Etiqueta: VTOL

Publicado el

Kaman construirá un prototipo de drone de transporte militar

Si bien no vemos tan claro que los drones de transporte tengan su utilidad en el ámbito civil, por sus precios y peligros potenciales asociados, sí tenemos claro que son más que útiles en la logística militar, pues son una forma ágil y rápida de proporcionar suministros en puntos clave y potencialmente inaccesibles. De hecho, han pasado soluciones similares por este blog desde el VSTAR de 2008, o que el coche volador de DARPA Transformer TX se convirtiera en un proyecto de drone de carga VTOL. Kaman, además, cuenta con experiencia operativa en este tipo de vehículos aéreos no tripulados, de carga, gracias a su K-Max.

Mientras tanto, Airbus ha probado su propio prototipo a escala de drone de transporte militar durante unas maniobras de la marina portuguesa.

Nota de prensa de Kaman

Kaman seleccionado para construir el prototipo UAS de carga para los marines de EE. UU.

Kaman Air Vehicles, una división de Kaman Corporation (NYSE: KAMN) anunció el 10 de octubre que ha sido seleccionado para construir un prototipo de UAS logístico para el Cuerpo de Marines de los Estados Unidos. Kaman construirá una versión militar de su KARGO UAV. KARGO UAV transporta hasta 800 libras (363kg) de carga útil y está diseñado para operar en entornos austeros.

El proyecto USMC está siendo administrado por NAVAIR PMA-263 bajo el programa de Sistemas de Logística No Tripulados Medios – Aire (MULS-A). Una vez que se construya el prototipo, KARGO UAV completará una evaluación de capacidad de usuario de campo realizada en un entorno de prueba relevante desde el punto de vista operativo.

Kaman comenzó el desarrollo de su KARGO UAV el año pasado y voló un demostrador a escala en el otoño de 2021 para probar el concepto. Se está construyendo un demostrador a gran escala y el primer vuelo está programado para finales de este año.

“Hemos estado investigando las necesidades logísticas expedicionaria durante algún tiempo”, dijo Carroll Lane, presidente del segmento de productos de precisión de Kaman. “Y estamos encantados de ver que nuestros esfuerzos enfocados en I+D para proporcionar un vehículo logístico asequible, confiable y mantenible se alinean con un programa tan importante como MULS-A”.

Construido teniendo en cuenta el concepto operativo futuro de los Marines, KARGO UAV ofrece un diseño resistente, optimizado para el empleo expedicionario, y un tamaño compacto, que le permite ser transportado en un contenedor de envío CONEX estándar. Está diseñado para ser descargado y operado por tan solo dos personas.

Publicado el

La FAA publica una guía para el diseño de los vertipuertos

La FAA ha dado un paso más para intentar facilitar la llegada de la movilidad aérea urbana o movilidad aérea avanzada (AAM – Advanced Air Mobility) con la emisión de las nuevas pautas para vertipuertos, firmadas el 21 de septiembre de 2022, que incluyen elementos de diseño para el uso de eVTOL y estándares para infraestructura eléctrica y de carga.

La FAA avisa de que la guía es provisional y se actualizará a medida que se desarrollen datos, análisis y aeronaves y operaciones VTOL en el futuro.

En este momento, la FAA no tiene suficientes datos validados de rendimiento (prestaciones, seguridad, etc) de aeronaves VTOL, y necesariamente está adoptando un enfoque conservador con las recomendaciones de este Engineering Brieffing. Se espera que la guía de diseño de vertipuertos evolucione hacia un estándar de diseño basado en el rendimiento y, potencialmente, con las aeronaves agrupadas en función de sus por sus características.

FAA

Con la expectativa de que los operadores de VTOL operen en áreas rurales, urbanas y suburbanas, los estándares de diseño abordan los requisitos para agregar vertipuertos a aeropuertos ya existentes, la creación de otros nuevos, así como también para aquellos que pueden desarrollarse sobre edificios u otras estructuras existentes.

