La Autoridad de Aviación Civil (CAA) del Reino Unido permite que los vehículos aéreos no tripulados con un peso de despegue inferior a 25 kg (55 lb) vuelen sin normas especiales, por lo que el equipo de Manchester diseñó un modelo que pesaba 24.5 kg (54 lb) para cumplir con el límite, a pesar de medir 6.4m (21 ft) de punta a punta .
El innovador diseño del dron, llamado Giant Foamboard Quadcopter (GFQ), lo hace único en su clase. Los cuatro brazos están formados por una serie de estructuras huecas en forma de caja que se pueden desmontar fácilmente para transportarlo. Hasta la fecha no hay registro de un cuadricóptero no tripulado más grande que el vehículo de Manchester.
El proyecto comenzó como una iniciativa impulsada por la curiosidad para inspirar la creatividad de los estudiantes en el diseño, utilizando un material alternativo de bajo costo adecuado para estructuras aeroespaciales ligeras y más respetuoso con el medio ambiente que la fibra de carbono embebida en matriz epoxi, no reciclable, habitual.
A diferencia de la fibra de carbono, los materiales de lámina de baja densidad pueden ser altamente reciclables, e incluso compostables. Los investigadores esperan que esta demostración inspire a la próxima generación de diseñadores a pensar en la sostenibilidad desde una perspectiva completamente nueva.
Dan Koning, ingeniero de investigación en la Universidad de Manchester, quien lideró el diseño y construcción del vehículo, dijo: «El foamboard -cartón pluma en español, normalmente- es un material interesante para trabajar, utilizado de la manera correcta, podemos crear estructuras aeroespaciales complejas donde cada componente está diseñado para ser solo tan resistente como necesita ser; no hay lugar para la sobreingeniería aquí».
«Gracias a esta disciplina de diseño y después de una extensa investigación previa, podemos afirmar con confianza que hemos construido el dron cuadricóptero más grande del mundo».
Si bien este dron se desarrolló puramente como un ejercicio de prueba de concepto, futuras versiones de este tipo de vehículo podrían diseñarse para transportar cargas pesadas a cortas distancias o utilizarse como una «nave nodriza» (o portaaviones aéreo) en experimentos de acoplamiento aire-aire con otras aeronaves.
El cuadricóptero fue construido con láminas de cartón pluma de 5 mm de grosor, que tienen un núcleo de espuma y una capa de papel. Las láminas fueron cortadas a medida con láser y ensambladas en la estructura tridimensional a mano utilizando solo pegamento termofusible.
¿Imagináis poder comprobar de un simple vistazo cómo de cargada está una estructura? ¿Poder visualizar en una pieza real el nivel de esfuerzos y cómo se reparten, como si estuvieras viendo una simulación realizada en el ordenador?
Hace años que esto es posible, gracias a materiales con propiedades fotoelásticas, aunque hasta ahora no ha tenido ninguna aplicación más allá del campo de la formación.
Y los últimos avances hacia estructuras que se puedan monitorizar de este modo, publicados recientemente por la Universidad de California apuestan por un material fotoelástico vivo.
Se trataría de un material compuesto que integraría en su matriz un tipo de fitoplacton bioluminescente, conocido como dinoflagelados, un alga monocelular marina.
Los dinoflagelados, en su entorno natural, brillan para ahuyentar a los depredadores. Una vez embebidos en la matriz de PEGDA (polyethylene glycol diacrylate), brillan cuando el material es sometido a esfuerzos.
Los sensores así creados no necesitarían alimentación energética externa ni baterías, a diferencia de otros sensores, pero necesitan que los dinoflagelados se sometan a sus ciclos normales de luz-oscuridad para realizar la fotosíntesis. El compuesto tendría que adherirse al elemento a controlar. Hasta ahora se han realizado pruebas de unos cinco meses de duración en condiciones «extremas».
Jessica Cox es la primera piloto certificada para volar solo con los pies. Además es conferenciante motivacional, autora de libros, defensora de la discapacidad y filántropa.Ahora quiere convertirse en la primera persona sin brazos en volar alrededor del mundo.
Cox obtuvo su certificado de piloto deportivo ligero en 2008, volando un ERCO Ercoupe de 1946. Construido para ser sencillo de pilotar, la aeronave de dos plazas tiene los alerones interconectados con el timón, lo que significa que se vuela como un avión de dos ejes, sin necesidad de usar los pies, y lo hace especialmente apto para los pilotos discapacitados, que pueden volar manejando los mandos sólo con las manos… o los pies.
Cox recordó vívidamente su suelta, su primer vuelo en solitario sin instructor ni nadie más en cabina, mientras hablaba con AINOnline en el Homebuilt Hangar durante el espectáculo EAA AirVenture de este año en Oshkosh, Wisconsin. «Sentí que estaba en la cima del mundo. Nunca estuve más centrada en mi vida. Mi corazón latía y estaba emocionada y nerviosa al mismo tiempo», dijo. (A decir verdad, esas palabras describen las sensaciones de cualquier aviador el día de su suelta).
