El programa de demostración de propulsión de aeronaves híbridas eléctricas conocido como SHEPARD ha recibido su designación oficial de avión experimental: XRQ-73.
SHEPARD es un programa experimental que aprovecha la arquitectura de propulsión híbrida eléctrica y algunas de las tecnologías de componentes del proyecto anterior Great Horned Owl de AFRL y IARPA. Además el programa, para reducir riesgos de desarrollo y acortar tiempos, pretende reutilizar todas las tecnologías ya conocidas y disponibles o desarrolladas para otros programas de DARPA, integrándolos para desarrollar un vehículo nuevo.
Evolución desde el programa anterior XRQ-72A a XRQ-73
El diseño es de ala volante, muy similar a los ya conocidos, con puntas de plano con un diedro marcadamente distinto al del resto del ala, posiblemente para mejorar estabilidad y control. Aunque en una imagen más antigua, sobre estas líneas, cuenta con cuatro entradas de aire (o una grande con muchos dientes de sierra), mientras que la última imagen de la nota de prensa más reciente, la primera de esta entrada, muestra dos tomas de aire claramente diferenciadas.
Más allá de que la propulsión es híbrida-eléctrica, como un «Prius con alas», no han trascendido más detalles de la misma. Sí se sabe que su predecesor contaba con un par de motores que actuaban como generadores y que movían cuatro motores situados sobre el ala, lo que hacía que el diseño no tuviera nada de furtivo, aunque las hélices entubadas sí sugieren un diseño silencioso.
El contratista principal para SHEPARD es Northrop Grumman Corporation. Scaled Composites, es un proveedor importante, junto con Cornerstone Research Group, Brayton Energy, PC Krause and Associates y EaglePicher Technologies.
La presencia de los contratistas garantizan el uso extensivo de materiales compuestos, así como larga experiencia en alas volantes.
El equipo de DARPA incluye miembros del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea (AFRL), la Oficina de Investigación Naval (ONR) y nuestros combatientes.
Se espera que el avión XRQ-73, clasificado como un UAS de Grupo 3 con un peso aproximado de 1,250 libras (567.5kg), realice su primer vuelo a finales de 2024.
Así es como hoy día muchos llaman de forma un tanto despectiva a los controladores de los UAVs. Pero éste no es un titular de hoy en día, sino ¡de 1947!
El artículo apareció en el número de febrero de 1947 de Modern Mechanix:
PILOTOS DE SILLÓN (Modern Mechanix, febrero de 1947)
Vuelan aviones con cajas que emiten pitidos. No son realmente pilotos de sillón, porque nunca vuelan desde sillones; es más probable que estén en jeeps o en aviones nodriza. Pero el nombre encaja, de alguna manera, porque estos muchachos nunca están cerca de los aviones que están volando. Son los pilotos por radio de las Fuerzas Aéreas del Ejército (USAAF(1)). Moviendo palancas en pequeñas cajas de cinco libras, controlan enormes, gigantes cuatrimotores que pueden estar a 50 millas de distancia detrás de un banco de nubes.
En su forma actual, el vuelo por radiocontrol es así: la pequeña caja del piloto tiene una pequeña «palanca» y un acelerador, muchos interruptores y un visor de televisión. Está conectado a un transmisor que envía las instrucciones del piloto al avión controlado de forma remota; enviando 10 señales moduladas diferentes, puede controlar 10 funciones de vuelo diferentes. En el avión, además del receptor y el aparato para convertir las instrucciones de la señal de radio en acción, hay un transmisor de televisión que puede mostrar el panel de instrumentos o, a elección del piloto remoto, mirar a través del parabrisas.
Debido a que emite sonidos parecidos a pitidos, la caja de control se llama “caja de pitidos”. El avión controlado se conoce como «bebé», probablemente porque generalmente hay un avión nodriza flotando cerca de él.
Eso es todo, excepto que el pilotaje remoto no es fácil. En el pequeño mando en la caja de control no se tiene la sensación que da un joystick normal, y «volar por las sensaciones en el culo» está naturalmente fuera de la ecuación. Además, debido a que el bebé realmente está siendo pilotado por su propio piloto automático, que recibe las «correcciones» de la caja de pitidos, hay un retraso en su respuesta (2). Esto genera una tendencia al sotre-control que hace que comience un movimiento de sube y baja cada vez mayor(3). Así que los pilotos remotos aprenden primero a manejarse en los PQ-14, pequeños aviones-blancos aéreo, que no solo son más fáciles de manejar sino también un poco más prescindibles que los B-17 Flying Fortresses. Después de familiarizarse con la caja de pitidos, toman el control de los aviones más grandes. Eventualmente, son capaces de despegar, maniobrar y aterrizar B-17 no tripulados.