Aunque las prestaciones que han demostrado tener hasta ahora los eVTOL son similares a las de los helicópteros, hay poca experiencia en su operación, y pocos datos acerca de la turbulencia provocada aguas abajo de su rotor o su maniobrabilidad. Y, aunque las estructuras existentes más similares a los vertipuertos son los helipuertos, éstos no tienen en cuenta algunas características de los nuevos eVTOL, como por ejemplo el hecho de que se espera que los eVTOL sean no tripulados, o la necesidad de espacio extra para maniobrar con alas que pueden sobresalir de la huella del disco de un rotor, necesidades especiales para fuegos eléctricos de grandes baterías, o dispositivos de carga para las mismas así como los elementos de seguridad asociados a ellos. Por estos motivos se ha decidido la creación de una nueva guía y no tratarlos como helipuertos.

Los estándares y la guía brindan información que los diseñadores y constructores deben seguir para garantizar despegues y aterrizajes seguros, dijo la agencia, y agregó que la guía está destinada a instalaciones que acomodan aeronaves con un peso máximo de despegue de 12,500 libras (5670kg) o menos y que puedan volar a punto fijo sin necesidad de estar en efecto suelo.

Estos incluyen geometría crítica para la seguridad y elementos de diseño, como las dimensiones de las áreas de aterrizaje y despegue del vertipuerto, y sus servidumbres de seguridad, el espacio aéreo adicional necesario para las rutas de aproximación y salida, y la capacidad de carga, señalando que anticipa la posibilidad de una alta tasa de operaciones en muchos vertipuertos en el futuro.

Además, las pautas abordan la iluminación, el marcado y las ayudas visuales para garantizar que la instalación sea visible como un vertipuerto. Se incluyen estándares y pautas de seguridad iniciales para la infraestructura eléctrica y de carga. Se indica que los vertipuertos que hagan doble función como helipuerto y vertipuerto se marcarán como los segundos y seguirán la guía de los segundos.

No se incluye, por ejemplo, carreteo e indica que, mientras se estudia mejor y no se tengan más datos de esta parte de la operación de un eVTOL, se han de seguir lo publicado para helicópteros en helipuertos.

Nuestro país está entrando en una nueva era de la aviación. Estos estándares de diseño de vertipuerto proporcionan la base necesaria para comenzar a construir infraestructura de manera segura en esta nueva era.

Shannetta Griffin, administradora asociada de aeropuertos de la FAA

En Europa, la EASA publicó en marzo de 2022 un prototipo de especificación técnica para el diseño de vertipuertos.

Fuentes

Nota de prensa

Guía para el desarrollo de vertipuertos de la FAA [PDF]

Publicado el

DARPA lanza nuevo avión X: un VTOL embarcado

El programa Ancillary busca un avión experimental VTOL, y tiene como objetivo desarrollar y demostrar en vuelo las tecnologías críticas requeridas para dar un salto adelante en los aviones de despegue y aterrizaje vertical (VTOL), haciendo hincapié en su bajo peso en vacío y su alta carga útil, además de largos radio y autonomía.

El objetivo es construir un avión que pueda despegar desde las cubiertas de los barcos y pequeñas ubicaciones terrestres, en austeras en condiciones y climatología adversa, sin el equipo auxiliar de lanzamiento y recuperación que normalmente se necesita para estos sistemas.

Según Steve Komadina, el jefe del programa Ancillary:

Muchas empresas tradicionalmente no aeronáuticas han impulsado recientemente grandes inversiones en investigación de eVTOL, con configuraciones innovadoras, y en el desarrollo de su control de vuelo. Los avances en los sistemas de propulsión pequeños, las baterías de bajo peso y alta capacidad, las celdas de combustible, los materiales, la electrónica y la fabricación aditiva de bajo costo podrían permitir que se exploren nuevas arquitecturas y diseños en este espacio comercial.

ANCILLARY planea utilizar un enfoque multidisciplinar, que reunirá desarrollos de control avanzado, modelado aerodinámico y propulsión avanzada para resolver una combinación de objetivos de diseño desafiantes.

El próximo Día de los Proponentes y Expo el 20 de septiembre de 2022 no solo reunirá a los fabricantes de aviones tradicionales, sino también a los contratistas militares no tradicionales que han estado investigando soluciones comerciales VTOL.

Fuente: DARPA

Publicado el

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.

Publicado el

Piasecki espera ser quien vuele el primer helicóptero híbrido H2-eléctrico

Imagen artística del PA-890

Piasecki es conocido por ser pionero en sus desarrollos de helicópteros compuestos, aquellos que para aumentar su velocidad de crucero tienen una o más hélices que impulsan hacia adelante el helicóptero. Y ahora quieren ser pioneros en los helicópteros con hidrógeno, en concreto en los helicópteros híbridos hidrógeno-eléctrico, volando el primer helicóptero tripulado alimentado con una pila de hidrógeno.