Volar está lejos de ser su único logro. Cuando tenía 14 años, Cox obtuvo su primer cinturón negro de la Federación Internacional de Taekwon-Do. Después de graduarse de la escuela secundaria, asistió a la Universidad de Arizona, donde obtuvo una licenciatura en psicología. En la universidad, Cox se unió a un club de Artes Marciales ATA (anteriormente conocida como la Asociación Americana de Taekwondo) y se convirtió en la primera persona sin brazos en obtener un cinturón negro en la ATA.
En 2012, se casó con su instructor de Taekwondo, Patrick Chamberlain, quien también es piloto y hoy en día ejerce como su gerente de negocios. Los otros pasatiempos de Cox incluyen el surf y el buceo. Atribuye a sus padres el haberle inculcado la confianza de que ella podía «hacer cualquier cosa».
Todas las aficiones de Cox requieren cierta disciplina, pero ella no necesariamente la ve como el factor más importante para que las personas con discapacidades lleven una vida plena. Centrarse en la disciplina «es un poco limitante», dijo Cox, quien escribió un libro titulado Desarma tus límites.
«Para ser honesta, soy una de las personas menos disciplinadas», dijo Cox. En cambio, destaca la perseverancia y la capacidad de «pensar más allá del zapato» (frase que utiliza en lugar pensar fuera de la caja) que le permite hacer las cosas. «En última instancia, la motivación debe venir desde dentro».
El avión imposible
Cox habló con AIN frente a la cabina de un avión de construcción amateur, que se vende en forma de kit, Van’s Aircraft RV-10 que su equipo de voluntarios está probando una variedad de asientos personalizados, sistemas de control de vuelo y puertas que podrían hacer que la aviación sea más accesible para las personas con discapacidades. Estos componentes se instalarán en un nuevo RV-10, una aeronave de cuatro plazas y ala baja que un capítulo local de la EAA en Nueva Jersey está construyendo para Cox con la ayuda de estudiantes de ingeniería. Es el avión en el que Cox planea comenzar a volar en 2025 y espera dar la vuelta al mundo en 2028, culminando con una pasada sobre los Juegos Olímpicos y Paralímpicos en Los Ángeles ese verano.
Cox y la nueva puerta del RV-10
Cox lo llama su «avión imposible». Cuenta con un par de Crocs azules sujetos a los pedales del timón, que controlan los ejes de cabeceo, balanceo y guiñada. Palancas montadas en el suelo entre los pedales controlan el acelerador y los flaps. Los planes prevén una moderna cabina de cristal con controles de voz opcionales para ajustes como las frecuencias de radio y los controles ambientales de la cabina.
Interruptores dentro y fuera de la aeronave activan eléctricamente la puerta de ala de gaviota del piloto del asiento izquierdo, mientras que los sensores impiden que la puerta se abra durante el vuelo. La posición de piloto del asiento derecho se equipará con controles de vuelo convencionales, lo que permitirá a Patrick, el esposo de Cox, y a otros pilotos volar la aeronave también. Además del viaje alrededor del mundo en 2028, Cox planea utilizar la aeronave para motivar a niños discapacitados a rechazar la noción de limitaciones físicas.
Abogar por los niños discapacitados es una pasión para Cox. Con ese fin, en 2017 fundó la Rightfooted Foundation International (RFI), una organización sin ánimo de lucro. Uno de los primeros proyectos de RFI fue una serie de videos de YouTube llamada «La vida con los pies». El primer episodio, que destaca cómo Jessica y su amiga Tisha navegan por la vida sin brazos, rápidamente obtuvo más de 750,000 visitas.
Cox cree que el diseño universal y la inteligencia artificial tienen un enorme potencial para ayudar a las personas discapacitadas a llevar vidas más plenas, pero cree que se debe hacer más trabajo para igualar las oportunidades tanto en Estados Unidos como en el resto del mundo para que «todos se sientan incluidos», un mensaje que transmite en su gira internacional de conferencias.
Las personas con discapacidades, dijo Cox, «quieren trabajar, quieren poder proveer para ellos mismos y sus familias, y quieren tener una sensación de independencia y empoderamiento. Levantarse cada día y hacer algo te da un propósito».
Jessica Cox no ha dejado que nada se interponga en su camino para encontrar el suyo.
En esta ocasión no se trata de la ya típica entrada del enésimo anuncio del regreso de los dirigibles, sino de dos promociones publicitarias distintas que ponen en el centro a los dirigibles de Goodyear.
Por un lado, el 29 de agosto se han cumplido 125 años de la creación de la famosa marca de neumáticos estadounidense. Fue fundada en Akron, sede del posiblemente mayor hangar de dirigibles superviviente del mundo y que dio nombre a un dirigible porta-aviones.
La compañía fue fundada por los hermanos Seiberling, que tuvieron que pedir un préstamo de 3500$ de la época, unos 125000$ de hoy en día.
Escogieron Goodyear como nombre para su compañía en homenaje al inventor del proceso de vulcanizado, utilizando su apellido.
