BIG BLUE, el avión de alas inflables que pudo ir a Marte

Bajo estas líneas podemos ver el ensayo del lanzamiento de un avión de radio control desde otra aeronave nodriza, y la secuencia de despliegue de las alas inflables. Son parte de unos ensayos que realizó la NASA para estudiar la viabilidad de las aeronaves con alas inflables y su posibilidad de utilizarlos en la atmósfera marciana, aunque al final mandaron un helicóptero.

Secuencia de desplegado de alas inflables

La teoría es simple: una avión ocupa mucho espacio. Es mucho más sencillo transportar el fuselaje por un lado y las alas por otro. Pero en Marte no hay nadie que lo ensamble. Podría recurrirse a un ala pivotante, pero los mecanismos añaden peso.

Ala en posición de almacenamiento y después de inflada

¿Y un ala inflable? Ocupa poco espacio y pesa mucho menos que un ala rígida. Y se ahorraban los sistemas de protección de la aeronave para hacerla llegar a tierra: podían lanzarla durante la caída de la sonda marciana, que desplegara las alas y aterrizara por sus medios.

Obviamente en Marte no estaría esperando la televisión, es un esquema de los ensayos realizados en la Tierra con el BIG BLUE

Y para desarrollar este concepto nace BIG BLUE: Baseline Inflatable-wing Glider, Balloon-Launched Unmanned Experiment.

Secuencia de desplegado del prototipo de Langley

El BIG BLUE tenía que recoger la experiencia ganada por el avión radiocontrolado desarrollado en Langley, cuya secuencia de despliegue de las alas hemos visto antes.

Big Blue

En mayo de 2003 se realizaron las primeras pruebas. El avión era suspendido de un globo, que en el primer vuelo llegó a los 50000ft, y tras alcanzar la altitud deseada, era liberado. Tras ser liberado tenía que inflar sus alas y volver a tierra. La mayor altitud acanzada sería de 89600ft. Volvería a tierra en paracaídas.

Durante los ensayos no sólo se probaba el concepto de estructura inflable para las alas y su inflado en caída libre, sino también sistemas de comunicaciones, seguimiento por GPS y guiado.

Con el BIG BLUE II se probaron otros conceptos, como utilizar en las alas una resina que curaba bajo el efecto de los rayos ultravioleta, mejorando así la estabilidad estructural de las mismas e impidiendo el pandeo. Se ensayó en vuelo en mayo de 2004, realizándose el despliegue del ala y el curado del mismo. Debido a las restricciones impuestas por la FAA el avión no tripulado se ensayó siempre dentro del alcance visual del operador, por debajo de 1600-3280ft AGL, La recuperación se hizo mediante paracaídas.

Ambos aviones se desplazaron a Colorado, para continuar con los ensayos a gran altitud con menos restricciones.

Un total de 110 estudiantes estuvieron involucrados en el desarrollo de ambas aeronaves, así como sus sistemas de comunicaciones, guiado y control, telemetría… y lo último que encontramos es que la siguiente fase, BIG BLUE III estaba a la espera de recibir fondos.

Para saber más de alas inflables

Fuentes

El AFRL invierte 15 millones de dólares en el NF-16 (ahora X-62) VISTA para desarrollar la autonomía táctica de los UAV

El General Dynamics X-62 VISTA es la última actualización de uno de los modelos de aviones experimentales más exclusivos del mundo, con tecnologías innovadoras que lo hacen capaz de realizar acrobacias que ningún otro avión de su tipo puede lograr.

Derivado del F-16 Fighting Falcon, su acrónimo VISTA proviene de Variable Stability In-flight Simulator Test Aircraft o Variable In-flight Stability Test Aircraft.

Aunque eso de simulador y en vuelo parezca contradictorio, tiene una fácil explicación: este avión es capaz de simular el comportamiento de casi cualquier otro avión en vuelo, del pesado B-52 al ágil caza ligero HAL Tejas. Algo así como aquél avión que era capaz de simularlos a todos… pero versión ultra moderna.

Lo que hace que el avión experimental sea aún más revolucionario es su reciente inclusión en el programa Skyborg de la USAF, que busca explorar posibles aplicaciones militares de sofisticados sistemas de inteligencia artificial para dotar de autonomía táctica a los aviones de combate no tripulados (UCAV).

El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL) ha invertido 15 millones de dólares en la actualización de un viejo caza para convertirlo en el prototipo de uno de los caballos de batalla del futuro de la USAF.