Durante el último Vertical Flight Society H-2 Aero Symposium & Workshop, John Piasecki, su CEO y presidente, anunció que espera que el primer vuelo de su helicóptero compuesto PA-890 se produzca en 2023, y que su objetivo de certificación es 2024.

El hidrógeno

Según ha dicho Piasecki, hay tres tecnologías que pueden permitir descarbonizar la aviación: el hidrógeno, las baterías y el combustible sostenible (conocido por sus siglas en inglés SAF).

Piasecki explicó que las baterías se habían caído de sus diseños por varios motivos, principalmente su coste y no cumplir con los requerimientos necesarios para las misiones de sus aeronaves, en definitiva, el ya conocido problema de que no pueden almacenar suficiente energía con un peso razonable.

Comparación de alcance objetivo para los diseños de Piasecky, de costes de operación, y de descenso de emisiones, según las distintas fuentes de energía

Además apuestan por la tecnología de la pila de hidrógeno, en lugar de utilizarlo directamente como combustible de un motor de explosión, porque minimiza el número de piezas rotando y vibrando en el helicóptero, y también simplifica la distribución de potencia, eliminando los pesados árboles de transmisión y cajas de engranajes.

Además la pila de hidrógeno permite una mejor respuesta a la hora del repostaje, más rápido que las baterías tradicionales.

En cuanto a otros estudios, adaptar a los operadores a estas aeronaves va a requerir formación en cuanto a manejo de estas células, un cambio en la logística del combustible, desde su distribución a su almacenamiento y su suministro a la aeronave, un cambio en las señalizaciones de peligro en las instalaciones…

Según la presentación de Piasecki, la percepción del público parece que va cambiando. Por fin parece que van olvidando del Hindenburg y comprenden que la propuesta de helicóptero con pila de hidrógeno nada tiene que ver con los Zeppelines, que el hidrógeno no es peligroso, e incluso es más seguro que el petróleo y sus derivados en muchos aspectos.

Las baterías de hidrógeno están siendo desarrolladas por HyPoint. El PA-890 pretende montar las HyPoint SPM20. Cada una de las células puede proporcionar 20kW de pico de potencia. Una batería de células de hidrógeno instaladas en el centro del fuselaje (cerca del centro de gravedad de la aeronave) suministrarían 560kW de potencia.

El hidrógeno se almacena en sendos tanques, que a 700 bares de presión contendrían 19.3kg de hidrógeno cada uno.

La aeronave

El PA-890 es un helicóptero compuesto con rotor de giro , con una hélice impulsora que aumenta su velocidad en vuelo. Los helicópteros, si bien tienen la virtud de poder volar a punto fijo y aterrizar en vertical en lugares confinados, tienen una velocidad de crucero limitada por el propio rotor: la velocidad de avance del helicópteor combinada con la de rotación de las palas hacen que éstas entren en régimen sónico, limitando de ese modo la velocidad máxima que se puede alcanzar. El diseño, ya probado por Piasecki, de helicóptero compuesto trata de solventarlo utilizando distintas soluciones técnicas:

  • La hélice trasera impulsa el helicóptero hacia adelante, aumentando la velocidad de crucero
  • El ala descarga el rotor, haciendo que no toda la sustentación dependa de éste. Además pivota sobre su encastre, situándose en posición vertical, para reducir la resistencia durante despegues, aterrizajes y vuelos a punto fijo.
  • El rotor, al estar descargado de dar toda la sustentación, puede reducir su velocidad de rotación, permitiendo de este modo retrasar el punto en el que la composición de velocidades de avance y rotación se vuelve sónica, y aumentando así la velocidad límite de crucero de un ala rotatoria.

El PA-890 no está destinado al mercado de la movilidad aérea urbana. Se va a certificar bajo FAA parte 27, con lo que se espera que su certificación sea más rápida y convencional que la de cualquier aparato eVTOL. Su mercado objetivo son los tradicionales de los helicópteros medios (vuelos medicalizados, policía, enlace con plataformas petrolíferas, etc), y como secundario la movilidad aérea urbana.

Fuentes

Funciona gracias a WordPress