Los marines estadounidenses que volaban un helicóptero de carga pesada CH-53K King Stallion transportaron un fuselaje F-35C Lightning II desde la Integrated Test Force at Patuxent River (Pax ITF) a una unidad de la US Navy ubicada en Joint Base McGuire-Dix-Lakehurst, Nueva Jersey, el 24 de abril de 2024.
Un aviador Escuadrón de Pruebas y Evaluación 1 (VMX-1) pilotó el helicóptero más potente del Departamento de Defensa que transportó el fuselaje de un avión inoperativo, que no tenía sistemas de misión ni motores, ni equipo adicional, hasta el Departamento de Prototips Fabricación y Pruebas (PMT) de la Naval Air Warfare Center Aircraft Division (NAWCAD) en Lakehurst para su uso en futuros ensayos de sistemas de recuperación de emergencia. En ese traslado tuvo que recibir combustible de un KC-130.
RACER, la evolución natural del Airbus X3, Un helicóptero compuesto, que como ya sabrán los asiduos lectores del blog, no es más que un helicóptero al que se le incorporan unas alas embrionarias y unas hélices, para lograr superar la velocidad máxima de un helicóptero convencional, limitada por la combinación de velocidades de avance y de rotación del rotor.
En un helicóptero todos los movimientos que puede hacer dependen del rotor, que también proporciona la sustentación, y de la inclinación del mismo. Por otro lado las alas rotatorias, como las hélices, dejan de funcionar adecuadamente cuando se alcanza en ellas velocidades supersónicas en sus puntas. En un helicóptero en vuelo de avance la limitación vendrá dada por la pala que se encuentre avanzando, perpendicular a la velocidad de avance, pues la velocidad lineal en ella será la velocidad de rotación del rotor multiplicada por el radio del mismo más la velocidad de avance. Por tanto, por mucho que se mejoren las puntas de pala de los helicópteros, la velocidad de vuelo estará siempre limitada por una cota superior. El ala embrionaria descarga al rotor en su trabajo de proporcionar sustentación, permitiéndole girar más lento, y así aumentando la velocidad de avance que puede alcanzar el helicóptero compuesto, impulsado por las hélices «de avión» que monta.
Aunque hay que tener cuidado con la integración del ala y el flujo del rotor, puesto que el ala no solo tendrá la corriente de aire que le incide por el vuelo en avance, sino que quedará sumergida en el flujo de aire descendente del rotor.
¿Cómo de rápidos pueden ser los helicópteros compuestos? El helicóptero convencional más rápido es el Lynx, con 401km/h. Después el X2, con 481 km/h y seguido del X3 de Airbus en 487 km/h durante un breve picado, 472 km/h en vuelo recto y nivelado. Y veremos qué se puede conseguir con el RACER, que es un desarrollo dentro del programa Clean Sky2, y del que sólo sabemos que está optimizado para volar a más de 40km/h.
El demostrador Racer de Airbus Helicopters, desarrollado en el proyecto marco europeo de investigación Clean Sky 2, ha realizado su primer vuelo, en Marignane. La aeronave voló durante aproximadamente 30 minutos, permitiendo al equipo de pruebas de vuelo verificar el comportamiento general de la aeronave.
Este hito importante marca el inicio de la campaña de vuelo que durará dos años y tendrá como objetivo abrir progresivamente el sobre de vuelo de la aeronave y demostrar sus capacidades de alta velocidad.
«Con sus 90 patentes, Racer es el ejemplo perfecto del nivel de innovación que se puede lograr cuando los socios europeos se unen. Este primer vuelo es un momento de orgullo para Airbus Helicopters y para nuestros 40 socios en 13 países», dijo Bruno Even, CEO de Airbus Helicopters. «Espero con interés ver a este demostrador pionero en capacidades de alta velocidad y desarrollar el sistema eco-mode que contribuirá a reducir el consumo de combustible», agregó.
