15 octubre, 2010

La magia del rotor basculante: el avión convertible en helicóptero

La magia del rotor basculante: el avión convertible en helicóptero: "

Desde el punto de vista táctico las misiones que pueden desempeñar un avión de caza y un helicóptero de combate son muy diferentes. Mientras que un avión de caza de superioridad aérea se basa en su velocidad para infiltrarse en las líneas enemigas, la posibilidad de combatir lejos del alcance visual gracias a la ayuda del radar (combate BVR) para acabar pronto con el enemigo y volver tan rápido como ha llegado. Los cazas deben por lo general volar mucho más alto porque cuanto mayor sea la altura mayor es la ventaja en combate (el misil gasta menos combustible en maniobrar ya que no necesita remontar altura).


Un helicóptero de combate en cambio se mueve sigiloso, a baja altura, serpenteando entre las colinas y confiando en la vista de su piloto para detectar al enemigo y abatirlo enfrentándose a menudo contra convoyes con artillería antiaérea. Y más le vale volar bajo y confundirse con el terreno porque ahí arriba hay pájaros mucho más rápidos y poderosos que él.


Lo ideal sería poder contar con una aeronave capaz de desempeñar ambas funciones y si bien no existe tal artefacto al menos hoy en día es posible conseguir una aeronave capaz de comportarse como un avión de despliegue rápido de tropas con capacidad de ser transportado en el puente de un portaaviones y con el añadido de requerir muy poca pista (STOL) o ninguna (VTOL) para despegar y aterrizar.





En la actualidad los desarrollos en torno a aviones de caza con capacidad VTOL encuentran sus máximos exponentes en el archiconocido AV-8 Harrier (e incluso el Yak-38 soviético) que por su longevidad será remplazado por el elegido dentro del programa Joint Strike Fighter, el Lockheed Martin F-35 Lightning II que cuenta con un empuje vectorial que colocándose perpendicular al suelo es capaz de elevar la aeronave.



Sin embargo, el F-35 cuenta con el inconveniente de todas las aeronaves de ala fija: los planos que generan la sustentación se mueven junto a toda la aeronave. En un helicóptero esto no ocurre pues la pala es la que gira, no el cuerpo de la aeronave. Esto permite que la velocidad con respecto al suelo pueda ser 0 en el caso de un helicóptero. Por este motivo los helicópteros son perfectos para el despliegue rápido de tropas y para labores de logística sin requerir lanzamientos desde paracaídas.


Cuando el Department of Defense de los Estados Unidos puso en marcha el programa Joint-service Vertical take-off/landing Experimental en 1981 se buscaba una aeronave capaz de funcionar como un helicóptero y un avión, esto es, desarrollar un aeronave con rotor basculante (convertiplano) para la USAF ya había toda una historia detrás en la búsqueda de un aeronave con capacidades mixtas.


El primer prototipo de convertiplano data de los años 40. Recordemos que el primer autogiro (inventado por Juan de la Cierva) voló en 1923 con lo que los helicópteros estaban aún en pañales prácticamente. La USAF y la Armada de los EEUU se unieron para demostrar que el concepto de rotor basculante podría ser real. El resultado de estas investigaciones fue el Bell XV-3, en la imagen:



El Bell XV-3 fue la primera aeronave capaz de cambiar la orientación de sus rotores 90º, de horizontal a vertical. La idea era realmente simple. Se coge un motor, se inserta en el fuselaje. Entonces, se conectan a este motor dos ejes impulsores y se conectan al rotor que está montado sobre las alas. Las hélices del rotor son capaces de orientarse de horizontal a vertical. Y listo. Ya tienes un convertiplano.


El primer XV-3 voló el 11 de agosto de 1955. Y desde 1958 a 1962 esta aeronave fue capaz de completar más de 100 transiciones de helicóptero a avión y viceversa. Pero tras 250 vuelos y habiendo acumulado un total de 130 horas de vuelo el prototipo fue retirado. Pero sirvió para demostrar que el concepto de rotor basculante era viable y permitió recabar muchísima información para otro prototipo, el Bell XV-15.



El Bell XV-15 partía de la base del XV-3 pero con una modificación: hacer que el motor entero basculase, junto con el eje de transmisión y el rotor. La potencia iba directamente desde el motor a una caja reductora y al rotor, sin largos ejes propulsores. Aún había uno a lo largo de las alas para usar en caso de emergencia, por si se perdía potencia en uno de los rotores poder transferir potencia desde el otro en caso de fallo motor.


Fue presentado en 1971 pero su primer vuelo fue el 3 de mayo de 1977. El principal problema que tuvo que resolverse fue diseñar un motor capaz de funcionar tanto horizontal como verticalmente. El XV-15 demostró ser un prototipo bastanet fiable y participó en numerosos espectáculos aéreos incluyendo el Paris Air Show.


En Febrero de 1983 el equipo de Bell Boeing propuso una versión más grande del prototipo Bell XV-15 para responder al programa Joint-service Vertical take-off/landing Experimental (JVX) propuesto por el Department of Defense. Esto haría que el equipo de Bell Boeing desarrollara el primer convertiplano funcional capaz de entrar en servicio. El JXV se designó V-22 Osprey el 15 de enero de 1985 llegándose a construir un total de 6 prototipos.



El primero voló el 19 de marzo de 1989 en modo helicóptero y el 14 de septiembre de ese mismo año en modo ala fija. El camino no estuvo exento de dificultades pues los prototipos 4 y 5 se estrellaron en 1990 y 1991. El V-22 completó el programa de pruebas en junio de 2005. Este extenso programa incluía despliegues a gran distancia, gran altitud, desierto y operaciones embarcadas.



El 28 de septiembre de 2005 el Pentágono aprobó la producción del V-22 y un total de 458 unidades serán entregadas para la USAF, los marines y la Navy. El programa, que inicialmente contaba con un presupuesto de 2500 millones de dólares en 1988 alcanzó los 3000 millones. Se estima que el gasto total alcanzará los 3500 millones a término del programa. Y esto no ha estado exento de controversia, planteándose si realmente es necesario tanto gasto para los beneficios que pueda representar esta aeronave.


A continuación, el V-22 en cifras.


Tripulación

2 pilotos


Planta motriz

2 turbopropulsores Rolls-Royce AE 1107C-Liberty


Dimensiones

Envergadura: 25,55 m

Longitud: 17,48 m

Altura: 5,38 m


Peso

Vacío: 15032 kg

Peso máximo al despegue vertical: 23860 kg

Peso máximo al despegue corto: 24948 kg

Máximo: 27443 kg


Capacidades

Velocidad máxima: 560 km/h

Altura máxima (techo): 7925 m

Velocidad de ascenso: 332m/min

Alcance: 1627 km


Armamento

Interno: 8463 kg de carga útil, hasta 24 soldados.


Variantes

CV-22A para la fuerza aérea utilizado como transporte desde tierra.

HV-22 para la Navy pensado en rescate en combate y despliegue de equipos especiales.

MV-22B para el transporte de marines.

CV-22B de gran alcance para operaciones especiales, para el Special Command Operations de los Estados Unidos.


Detalle del cockpit del MV-22B. Puede observarse que los controles son más parecidos a los de un helicóptero que a los de un avión.



Infografía sobre el V-22



Ah, y si queréis “destripar” el V-22 por dentro en este link tenéis 198 detalles que curiosear.


Añado este video que ha puesto krollspell en Menéame donde se observa la transición del V-22 de configuración vertical a horizontal, en vuelo:



Referencias:



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