Si hubiera otra guerra, no hay duda de lo que estos muchachos estarán haciendo. En tiempos de paz, los pilotos de salón enviarán aviones sin piloto a los huracanes para obtener nuevos datos meteorológicos, probarán nuevos aviones supersónicos y pilotarán aviones blanco para practicar con armas antiaéreas.
Notas
(1) Aeronautical Division, Signal Corps (1 agosto 1907 – 18 julio 1914); Aviation Section, Signal Corps (18 julio 1914 – 20 mayo 1918); Division of Military Aeronautics (20 mayo 1918 – 24 mayo 1918); U.S. Army Air Service (24 mayo 1918 – 2 julio 1926); U.S. Army Air Corps (2 julio 1926 – 20 junio 1941); U.S. Army Air Forces (20 junio 1941 – 18 septiembre 1947)
(2) Es un problema bien conocido, y cuanto más lejos está el avión controlado de forma remota, más retraso en recibir las órdenes, y con más antelación hay que preveer las acciones del avión.
Una aeronave VTOL es aquella que despega y aterriza en vertical. Y hay muchas formas de lograrlo, bien con alas rotatorias, como los helicópteros, bien con rotores basculantes como los convertiplanos… Y, como todo diseño, cada cual tiene sus ventajas y desventajas.
Los tail-sitter son aquellas aeronaves VTOL que despegan desde una posición morro arriba, sentadas en su cola. Son, posiblemente de los diseños más antiguos que hay, por su simplicidad.
Ya sabemos que los helicópteros, siendo una excelente máquina VTOL, tiene como inconvenientes su elevado consumo y su limitada velocidad de crucero.
Los convertiplanos tienen como desventaja la complejidad de los mecanismos para bascular el rotor, los problemas estructurales que introduce la precesión giroscópica del mismo, y el coste que tienen, amén de la resistencia aerodinámica y los efectos que tiene el que el ala esté en perpendicular del flujo del aire de los rotores durante el vuelo «como helicóptero», salvo que el ala entera pivote, y no solo los rotores, lo que trae otro montón de problemas.
Los tail-sitter carecen de todos estos problemas. Son aeronaves «convencionales», con un par de rotores más grandes, lo suficiente como para dar un empuje igual al peso y levantar toda la aeronave y su carga de pago, pero no tiene ningún tipo de mecanismo adicional que haga pivotar los rotores. Es toda la aeronave la que rota sobre su eje de cabeceo hasta alcanzar la posiciòn horizontal de vuelo. De este modo puede conseguir mayores velocidades que los helicópteros, con mucho menor consumo, sin los problemas de los rotores basculantes que ya hemos mencionado.
Y si son tan buena solución de diseño, ¿cómo es que no tenemos los buques de nuestras armadas llenos de ellos? Porque hasta ahora se han probado tripulados. Y el mayor problema de estas aeronaves es su operación tripulada. ¿Os imagináis al piloto aterrizando con la mano en el respaldo del asiento del copiloto y mirando hacia atrás por encima del hombro? De hecho hay muchos proyectos históricos que fracasaron, entre otros motivos por este, como por ejemplo el Convair Pogo.
Pero ahora, que es la era de las aeronaves no tripuladas, puede ser su momento. Tan solo necesitan un sistema de control de ciclo cerrado y caracterizar adecuadamente las leyes que gobiernan su vuelo. Y eso es lo que va a hacer Sikorsky con esta aeronave para DARPA.
Sikorsky, una compañía de Lockheed Martin (NYSE: LMT), está llevando a cabo pruebas de vuelo para perfeccionar las leyes de control y la aerodinámica de un novedoso sistema aéreo no tripulado de despegue y aterrizaje vertical (VTOL / UAS). Las pruebas de vuelo tienen como objetivo demostrar la eficiencia y escalabilidad de una configuración de doble rotor y ‘ala soplada por rotor’ que se coloca en posición vertical para despegar y aterrizar como un helicóptero, y transita fácilmente a un vuelo horizontal hacia adelante para misiones de larga duración, como inteligencia, vigilancia, reconocimiento y designación de objetivos.
