

Fred Militky era un reputado aeromodelista, muy conocido, diseñó a finales de los años 50 el Graupner Silentius, el primer modelo de vuelo libre con motor eléctrico. Y en 1973 presentó el Graupner Hi Fly, el primer avión de radio control eléctrico.

Heinrich Brditschka tenía una compañía de aviones de verdad. Una de sus aeronaves más conocidas es, posiblemente, el moto velero en el que se basó el MB-E1.

En 1973 se propusieron probar con un demostrador tecnológico que era posible el vuelo con aviones tripulados eléctricos. Para ello escogieron una aeronave a la que cambiar la motorización. Uno de los primeros problemas que se encontraron fue, como hoy día, el gran peso de las baterías. Un problema aún más grave que hoy día, puesto que las utilizadas eran de Ni-Cd. Precisamente por ese límite de peso no es de extrañar que escogieran como aeronave a motorizar un motovelero, al fin y al cabo son aeronaves que funcionan con motores poco potentes y por tanto necesitan menos cantidad de baterías para funcionar más tiempo. De hecho el HB-3 tenía un pequeño motor de menos de 50CV. ¡Y en caso de quedarse sin carga siempre podían volar a vela!.

El HB-3 había sido diseñado en 1970 por Brditschka y Fritz Raab. Motorizado con un Rotax 642 de 41HP (30.6kW), tenía una envergadura de 12 metros y una longitud de 7. El peso en vacío era de 255kg y el máximo al despegue de 372kg. Tenía una configuración poco habitual, con hélice impulsora montada detrás de la cabina, pero en lugar de en la típica posición de pilón sobre elevado, era el fuselaje el que recibía un gran aligeramiento para hacerla hueco.

Militky reemplazó el motor de dos tiempos original del HB-3 por un motor Bosch KM77 de 8kw, alimentado por baterías de Ni-Cd de Varta, que le daban una autonomía máxima de 15 minutos.

El primer vuelo se realizó el 21 de octubre de 1973, y duró 9 minutos, alcanzando una altitud máxima de unos 300m (1000ft) sobre el suelo. Muchos vuelos de hasta 15 minutos de duración siguieron a este, demostrando que era posible diseñar y fabricar aviones eléctricos.

En 2017 se restauró, y ahora puede verse en el museo de Graz-Thalerhof.

Especificaciones:

  • Modelo de origen: HB-3A
  • Envergadura: 12 m
  • Longitud: 7 m
  • Superficie alar: 14.22 m2
  • Alargamiento: 10.11
  • MTOW: 440 kg
  • Carga alar: 31 kg/m2
  • Motor: Bosch KM77 de serie
  • Voltaje: 80 V
  • Potencia: 8000 Watts
  • Velocidad de giro: 2400 rpm
  • Peso del motor: 33 kg
  • Batería: VARTA con placas sinterizadas (120 cells)

Con el logro del proyecto MB-E1 ha sido posible demostrar que una aeronave más pesada que el aire puede volar con energía eléctrica. Depende de los fabricantes de baterías que sean capaces de producir mejores baterías, más ligeras, y hacer posible el acceso al vuelo eléctrico a un público más amplio, al menos en el campo del vuelo amateur

Fred Militky, después del primer vuelo del MB-E1

Fuentes

Piloto con Wingwalkers atraviesa un puente volando (o ¿Cómo de bajo puedes volar? XXXII)

El número publicitario del piloto de Red Bull despegando del interior de un túnel, volando a través de él y atravesando el túnel siguiente ha traido a nuestra memoria este otro número de funambulista: un piloto despega con un Curtiss «Jenny» y dos pasajeras que, en un momento dado, se convertirán en wingwalkers sobre el ala del biplano, posiblemente el más utilizado durante los años 20 y 30 para estos números. A continuación se dirigirá hacia un puente con un gran arco, y lo atravesará por debajo.

Si alguno identifica la localización, por favor, que nos lo haga saber.

Wingwalkers atraviesan sobre el ala de un Curtiss Jenny un puente en 1931

Aunque, para ser exactos y en honor de la verdad, deberíamos haberlas llamado wing-riders. Porque… ¿Sabíais que wingwalker es el que se pasea por el ala y se mueve de un lado a otro del avión? ¿y que al wingrider se le llama así porque ‘monta’ el ala, es decir, permanece estático en esa posición del ala? ¿Y que los wingriders originalmente solo llevaban sujetos los pies al ala, sin ningún tipo de trapecio detrás de ellos que les sujetase, hasta que uno se partió los tobillos?

¡Claro que lo sabíais ya! Porque os lo habíamos explicado en 2009. Por si alguno quiere volver a disfrutar de aquella entrada, os la dejamos aquí:

Funambulistas aéreos. La historia de los Wing-Walkers y Wing-Riders