Skyborg es un proyecto de la USAF que estudia el uso de aeronaves de combate autónomas de bajo coste para su uso en enjambres . Estos vehículos ayudarán a las aeronaves pilotadas por humanos a realizar misiones críticas. Desde marzo de 2021, el equipo de Experimentación de Aeronaves Autónomas ejecutó 16 ensayos enfocados en evaluar el Sistema de Control de Autonomía Skyborg en los vehículos aéreos no tripulados Kratos XQ-58 Valkyrie, UTAP-22 Mako y General Atomics MQ-20 Avenger.

Matthew Niemiec, que lidera la cartera de aviones experimentales autónomos, dijo que «Los datos generados durante estas pruebas, junto con los comentarios proporcionados por nuestra comunidad de usuarios, muestran que para desarrollar rápidamente y madurar la autonomía táctica en un cronograma apropiado, se requiere inversión y utilización de una plataforma madura y tácticamente relevante…Las pruebas en tierra y en vuelo del X-62 son uno de varios pasos que estamos tomando para construir redes de información críticas e infraestructura de almacenamiento físico necesarios para permitir un rápido desarrollo de la autonomía… El objetivo para el otoño de 2022 es que vuele junto a una plataforma no tripulada, y ambos usen sensores tácticamente relevantes mientras vuelan de forma autónoma. También estamos construyendo un entorno de simulación robusto para capturar los comentarios de los operadores e integrar sus aportes en nuestro proceso de desarrollo de autonomía».

El Dr. M. Christopher Cotting, director de investigación de la Escuela de Pilotos de Prueba de la USAF, dijo «La Escuela de Pilotos de Pruebas de la USAF ha sido el hogar de NF-16D VISTA desde 2001… Se ha utilizado para exponer a los estudiantes a una amplia gama de dinámicas de aeronaves, lo que les permite experimentar de primera mano aeronaves ‘amigas’ y ‘peligrosas’ después de haber sido discutidas y analizadas en el aula… pero después de un largo historial de apoyo a la Escuela de Pilotos de Prueba [USAF] y la Fuerza Aérea, los sistemas de investigación en la aeronave se estaban volviendo anticuados».

Como parte de la transformación del X-62 VISTA, Lockheed Martin Skunk Works diseñó el sistema para el Control Autónomo de la Simulación. Esta arquitectura informática altamente flexible permite a VISTA probar una amplia gama de sistemas autónomos.

Otra parte integral de la transformación fue el nuevo sistema de simulación, diseñado e instalado por Calspan Corporation. Lockheed Martin Skunk Works contribuyó con el algoritmo de seguimiento del modelo, una capacidad de marco de modelado mejorada para el sistema de simulación. Las mejoras permiten que VISTA admita una gama más amplia de simulación de aeronaves y múltiples leyes de control de investigación.

«Una vez que los investigadores han integrado sus modelos de simulación, el nuevo sistema de VISTA puede tomar esos modelos e implementarlos fácilmente en el X-62… Normalmente, un nuevo sistema de control para un avión puede tardar años en implementarse… Con VISTA, se puede instalar y volar un nuevo sistema de control en solo unos meses. Una vez instalado, se pueden realizar cambios durante la noche para modificar el sistema de control en función de la información aprendida durante la prueba de vuelo de ese día» dijo Cotting.

El X-62 VISTA está diseñado para ser un demostrador de tecnología y una plataforma de reducción de riesgos. Por ejemplo, las leyes de control utilizadas para volar el Joint Strike Fighter se usaron por primera vez en VISTA, lo que reduce los riesgos técnicos y de seguridad significativos.

«El marco de simulación de VISTA es lo suficientemente flexible como para permitir que los diseñadores de aeronaves vuelen sus aeronaves antes de que despeguen del suelo… Si bien los laboratorios de simulación modernos están mejorando mucho en la simulación de aeronaves, todavía no pueden replicar algunas de las incógnitas de operar una aeronave en un entorno de vuelo relevante. VISTA y su sistema de simulación permiten que los diseños de aeronaves digitales sean «probados en vuelo» antes de que se construya la aeronave», dijo Cotting.

Niemiec dijo que AFRL está trabajando con múltiples socios de la industria para integrar diseños avanzados de vehículos junto con capacidades autónomas de vanguardia en el X-62 y «VISTA nos permitirá paralelizar el desarrollo y la prueba de técnicas de inteligencia artificial de vanguardia con nuevos diseños de vehículos no tripulados… Este enfoque, combinado con pruebas orientadas a los nuevos sistemas de vehículos a medida que se producen, madurará rápidamente la autonomía de las plataformas no tripuladas y nos permitirá brindar una capacidad tácticamente relevante a nuestro combatiente”.