Las pruebas de vuelo en curso respaldan la iniciativa Ancillary de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada en Defensa (DARPA), que busca desarrollar un UAS VTOL X-Plane de Clase 3 que pueda operar en la mayoría de las condiciones climáticas desde cubiertas de barcos y superficies no preparadas sin infraestructura. Sikorsky es uno de varios competidores seleccionados para avanzar sus diseños conceptuales de UAS a la siguiente fase de desarrollo.
El término ‘ala soplada por rotor’ se refiere al flujo constante de aire procedente de las hhélices y que fluye a través del ala. Sikorsky eligió el diseño para reducir la resistencia en el ala en modo de hover y al transicionar al vuelo hacia adelante, y para aumentar la eficiencia de crucero y la resistencia.
El diseño es solo una de las muchas formas en que Sikorsky está avanzando en tecnologías e innovaciones de Seguridad del Siglo XXI®, dijo Igor Cherepinsky, director del grupo de prototipos rápidos Sikorsky Innovations.
«Las pruebas de vuelo están en curso para verificar que nuestro UAS de ala soplada por rotor de posición vertical pueda despegar y aterrizar verticalmente con alta estabilidad, y volar eficientemente en ala», dijo Cherepinsky. «Los habilitadores clave para la maniobrabilidad de vuelo y la escalabilidad del vehículo en el futuro son nuestro sistema de control de vuelo de autonomía MATRIX, y un sistema de rotor articulado similar a los de los helicópteros tradicionales».
Para las pruebas de vuelo que se están llevando a cabo actualmente, Sikorsky está volando un vehículo de prueba alimentado por una batería. Si es seleccionado para producir un vehículo aéreo para una futura fase ANCILLARY, Sikorsky planea construir una versión híbrida-eléctrica de 300 libras que incluya una carga útil ISR de 60 libras.
Sikorsky Innovations se formó en 2010 para superar los desafíos tecnológicos de la velocidad, autonomía e inteligencia de las alas giratorias, Aprende más sobre los logros del equipo de ingeniería en velocidad e inteligencia, y su enfoque actual en la electrificación y UAS VTOL para apoyar las misiones de Seguridad del Siglo XXI®.
No es la primera vez que hablamos de helicópteros tripulados convertidos en no tripulados u opcionalmente tripulados en el blog. Pero posiblemente sea la primera vez que hablamos de uno de Airbus militar y para los Estados Unidos. Como comentamos no hace mucho en Linkedin, la guerra de Ucrania ha cambiado mucho la percepción de los helicópteros en guerra, tanto que se ha cancelado el programa FARA, y es normal que se potencie sus versiones no tripuladas. Y las fuerzas armadas de USA ya probaron en servicio, incluso en Afganistan, una versión no tripulada del Kaman K-MAX, como aeronave para transportar carga. Tambiñen han ensayado profusamente el MQ-8C Firescout, una conversión del Bell 407.
Y en este imparable avance en la introducción de tecnología que convierte en aeronaves no tripuladas las que han de llevar a cargo las misiones peligrosas, «sucias» (con riesgo NBQ) o tediosas, tras conversiones de otros grandes fabricantes de helicópteros, ha llegado el turno del Lakota de Airbus.
El Comando de Sistemas Aéreos Navales de los Estados Unidos (NAVAIR), en nombre del Cuerpo de Marines de los Estados Unidos (USMC), ha firmado un contrato con Airbus US para adquirir una versión no tripulada de su UH-72 Lakota, anunció la empresa el 14 de mayo.
Los helicópteros están siendo considerados para el programa de Aerial Logistics Connector del USMC. Se espera que los helicópteros no tripulados se sometan a pruebas, en competencia con otras aeronaves, de las que aún no tenemos noticias, aunque no sería raro ver a Sikorsky con su sistema de control Matrix. Se espera una selección final poco después.
El trabajo en el concepto de UH-72 no tripulado ha estado en curso durante aproximadamente un año, dijo Carl Forsling, director senior de desarrollo de negocios y estrategia de Airbus, a Janes el 1 de mayo en la convención Modern Day Marine 2024 en Washington, DC, donde se mostró un modelo del concepto.