En este blog Goodyear ha aparecido en varias ocasiones, bien por sus dirigibles, bien por su avión inflable, bien por los señuelos hinchables creados en la Segunda Guerra Mundial para confundir a los alemanes sobre el lugar donde se produciría el desembarco del Día D.
Para celebrar este aniversario se han realizado varios actos, como la publicación de un documental en Youtube, recuperar su letrero luminoso original o realizar un sobre-vuelo con uno de sus famosos dirigibles sobre las zonas más emblemáticas para la compañía.
Pero los dirigibles de Goodyear, además, vuelven a traer del pasado el glamour de poder disfrutar de una comida mientras se vuela, flotando tranquilamente sobre algunos parajes, de manos del restaurante de comida rápida Subway.
Vale, tiene poco de glamuroso cenar comida rápida, pero comer con tan sólo otros cinco pasajeros a bordo de un dirigible es una experiencia muy exclusiva.
Se trata de una campaña publicitaria de Subway. El dirigible representa su nueva gama de bocadillos, Deli Hero,que serán los que se sirvan a bordo de la barquilla, convertida en restaurante con capacidad de seis comensales, pero no se preparán a bordo, la barquilla no estará dotada de cocina.
Para que el ala funcione necesitamos que el flujo de aire se adhiera a la superficie. Si se desprende, el ala entra en pérdida. Además el ala vuela porque se genera una circulación entorno a la misma, así que si soplamos el aire sobre el ala para aumentar esa circulación, hacemos aumentar la sustentación.
Los slats normales simplemente permiten que el aire pase del intradós (parte inferior del ala) al extradós (la superior), soplando la capa límite y haciendo que no se desprenda, y así retrasar la entrada en pérdida.
Los slats, que han llamado Electric Lift Augmenting Slats (ELAS) , que presenta Cub Crafters no sólo permiten eso, sino que además al tener muchos pequeños motores eléctricos distribuidos a lo largo de su envergadura permiten acelerar el aire y por tanto aumentar la circulación, y por ello la sustentación.
Dicen desde Cub Crafters que esta solución permite multiplicar el coeficiente de sustentación por un factor que varía entre 1.5 y 4.
Como inconveniente, aumenta la resistencia de la aeronave. Sería interesante saber si durante el curcero permanecen en funcionamient, formando así parte de un sistema de propulsión eléctrica distribuida más el motor convencional, y el efecto que tiene sobre el consumo, tal vez al soplar la capa limite de forma constante se necesite menos potencia para volar y se contrarreste el exceso de resistencia con un menor consumo. Pero esto tan solo es una hipótesis, sería interesante estudiar más a fondo las prestaciones del avión con este dispositivo.
En cualquier caso, estamos deseando ver vídeos de los aviones de Cub Crafter utilizando este dispositivo para realizar espectaculares tomas y despegues ultra cortos.
ELAS según Carbon Crafters
Electric Lift Augmenting Slats (ELAS) es el resultado de combinar slats de vanguardia y una serie hélices entubadas eléctricas (electric ducted fans o EDF) que aceleran el aire en el intersticio entre el slat y el perfil aerodinámico del ala.
El concepto ELAS proporciona: impulso eléctrico similar a los JATO (Jet Assisted Takeoff) en el despegue y el ascenso, reducción de la velocidad de descenso y aterrizaje, ángulos de aproximación más pronunciados y mejores márgenes y prestaciones a baja velocidad.
ELAS puede agregarse a una existente (retrofits) o incorporarse a un diseño nuevo. Incluso se puede diseñar como retráctil cuando no está en uso.
En lugar de que los EDF se usen únicamente para agregar empuje, como los conceptos habituales de propulsión distribuida, ELAS también proporciona un aumento dramático en la sustentación al aumentar la velocidad del aire sobre la superficie superior del ala, una forma de hiper sustentador de soplado de capa límite.
Este diseño, que combina un slat clásico con el concepto de propulsión distintos distribuida y energizado de la capa límite con el flujo de los motores, se basa en anteriores diseños de probada eficacia, como el ala de acanalada Custer, aviones como los Boeing YC-14 y NASA QSRA y los últimos avances de propulsión distribuida.
Además, ELAS puede proporcionar un mejor control de aeronaves a baja velocidad a través del aumento de la sustentación máxima y el ángulo de pérdida, y la distribución de potencia diferencial. El control de la distribución de energía tiene el potencial de reducir la pérdida de control (LoC) durante los períodos críticos de baja velocidad y brindar mejores cualidades de manejo durante las ráfagas.
Ventajas…
Las aeronaves pequeñas equipadas con ELAS pueden despegar y aproximarse/aterrizar con perfiles similares a los de un helicóptero.
Se puede instalar en vuna aeronave existente o integrarse en aeronaves de nuevo diseño
Costos recurrentes y de adquisición más bajos que eVTOL
Ente un 50% -100% más de alcance y con más carga útil que eVTOL comparable.
No se requiere tecnología de baterías de última generación