Optimizado para una velocidad de crucero de más de 400 km/h, el demostrador Racer tiene como objetivo lograr el mejor equilibrio entre velocidad, eficiencia en costos y rendimiento de la misión. El Racer también apunta a reducir el consumo de combustible en alrededor del 20%, en comparación con los helicópteros de la misma clase de generación actual, gracias a la optimización aerodinámica y un innovador sistema de propulsión eco-mode. Desarrollado con Safran Helicopter Engines, el sistema híbrido-eléctrico eco-mode permite pausar uno de los dos motores Aneto-1X durante el vuelo de crucero, contribuyendo así a la reducción de las emisiones de CO2. El Racer también tiene como objetivo demostrar cómo su arquitectura particular puede contribuir a reducir su huella acústica operativa.
El Racer se basa en la configuración aerodinámica validada por el demostrador de tecnología Airbus Helicopters X3 que, en 2013, rompió el récord de velocidad y empujó los límites para un helicóptero al alcanzar los 472 km/h. Mientras que el objetivo del X3 era validar la arquitectura compuesta, combinando alas fijas para un ascenso eficiente en energía, rotores laterales para una propulsión eficiente en energía y un rotor principal que proporciona una capacidad de vuelo VTOL eficiente en energía, el Racer tiene como objetivo llevar la fórmula compuesta más cerca de una configuración operativa y ofrecer capacidades incrementadas para ciertas misiones para las cuales la alta velocidad puede ser una verdadera ventaja.
Desde que comenzamos a hablar de la posibilidad de cabinas con un sólo piloto, del cockpit 3.0, etc, teníamos claro que esta forma de controlar una aeronave iba a llegar antes o después: como si fuera una estacion de tierra de una aeronave no tripulada, pero desde el cockpit.
Una consola con la que introducir y controlar parámetros, y como mucho un joystick para controlar la dirección de vuelo. Pero si se pasó del piloto que controla la aeronave de forma directa, como en los aviones de cable-y-polea, al piloto que introducía comandos que un ordenador interpretaba, como en el famoso fly-by-wire de Airbus, el paso siguiente era claro, y sería el piloto que introduce datos en un ordenador y el ordenador se encarga de todo. Como en un UAV.
Skyryse lleva ya un tiempo trabajando en automatismos para helicópteros. Según su CEO y fundador, no tenía sentido en pleno siglo XXI, con todos los avances téncicos que ha habido, seguir volando el helicóptero teniendo que coordinar las dos manos con los dos pies, pudiendo haber formas más sencillas de introducir los comandos que mantienen la aeronave en vuelo. El fin de simplificar los mandos de las aeronaves es, entre otros, reducir la carga del trabajo del piloto, permitiendo que se enfoque en otras tareas del vuelo, y reducir la siniestralidad. Además introduce la protección de la envolvente de vuelo, analizando los comandos del piloto y contrastándolos contra la actitud de la aeronave, condiciones de contorno y límites aplicables.
Además, al ser un sistema FBW, de control digital y con actuadores, se ha reducido al máximo el número de piezas mecánicas que revisar y mantener.
Y de ahí la creación de un sistema operativo propio, SkyOS, y un FBW propio, con sus leyes de control propias, con redundancia triple, y capaz de mantener un vuelo a punto fijo con un solo toque en la pantalla o capaz de detectar un fallo crítico en la aeronave y entrar en autorrotación de manera autónoma. Y además está certificado para IFR.
La aproximación al diseño ha sido progresiva, y han ido comercializando distintas soluciones que se han ido integrando en distintos helicópteros, lo que ha hecho que ganen experiencia real, lejos de los laboratorios y de los ensayos, y que la integración se haya realizado paso a paso.
La aeronave ha sido presentada en Singapre Air Show. Y aunque no lo mencione en la nota de prensa, entendemos que la propia arquitectura del sistema hace posible convertir fácilmente esta aeronave en una opcionalmente tripulada.
Con este control, la experiencia de pilotar un helicóptero sería lo más parecido a lo que se espera que sea volar en una aeronave de la llamada movilidad aérea urbana. Y, además de reducir la carga del piloto y, se espera, hacer el vuelo más seguro, acortaría, simplificaría y abarataría la formación. Y, posiblemente, reduciría la tripulación en cabina de dos a uno.