El programa de Aerial Logistics Connector es uno de los tres programas de evaluación de VTOLs para el USMC, que busca mejorar sus capacidades de cara a los conflictos del futuro. El servicio seleccionó el TRV-150C de Survice Engineering Company para logística a nivel de escuadrón ( Sistema de Aeronaves no Tripuladas de Reabastecimiento Táctico — TRUAS). Para el programa de Vehículo de Reabastecimiento Medio probará otras dos aeronaves no tripuladas, Kargo de Kaman(del que os hablamos aquí), y el Chaparral de Leidos y Elroy Air, para el programa de Vehículo de Reabastecimiento Aéreo Medio – Logística Expedicionaria (MARV-EL).
El B-21 es el «bombardero del futuro» de la USAF, desarrollado por Northrop-Grumman, para reemplazar a los B-1 y B-2, ¡pero no a los B-52!. Como era de esperar en un programa de avión furtivo, ha estado envuelto de un secretismo total, y las fotos se han ido liberando con cuentagotas. Hasta que se presentó en sociedad y realizó su primer vuelo, y por fin los spotters más privilegiados inundaron las redes con sus capturas. Y ayer la USAF liberó tres fotos más, tomadas durante la campaña de ensayos en vuelo, junto con esta nota de prensa.
B-21 Raider continúa las pruebas de vuelo y la producción
Tras su presentación formal, el 2 de diciembre de 2022, el B-21 Raider comenzó las pruebas de vuelo en la Base de la Fuerza Aérea Edwards, donde continúa avanzando para convertirse en la columna vertebral de la flota de bombarderos de la Fuerza Aérea de EE.UU.
Durante su declaración ante el Comité de Servicios Armados del Senado, Andrew Hunter, subsecretario de Adquisiciones, Tecnología y Logística de la Fuerza Aérea, destacó que las pruebas de vuelo del B-21 están en camino de cumplir con los plazos y entregarse al caza el 8 de mayo.
«El programa de pruebas de vuelo está avanzando bien», dijo Hunter en respuesta a una pregunta sobre el programa B-21. «Está haciendo aquello para lo que están diseñados los programas de pruebas de vuelo, lo que nos ayuda a conocer las características únicas de esta plataforma, pero de una manera muy, muy efectiva».
Hunter explicó que este es el primer avión que es más digital que no, lo que contribuye a que el programa cumpla con los requisitos.
El B-21 es un bombardero furtivo, de largo alcance y con alta capacidad de supervivencia que reemplazará gradualmente a los bombarderos B-1 y B-2 y desempeñará un papel importante en el apoyo a los objetivos de seguridad nacional y la seguridad de los aliados y socios de Estados Unidos en todo el mundo.
El sistema de armas B-21 se fabrica según el contrato de la Fuerza Aérea con Northrop Grumman. Está diseñado con una arquitectura de sistemas abierta, lo que permite la rápida inserción de tecnologías maduras y permite que la aeronave siga siendo eficaz a medida que las amenazas evolucionan con el tiempo. Se espera que el avión entre en servicio a mediados de la década de 2020 con un objetivo de producción de un mínimo de 100 aviones.
La Oficina de Capacidades Rápidas de la Fuerza Aérea gestiona el programa de adquisiciones, centrándose en hacer que los aviones de prueba sean lo más representativos posible de la producción. Los aviones de prueba se construyen en la misma línea de fabricación y utilizan la misma tripulación y herramientas que se utilizarán en la producción final.
La estrategia de AFRCO incluye construir aviones de prueba lo más representativos posible de la producción. En lugar de un enfoque de prototipo de vuelo tradicional, los aviones de prueba B-21 se construyen incluyendo sistemas de misión utilizando los mismos procesos de fabricación y herramientas que los aviones de producción. Este enfoque en desarrollo sentó las bases para que la producción comenzara más rápidamente.
Cuando el B-21 entre en servicio, Ellsworth AFB, Dakota del Sur, será la primera base de operaciones principal del B-21 y la ubicación de la unidad de entrenamiento formal. Whiteman AFB, Missouri, y Dyess AFB, Texas, son las ubicaciones preferidas para las bases restantes y recibirán aviones a medida que estén disponibles.
