Son muchos los diseños de UAV capaces de despegar y aterrizar verticalmente y volar como un avión de ala fija. Son muchos los conceptos que se han probado para solucionar este problema, desde los tail-sitter a los rotores basculantes o simplemente los que combinan en una misma célula los rotores del multirrotor y el ala fija, y arrastran la resistencia de los rotores parados durante su vuelo horizontal.
PteroDynamics ha optado por una solución de rotor y ala basculante original. Ha tomado la configuración de ala plegable que patentó en su día Fairey, que permite plegar las alas a lo largo del fuselaje con una sola articulación, cuyo eje está en una dirección oblicua, y hace que su borde de ataque quede hacia arriba, y ha mezclado esta solución con cuatro rotores que doblan como propulsores durante el vuelo horizontal y el vuelo vertical, facilitando la transición entre ambos modos.
El mecanismo de Fairey es muy similar al de Grumman, solo que en el último caso el borde de ataque queda orientado hacia abajo, por lo que no se puede modificar para crear aeronaves VTOL.
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.
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.
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.
El programa Ancillarybusca 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.
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.
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.