Os dejamos a continuación una traducción de la Nota de prensa
Skyryse One™ es el primer helicóptero de producción del mundo controlado por fly-by-wire y pilotado con un solo joystick.
Las reservas para la Primera Edición del Skyryse One abren hoy en Skyryse.com.
La base de los revolucionarios controles es SkyOS™, nuestro sistema operativo propietario que ofrece un control simplificado y un sistema fly-by-wire triplemente redundante independiente de la aeronave.
Ya no es solo un helicóptero, ahora es la aeronave más integrada y simplificada del mundo.
Al reemplazar los controles mecánicos de décadas pasadas y eliminar cientos de puntos potenciales de fallo de la aeronave, Skyryse pudo repensar por completo el diseño de la cabina desde cero para construir algo completamente nuevo.
Es simple, intuitivo y todo lo que necesitas para tener un control completo. ¡Finalmente llegó el vuelo con una sola mano! «
El Skyryse One puede parecer familiar por fuera, pero las similitudes con cualquier otra aeronave terminan ahí. Desde la invención del vuelo vertical, los pilotos han manejado cuatro controles simultáneamente, usando ambas manos y ambos pies solo para mantenerlo en el aire», dijo el Dr. Mark Groden, fundador y CEO de Skyryse. «Hasta hoy».
El sistema altamente automatizado de SkyOS aporta un nuevo nivel de simplicidad y seguridad a la aviación general. Por ejemplo, aquí hay algunas de las muchas características únicas que se encuentran en el Skyryse One:
Sistema de Vuelo Fly-By-Wire: Esto no es piloto automático, es un verdadero sistema de control de vuelo de cuatro ejes completo volado con nuestro sistema operativo SkyOS y fly-by-wire.
Protección Dinámica del Envolvente: Combinando continuamente las entradas del piloto, las condiciones ambientales, el estado de la aeronave y los parámetros de vuelo para mantenerlo en una envolvente segura, simplemente. El sistema de control de vuelo interactivo y triplemente redundante proporciona un nivel de seguridad en la aviación que generalmente solo se encuentra en aviones de combate y aviones comerciales.
Autorrotación Totalmente Automatizada: Skyryse SkyOS reconoce rápidamente una falla de energía y entra automáticamente en una autorrotación, automatizando el planeo, el viraje y el aterrizaje, con el piloto en control.
Asistencia en el vuelo a punto fijo: Los helicópteros tradicionales requieren una sincronización compleja de los cuatro controles. Skyryse SkyOS simplifica todo eso, asistiendo a los pilotos manteniendo un vuelo a punto fijo con la simple introducción de un comando a través de su pantalla, (¡sin manos ni pies!).
Estabilidad Intrínseca: Debido a que el Skyryse One está continuamente estabilizado por SkyOS, puedes soltar los controles en cualquier momento y la aeronave se mantendrá dentro de una envolvente de vuelo segura.
Deslizar para arrancar: Los helicópteros tradicionales también se arrancan a través de un largo procedimiento de arranque en varios pasos. El Skyryse One automatiza todo eso, permitiendo a un piloto iniciar el motor deslizando hacia la derecha en la pantalla.
Capacidad IFR: El Skyryse One estará completamente certificado para Reglas de Vuelo por Instrumentos, a la mitad del costo de un helicóptero certificado IFR tradicional.
Skyryse ha eliminado los controles mecánicos complejos y los ha reemplazado con un solo joystick de cuatro ejes que recuerda al que se encuentra en un F-35, gracias a un sistema fly-by-wire completamente integrado y software de control de vuelo. El joystick único se combina con dos pantallas táctiles intuitivas, sin el tradicional conjunto complejo controles e indicadores.
La cabina del Skyryse One pone al piloto completamente al mando, liberándolo de tareas mundanas propensas a errores. El Skyryse One restaura la tranquilidad para simplemente disfrutar del vuelo.
