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EQUIPOS
LA REVOLUCION DEL ROTOR
Por Graham Warwick
Los rotores adaptados podrían incrementar el desempeño, reducir los
ruidos, prolongar la vida útil y revigorizar la industria norteamericana de las
aeronaves con rotores.
espués de años de
abandono, la tecnología
norteamericana para las
aeronaves con rotores
va a recibir un impulso
mediante un programa
de investigación del Pentágono, cuyo
objetivo es ofrecer un rotor con un diseño diferente que ofrece una capacidad
de carga y alcance sustancialmente
superiores, con una significativa reducción del ruido y las vibraciones.
Son tres los equipos a los que
se adjudicaron contratos para la fase
inicial del Rotor Adaptado para Misiones (MAR = Mission Adaptive Rotor),
de la Agencia para Proyectos de
Investigación de Avanzada del área de
Defensa (DARPA = Defense Advanced
Research Projects Agency ). Los
gerentes del programa planean volar
un rotor adaptado para el año 2018, de
modo de alistar la tecnología para el
próximo programa de la aeronave con
rotor del Ejército Norteamericano.
Los equipos de rotores
basculantes de Boeing, Sikorsky y Bell
Boeing recibieron contratos para la
Fase 1, con una duración de 16 meses,
para evaluar un amplio rango de
tecnologías adaptables al rotor y
desarrollar diseños para alcanzar un
Darpa considera que rápidamente la tecnología del rotor adaptado encontrará clientes interesados, a diferencia de la aeronave
con rotor no tripulada, armada para combate, que si bien no logró interesar a los servicios norteamericanos, lentamente se está
haciendo realidad.
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sistema de rotor sin condicionamientos
de diseño (Clean Sheet) que pueda
volar en una aeronave existente.
La adaptación de todos los
atributos de las aspas se encuentran
sobre la mesa: giro, superficie de
sustentación, profundidad del ala,
rigidez, rpm, etc. Hay muchas tecnologías disponibles; se trata de
desarrollar múltiples tecnologías
adaptables que se complementen unas
a otras, sostuvo Daniel Newman,
gerente del programa MAR de Darpa.
Newman agregó que el diseño
de los rotores ha permanecido
mayormente sin cambios desde que la
generación actual de los helicópteros
militares se introdujo en las décadas
del 60 y 70. Si bien el Departamento
de Defensa ha hecho importantes
inversiones en la tecnología de los
aviones de combate hasta alcanzar la
quinta generación de F-22 y F.35, no
se ha hecho ninguna inversión en
helicópteros que se encuentran en el
equivalente al F-4 Phantom, finalizó
Newman.
El desafío ha sido desarrollar
una nueva tecnología para rotores, ya
que la mayoría de ellos son modificaciones y los pocos diseños totalmente novedosos han sido remisos a
los riesgos. El MAR es un rotor
totalmente nuevo, sin condicionamientos de diseño, y muchas menos limitaciones.
Las alas de la aeronave distan
de ser fijas, con flaps móviles y
curvatura variable que le permiten
modificar en vuelo las características
de sustentación y arrastre. Las alas se
han construido de manera tal que se
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pueden modificar en cuanto a su
superficie, profundidad del ala,
envergadura o barrido. Por el contrario,
las características aerodinámicas y
geométricas del aspa de un rotor son
fijas y nunca se modifican.
El objetivo de MAR es un rotor
que pueda cambiar su configuración
antes de una misión y en vuelo, entre
los segmentos de la misión y con cada
revolución. La adaptación para las
aeronaves con rotores es una gran
oportunidad ya que las aspas
presentan una gran variedad de
condiciones de vuelo y se pueden
adaptar entre los segmentos de las
misiones y también alrededor del
acimut del rotor, sostuvo Newman.
En un rotor adaptado, las
aspas pueden modificar su longitud,
barrido, profundidad del ala, comba,
forma del extremo, giro, rigidez,
velocidad de rotación u otros atributos.
Newman agregó que la tecnología de
adaptación estará disponible para
cualquier rotor, incluyendo los
basculantes, los de cola, hélices y
motores turborotativos.
Si bien los equipos industriales
se muestran renuentes a informar
sobre el desarrollo del MAR, Sikorsky
señaló que las aplicaciones del iPhone
le permitirían al piloto seleccionar bajo
sonido, gran agilidad, vuelo sereno u
otras modalidades simplemente
tocando un ícono en la pantalla de la
cabina.
Los objetivos del MAR son
ambiciosos: incrementar la carga útil
un 30% y el alcance un 40% y reducir
el alcance de la detección acústica del
rotor un 50% y la vibración un 90%, en
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comparación con un rotor no adaptado,
o convencional. El propósito de DARPA
es alcanzar toda la métrica simultáneamente, reconociendo que se
pueden lograr ciertas combinaciones,
agregó Newman.
zar los objetivos del programa sin
degradación y al mismo tiempo mejorar
otros valores métricos de las
aeronaves con rotores, tales como
velocidad, agilidad, confiabilidad y
compatibilidad embarcada.