Fuente: nota de prensa de la USAF

De drone de carreras a drone kamikaze económico

De comprar drones por piezas y montarlos a tu gusto para hacer carreras con ellos y meterlos por edificios y hacer diabluras aéreas con ellos a convertirlos en drones kamikaze, ahora también llamados munición merodeadora, sólo hay una invasión de tu país de por medio.

Drone de Carreras volando como alma que lleva el diablo en un edificio abandonado

Es conocido que en Ucrania hay droneros voluntarios utilizando sus conocimientos y habilidades para dar soporte y capacidad de reconocimiento a su ejército de tierra. E incluso que se han convertido drones comerciales en bombarderos de oportunidad, cargando pequeños dispositivos explosivos improvisados.

Un siguiente paso, bastante lógico, era emplear estos drones de carreras como munición merodeadora. Su capacidad de carga es relativamente pequeña, pero su velocidad de vuelo supera los 100km/h y puede esquivar edificios y meterse dentro de ellos, como muestra el siguiente vídeo.

Drone que se puede conseguir por 200$ o menos, con un dispositivo explosivo improvisado, pilotado con gafas para verlo en primera persona. Un arma de precisión a coste de juguete. Y droneros experimentados con mucha motivación y ganas de devolver el golpe a quienes han invadido su casa.

Cómo construir tu propio drone de carreras

Un dolor de cabeza más para los estrategas que planean cómo poder defenderse de hipotéticos enjambres de drones lanzados contra un mismo objetivo, capaces -de momento- de superar cualquier medio de defensa por simple saturación.

Hoy, en drones VTOL raros… Cyclone Rotor

El drone que vuela como un multicóptero, como un helicóptero normal y como un avión

Hoy tenemos un drone que puede despegar en vertical, mantenerse en vuelo estacionario y volar rápido en horizontal. Pero no es un helicóptero, ni un convertiplano, ni un tri-cóptero. Es… todo a la vez.

Imaginad un pequeño fuselaje entorno al cual se sitúan tres grandes palas. Y cada pala tiene un pequeño motor de multicóptero. Cuando está en tierra despega en vertical como si se tratara de un multicóptero. Pero tan pronto está en el aire los rotores se inclinan, haciendo que las tres palas giren sobre el fuselaje central, convirtiéndose en un ala rotatoria enorme. Y para volar en horizontal como un avión, dos de estas palas actúan como alas mientras que la tercera se mantiene en vertical, como un gran estabilizador, recordando a cierta nave de ficción al ser vista de frente.

De este modo el inventor nos promete la posibilidad de despegue en espacios confinados, el vuelo a punto fijo con la economía de un ala rotatoria, en lugar de con el alto consumo de un multicóptero habitual, y el eficiente vuelo de un avión de ala fija cuando se vuela en crucero.

La eficiencia de un rotor depende de su área. Por eso los pequeños multirrotores consumen tanta energía. En este artilugio se incrementa el área del disco rotor y se utilizan rotores de punta de pala lo que hace, como en el caso de los helicópteros con motores a reacción en punta de pala, que no necesite un sistema anti-par.

El artilugio ha sido bautizado como «Cyclone-rotor» por el inventor

Aprovechando las leyes de la naturaleza para un vuelo multi-rotor más eficiente. 300% más eficiente, para ser exactos. Este es un VTOL que tiene tres modos de vuelo: vuelo estacionario convencional, vuelo estacionario como ala rotatoria, más eficiente, y vuelo en avance, rápido.

Aumentar el área del disco del rotor agregando palas a los brazos y haciéndolo girar usando las hélices más pequeñas del dron reduce la pérdida de energía al arrastrar mientras se mantiene suficiente sustentación para el vuelo estacionario. Gracias, teoría del impulso.

Siempre quise construir un VTOL giratorio similar a otros inspirados en la hoja de arce. Esta plataforma me permitirá probar algunas estrategias de control nuevas y únicas para mantener el control desde un marco de referencia inercial fijo. También es único porque está diseñado específicamente para poder operar en cualquiera de los tres modos de vuelo. Vuelo hacia adelante para un crucero eficiente, giro para un vuelo estacionario y un ascenso eficientes, y vuelo estacionario regular para despegues y aterrizajes. Por lo tanto, no solo puede planear como un avión si hay un fallo en el motor, sino que también puede autorrotar si el fallo ocurre mientras está en vuelo estacionario.

Nicholas Rhem, el inventor

El inventor ha dejado los ficheros y otros detalles para que os lo podáis fabricar en HackAday.

Fuentes: publicación en LinkedIn del inventor.