El interior innovador, simple, ergonómico y de alta gama del Skyryse One abre una experiencia revolucionaria para pilotos y sus pasajeros, permitiendo una variedad de actualizaciones de personalización previamente inauditas en la aviación general.
Ahora que estamos en otoño, casi llegando a invierno, es un gran momento para recordar al personal que lucha contra el fuego durante el verano, y de paso defender que se les mantenga durante el resto del año, puesto que es mejor prevenir que curar, porque siempre sale más barato el mantenimiento preventivo que el correctivo.
Para eso tenemos con nosotros a José Luis García, ingeniero y piloto de helicópteros, que nos cuenta cómo nació la vocación, los pasos que dio para llegar a ser piloto anti-incendios y en qué consiste su trabajo, desde el ataque al fuego al transporte de brigadistas. Esperemos que disfrutéis tanto como nosotros dos grabando.
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
El vuelo del helicóptero es de los más complejos y de los que más se tarda en aprender, en comparación con las aeronaves de ala fija, o del autogiro. Es un vuelo exigente, requiere coordinación… y Airbus ha ensayado lo que ha denominado en su nota de prensa una «nueva interfaz simplificada humano-máquina».
Básicamente viene a ser algo así como manejar una aeronave tripulada igual que se maneja una aeronave no tripulada, como las que se pueden manejar desde un teléfono móvil o una tablet. Algo como lo que hemos descrito en algunas ocasiones cuando hemos hablado de las cabinas con un solo tripulante, que pasaba por integrar este tipo de mandos en las aeronaves. Y que, sin duda, Airbus planea integrar en sus aeronaves de movilidad aérea urbana CityAirbus. Y claro, por qué no, entendemos que en todas las demás, como por ejemplo, cockpits con un solo piloto, como el que prometía Faury para el A350.
El sistema ha sido capaz de operar de forma casi autónoma la aeronave, e incorpora tanto un control de seguridad que permite al piloto retomar el mando de la aeronave, como un sistema que detecta obstáculos y permite calcular rutas alternativas para evitar la colisión. Esto es, incorpora un sistema de «ver y evitar», o sense and avoid, que tanto hemos dicho que será imprescindible en caso de querer integrar drones y/o aeronaves la llamada movilidad aérea avanzada o movilidad aérea urbana en el espacio aéreo con otras aeronaves tripuladas.
Previamente, hace un mes, Airbus había volado un sistema simplificado, destinado según la nota de prensa a su CityAirbus, que pasaba de controlar el vuelo del helicóptero con dos palancas (cíclico y colectivo) más pedales a una sola palanca, con lo que todos los mandos quedaban centralizados en uno sólo, que distribuye a cada mando las órdenes necesarias, pero introducidas a través de una única palanca.
Este tipo de sistemas busca maximizar la seguridad en vuelo, y reducir los riesgos, mejorando la seguridad, cosa que como ingeniero me fascina. Como piloto, la sensación es que todo esto hará el volar mucho más aburido…
We have successfully tested a new simplified human machine interface (HMI) along with advanced autonomous features through a project code-named #Vertex. With a tablet 📱, the #FlightLab 🚁 flew fully automated during a one hour test flight by following a predefined route. https://t.co/HRyKtE1Jqwpic.twitter.com/Rly1evRmoz
Airbus ha probado con éxito una nueva interfaz hombre-máquina (HMI) simplificada junto con funciones autónomas avanzadas a través de un proyecto llamado Vertex. Estas tecnologías, desarrolladas por Airbus UpNext, están controladas por una tableta con pantalla táctil y tienen como objetivo simplificar la preparación y gestión de misiones, reducir la carga de trabajo de los pilotos de helicópteros y aumentar aún más la seguridad.