Las industrias respaldan la
iniciativa. Numerosos integrantes del
gobierno, la industria y academias
consideran que la investigación
vinculada a la tecnología de los rotores
es un avance importante hacia el
desempeño perfeccionado dinámicamente y la reducción de la vibración y
ruidos de los rotores, sostuvo Rhett
Flatter, director ejecutivo de AHS International. El Departamento de Defensa
pretende mejorar el alcance, la
velocidad y la capacidad de carga útil,
así como también la seguridad y la
supervivencia. Al menos en los
papeles, el programa MAR trata
muchas de estas necesidades.
Debido a que estos objetivos
son difíciles de alcanzar, Newman
agregó que Darpa decidió emitir un
amplio anuncio de la agencia, en lugar
de una solicitud de propuestas que
hubiese requerido que los proponentes
cubrieran requerimientos específicos.
Este enfoque le permitió al gobierno
invertir en base al valor de cada
propuesta.
El MAR es una evolución del
Programa para Silenciamiento de
Helicópteros (HQP = Helicopter Quieting Program) que desarrolló herramientas de análisis de gran fidelidad para
predecir la acústica de los rotores. Se
hizo una demostración en el año 2008
mediante la correlación de los resultados de los análisis y las pruebas en los
túneles de viento del rotor Smart con
control activo de Boeing. Si bien el plan
original era tener una segunda fase,
Newman agregó que a pesar de que
se deseaba acceder a una mejor
acústica, no se justificaba invertir en
una nueva tecnología de rotores.
En su lugar, el programa MAR
se definió para abordar el problema de
la acústica, el desempeño y la
capacidad de apoyo. Se deben alcan-
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A Boeing se le asignó un
contrato por US$ 3,62 millones para la
Fase 1, US$ 2,86 millones a Bell
Boeing y US$ 5,9 millones a Sikorsky.
Cada equipo seleccionó una serie de
tecnologías adaptadas para el punto de
partida del sistema del rotor pero
evaluará e integrará estas y otras
tecnologías durante la Fase 1 para
sustanciar los beneficios de un rotor
adaptado.
El equipo de MAR incluye
múltiples pequeños proveedores de
tecnología, más de los que habrá en el
diseño final , agregó Newman. Se
evaluarán los enfoques alternativos, se
estimarán los costos, beneficios y
riesgos y se modificará el sistema del
rotor objetivo en base a los resultados.
Llevamos la Fase 1 a 16 meses para
permitir que los bancos de prueba del
hardware puedan perfeccionar las
tecnologías, sostuvo Newman.
Una de las primeras tareas de
los equipos será adaptar las herramientas de análisis desarrolladas
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conforme al HQP. Cada herramienta de
diseño asume que los parámetros del
rotor son fijos a partir de su construcción y que nunca se modifican. Esto
es inválido para el caso de MAR y por
ello es un proceso de diseño mucho
más complejo y desafiante, agregó
Newman.
Al finalizar la Fase 1, los equipos habrán establecido los beneficios
de la adaptación versus un diseño fijo
para un rotor sin condicionamientos de
diseño, habrán diseñado un rotor de
demostración para que vuele en una
aeronave existente y habrán anticipado
los beneficios de actualizar un rotor
adaptado a una aeronave actual con
rotor.
Hasta el momento, el Ejército
y la Armada Norteamericanas y la
NASA han participado en el programa
MAR para el cual proveen algunos
fondos. La Fuerza Aérea está interesada y no quedará a un lado. Durante
la Fase 1, la agencia planea contratar
los servicios a los cuales se les
transferirá la tecnología al finalizar el
programa de demostración.
Las asociaciones nos permitirían expandir el desarrollo de la
tecnología que podría participar en los
prototipos competitivos y en la base
industrial, sostuvo Newman, ya que los
fondos adicionales provenientes de los
servicios permitirían que vuelen dos o
tres rotores.
El programa se ajustaría bien
a la Iniciativa del Consorcio para
Sustentación Vertical del Departamento
de Defensa para financiar la investigación y desarrollar las correspondientes tecnologías para la próxima
Sikorsky considera que los rotores adaptados y otras tecnologías le permitirán al piloto acceder a las capacidades de las
aeronaves simplemente tocando un ícono de la pantalla.
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La revolución del rotor
generación de aeronaves con rotores,
sostuvo Flater.
Previamente, y con relativo
éxito, Darpa había estudiado una serie
de configuraciones de avanzada de
aeronaves con rotores, tales como el
rotor/ala con timón a proa, heliplano y
rotor a disco, pero MAR es diferente.
Este no será un rotor de DARPA. Nuestro objetivo es demostrar la tecnología
en vuelo y esperamos que la transición
sea inmediata, agregó Newman.
Esperamos que el próximo
programa de la aeronave con rotor, ya
sea el JMR (Joint Multi-Role = Múltiples
roles conjuntos) o del JFTL (Joint Future Theater Lift = Futura Sustentación
Conjunta en el Teatro) utilice esta
tecnología. Si uno de estos programas
va a comenzar en el año 2025, la
tecnología debe estar disponible para
el 2020.
DE “AVIATION WEEK”, JUN 7/2010
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