El dilema de calidad vs cantidad y los enjambres de drones

Concepto de munición colaboradora «Golden Horde»

No es la primera vez que tratamos este tema en el blog, pero el masivo uso de drones sobre los cielos de Ucrania y la posible aparición de munición merodeadora nos ha llevado a volver a escribir sobre él.

Por Ignacio del Horno

La guerra ha cambiado pero las fuerzas aéreas se resisten a cambiar de modelo. Los pobres también pueden causar graves daños a los poderosos.

En aquellos lejanos días de la IIGM, el objetivo era fabricar el mayor número de aviones y lograr la supremacía aérea más por la fuerza de los números que por la pericia de los pilotos o por tener mejores aparatos.

Las fuerzas del Eje, se vieron forzados a lograr tan solo supremacías aéreas locales bien por sus experimentadísimos (y fatigados) pilotos o por inesperados nuevos avances de su ingeniería.

Así sucedió por un breve periodo de tiempo cuando el Focke Wulf Fw190A irrumpió en el canal frente al Spitfire MkV, el inicio de la campaña de Túnez hasta la rotura de la línea Mareth o con los Messerschmitt Me262 en los alrededores de Paderbörn con los ases a reacción de la JV44.

Este tipo de estrategia se basa en generar cada vez aviones más y más caros, que hacen las delicias de sus pilotos. Y ha sido el enfoque adoptado por las fuerzas “occidentales” desde el fin de la IIGM. ¡Qué rápido olvidaron que ganaron por número y no por calidad!

La guerra fría aérea tras la guerra de Corea tampoco fue un periodo especialmente estresante para las fuerzas aéreas. Es cierto que había bombarderos nucleares en el aire las 24 horas.

Pero en la gran mayoría de los casos, no realizaban ninguna misión de ataque. Si interceptaban, era raro que se llegara al combate aéreo y, sobre todo, no se volaba en grandes números. Es decir, había más pilotos que aparatos que pilotar disponibles.

Por otro lado, la gran mayoría de los altos mandos de las fuerzas aéreas, eran antiguos pilotos de caza. Y no nos engañemos: Un piloto es un niño grande que quiere juguetes cuanto más caros mejor. Un general del aire quiere proporcionar a sus chicos los aparatos más sofisticados siempre y sentirse orgulloso de sus poderosas máquinas.

En las últimas décadas, la balanza entre número y calidad está totalmente desequilibrada en favor de la calidad. Hasta el punto de ser innecesariamente caros.

Los números de las fuerzas aéreas de países desarrollados son tan reducidos que no son capaces ya de ser eficaces contra ataques en masa dispersos.

Hemos visto ejemplos claros en las columnas rusas volatilizadas con los pocos drones turcos Bayraktar adquiridos por los ucranianos. (5 millones de $ cada uno y son reutilizables). ¿Demasiado pequeños?¿Pasaron inadvertidos a las defensas rusas?¿No tenían firma infrarroja o de radar suficiente?¿Qué sentido tiene gastarse de 52 a 65 millones de $ por aparato en unos pocos Sukhoi Su35?

Pensad por un momento en esa columna de 60 km de vehículos parados camino de Kiev. Por el precio de un único Su35, Ucrania podría haber puesto en el aire de 10 a 13 escurridizos drones. ¿Y si esos drones tuvieran capacidad de intercepción?¿Está cualquier piloto humano capacitado para sobrevivir a una desventaja en el aire de 13 a 1 durante muchos días?Porque el piloto del dron se toma una pastilla y se va a dormir si le derriban, pero el piloto humano puede morir, ser capturado o en el mejor de los casos tardar unas horas en volver a la base.

El uso de los An-2 como señuelos o como UAVs no deja de ser un cambio inconsciente en la filosofía de las fuerzas aéreas.

Por un breve periodo de tiempo, hasta que la vieja guardia de los estados mayores sea reemplazada por nuevos teóricos, cualquier país pobre podrá causar graves daños a las fuerzas aéreas convencionales hegemónicas si son lo suficientemente rápidos produciendo “sus enjambres”.

Una vez alguna gran potencia sea humillada con esta nueva táctica, también los poderosos se dedicarán a la producción en masa.

El problema seguirá siendo la dificultad de derribar drones pequeños incluso por otros drones, lo cual obligará a regresar al concepto de pantalla antiaérea de artillería (o láser, como se está desarrollando) como en el pasado.

En cualquier caso, la era de los aparatos de combate hiper-tecnológicos ha llegado a su fin.

La industria presionará para que se haga poco a poco (como hizo la FIAT con su muy rentable pero inútil FIAT CR.42 durante toda la IIGM) pero el destino de la guerra tripulada en el aire está sellado.