El Airbus Helicopters’ FlightLab voló completamente automatizado desde el carreteo: carrteo, despegue, crucero, aproximación y aterrizaje fueron realizados mediante comandos en la tablet, durante un vuelo de prueba de una hora siguiendo una ruta predefinida. Durante este vuelo, el piloto supervisó el sistema que es capaz de detectar obstáculos imprevistos y recalcular automáticamente una ruta de vuelo segura. Si es necesario, el piloto puede anular fácilmente los controles a través de la tableta y reanudar la misión posteriormente. El período de prueba de vuelo se llevó a cabo desde el 27 de octubre hasta el 22 de noviembre en las instalaciones de Airbus Helicopters en Marignane, Francia.
Esta exitosa demostración de un vuelo completamente autónomo desde el despegue hasta el aterrizaje es un gran paso hacia la reducción de la carga de trabajo de los pilotos y la interfaz hombre-máquina simplificada que el equipo de Movilidad Urbana Aérea de Airbus tiene la intención de implementar en CityAirbus NextGen. También podría tener aplicaciones inmediatas para helicópteros en vuelos a baja altura cerca de obstáculos gracias a la información proporcionada por los lidars a bordo.
Michael Augello, CEO de Airbus UpNext
Airbus Helicopters continuará desarrollando las diferentes tecnologías que componen Vertex: sensores y algoritmos basados en visión para la conciencia situacional y detección de obstáculos; fly-by-wire para un piloto automático mejorado; y una interfaz avanzada hombre-máquina, en forma de pantalla táctil y visor montado en la cabeza, para el monitoreo y control en vuelo.
El FlightLab de Airbus Helicopters ha probado con éxito un sistema de control de vuelo eléctrico en preparación de una nueva interfaz hombre-máquina (HMI) que equipará CityAirbus NextGen, el prototipo de eVTOL de Airbus. Este hito representa un paso importante hacia una nueva generación de aeronaves de movilidad aérea urbana eléctrica.
Los controles del piloto se han simplificado considerablemente gracias a la asistencia de pilotaje mejorada proporcionada por el sistema de control de vuelo eléctrico. Por primera vez en la industria de los helicópteros, una única palanca de control reemplaza a los tres controles convencionales del piloto (cíclico, pedales, colectivo) y es capaz de controlar todos los ejes de la aeronave. Utilizando la palanca única, el piloto puede realizar todas las maniobras: despegue y aterrizaje, ascenso, descenso, aceleración, desaceleración, giro y aproximación.
La palanca única ocupa menos espacio, ofrece una mejor visibilidad al piloto y se combina con una HMI revisada que utiliza pantallas simples, proporcionando una selección de información específicamente adaptada a los eVTOL.
Desde el principio, diseñamos este sistema teniendo en cuenta todos los parámetros de certificación, ya que será un gran avance en la validación del diseño de nuestro eVTOL de movilidad aérea urbana, CityAirbus NextGen. La ventaja de un sistema de control de vuelo eléctrico es enorme, especialmente cuando se trata de reducir la carga de trabajo del piloto y, en última instancia, mejorar la seguridad de la misión. También es un gran ejemplo de cómo nuestros demostradores se utilizan para madurar los bloques tecnológicos necesarios para preparar el futuro del vuelo vertical.
Tomasz Krysinski, Jefe de Investigación e Innovación en Airbus Helicopters
Después del éxito de la campaña de pruebas de vuelo, Airbus Helicopters está trabajando en finalizar los detalles de este nuevo sistema antes de realizar nuevas pruebas en el marco de Vertex, un proyecto realizado en colaboración con Airbus UpNext que avanzará aún más en la autonomía al gestionar la navegación y simplificar la preparación de misiones.
Airbus ha sido uno de los pioneros en explorar cómo la propulsión eléctrica puede ayudar a impulsar el desarrollo de nuevos tipos de vehículos aéreos. En septiembre de 2021, la compañía presentó su prototipo de eVTOL totalmente eléctrico, CityAirbus NextGen. Airbus está desarrollando una solución avanzada de movilidad aérea con eVTOLs, no solo para ofrecer un nuevo servicio de movilidad, sino también como un paso importante en su misión de reducir las emisiones en la aviación en toda su gama de productos.
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