El AgustaWestland Project Zero es un avión híbrido de rotor basculante / ventilador de elevación . Ha sido desarrollado por AgustaWestland como demostrador de tecnología y se utiliza para investigar la propulsión totalmente eléctrica y otras tecnologías avanzadas. Es el primer avión eléctrico de rotor basculante del mundo. [1]
Proyecto cero | |
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Papel | Experimental rotor basculante VTOL aviones |
origen nacional | Italia |
Fabricante | AgustaWestland |
Primer vuelo | Junio de 2011 |
Estado | En desarrollo / pruebas de vuelo |
Desarrollo
Orígenes
En diciembre de 2010, la dirección de AgustaWestland aprobó la formación de un equipo dirigido por James Wang con la intención de producir un demostrador de tecnología que incorpore tantas innovaciones como sea posible en un solo fuselaje. [2] Hablando en 2013, Wang señaló que las tecnologías eléctricas avanzaban rápidamente y que la función del Proyecto Cero era lograr la preparación con las tecnologías de aviones eléctricos: "En lugar de esperar a que la batería sea aún mejor, luego trabajar en tecnología de aviones eléctricos , el equipo se ha posicionado para estar preparado para la próxima generación de baterías ”. [3]
En AgustaWestland y sus empresas asociadas, un total de dos docenas de ingenieros a tiempo completo trabajaron en el proyecto en un estilo de desarrollo skunkworks en las instalaciones de AgustaWestland en Cascina Costa en Italia. [4] Según Wang, los nombrados para el equipo fueron elegidos a dedo y, por lo general, eran jóvenes y apasionados; cada miembro tenía una especialidad específica en un área. [5] El equipo rápidamente decidió que, en lugar de buscar un avión o helicóptero de propulsión eléctrica pero convencional, se adoptaría un enfoque más radical: un rotor basculante eléctrico de doble rotor , sin transmisión ni platos oscilantes . Wang resumió la filosofía del equipo como "Todo lo que sea imposible, lo queremos hacer". [6]
Al notar que el desarrollo del AgustaWestland AW169 se había completado en menos de cuatro años, la gerencia decidió desafiar al equipo a completar el proyecto en un solo año, incluidas las pruebas de vuelo iniciales. El equipo trabajó casi de forma continua, las 24 horas del día y los siete días de la semana durante el período inicial de seis meses. [6] Los miembros del equipo no esperaban los correos electrónicos o el correo de voz , sino que iban directamente entre sí en persona, ya que estaban ubicados en la misma oficina, esto también ayudó a mantener el secreto: se alentó mucho el trabajo en equipo directo de esta manera. [7] El Grupo de Conceptos Avanzados de AgustaWestland realizó extensas pruebas de modelos para el proyecto; esto implicó la creación de múltiples modelos a escala 1/10 con capacidad de vuelo, que se volaron para probar los extremos de la envolvente de vuelo debido a la forma atípica de la aeronave. [2] El uso de herramientas de diseño asistido por computadora (CAD) también fue esencial para cumplir con el cronograma extremadamente rápido del programa; La dinámica de fluidos computacional y el modelado de elementos finitos se utilizaron ampliamente. [3]
Varias empresas en Italia, Reino Unido, Estados Unidos y Japón trabajaron en el diseño y / o fabricación de elementos de Project Zero, incluidas cuatro sucursales diferentes de Finmeccanica . Ansaldo Breda diseñó un inversor de motor eléctrico personalizado y el algoritmo de control del motor que lo acompaña, Selex ES proporcionó la computadora de control de vuelo de alta integridad y la unidad de control del actuador. [8] Lucchi R.Elettromeccanica construyó a medida los motores magnéticos permanentes de flujo axial ; Rotor Systems Research LLC trabajó en conjunto con AgustaWestland en el diseño aerodinámico de las palas del rotor . [6] Lola Composites produjo el material compuesto del cual la mayoría de las superficies exteriores están hechas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP), mientras que UCHIDA fabricó la estructura compuesta para las palas del rotor, cubiertas y radios. [6] Stile Bertone trabajó para desarrollar el estilo estético y aerodinámico del avión. [8]
La designación Proyecto Cero se derivó de la observación de que se trataba de un proyecto interno único sin contraparte comparable en la historia de la empresa. [2] El desarrollo del Proyecto Cero se llevó a cabo en un corto período de tiempo; el tiempo entre el inicio de la fase de diseño y el primer vuelo del demostrador fue de menos de seis meses. [8] Con el fin de garantizar que se obtuvieran beneficios tangibles del proyecto, se decidió que se debía producir y volar un avión a gran escala. [9] En junio de 2011, un demostrador a gran escala realizó un vuelo inicial atado en Cascina Costa, Italia. [2] Según Wang, no hubo necesidad de ningún trabajo de rediseño o corrección "Todo funcionó - todo el diseño - la primera vez". [9]
Revelación y mayor desarrollo
El 4 de marzo de 2013, se anunció al público la existencia del programa en la Heli-Expo de la Helicopter Association International (HAI) . [10] En junio de 2013, el avión se exhibió públicamente en el Salón Aeronáutico de París . [11] A principios de 2014, el equipo de Project Zero recibió el prestigioso premio Grover E. Bell 2014 de AHS International , que lleva el nombre del hermano fallecido de Larry Bell , otorgado a la persona u organización que ha fomentado y alentado la investigación y la experimentación en helicópteros. desarrollo. [12]
Después del período de prueba de vuelo, AgustaWestland se propuso aprender del proyecto y estudiar los medios para transferir tecnologías producidas a su línea de productos de helicópteros existente. Se ha enfatizado que Project Zero en sí mismo no es un producto, sino una inversión en tecnologías para beneficiar a la empresa en general. [9] En 2016, se observó que el sistema de control activo de la hoja desarrollado para el Proyecto Zero, que elimina la necesidad de una placa oscilante y un sistema de amortiguación de vibraciones separado, debía someterse a pruebas de vuelo en un AgustaWestland AW139 ; por separado, las leyes de control de vuelo utilizadas por Project Zero se utilizarán para un futuro proyecto de rotor basculante de AgustaWestland. [13]
El Grupo de Conceptos Avanzados ha previsto varios arreglos de propulsión alternativos para el Proyecto Cero, incluida la propulsión diésel híbrida, la incorporación de pilas de combustible y otras tecnologías no especificadas. [9] En su configuración original, diez minutos de vuelo es el límite operativo actual; En 2016, Wang declaró que tiene la esperanza de que la tecnología de la batería avance en una década para soportar un tiempo de funcionamiento de 100 minutos. [14]
Diseño
El Proyecto Zero es un avión de rotor basculante de propulsión eléctrica no convencional , al que AgustaWestland se refiere como 'convertiplano', [6] ha sido descrito como "mitad helicóptero, mitad avión". [11] Es un demostrador avanzado, destinado a mostrar las capacidades de propulsión eléctrica en la aviación. El avión es totalmente eléctrico y la energía proviene de baterías recargables. [15] AgustaWestland ha declarado que, cuando está equipado con un motor adecuado, la aeronave es capaz de alcanzar velocidades equivalentes a los diseños tradicionales de rotor basculante y posee una altura de crucero típica que duplica la de un helicóptero convencional. [6] El demostrador de tecnología no se ha optimizado para la producción. [6] Puede ser volado por un solo piloto sentado dentro de la cabina del piloto, o alternativamente operado como un vehículo aéreo no tripulado . [14]
La clave de Project Zero es el innovador sistema de propulsión que fue desarrollado para demostrar y probar. Los dos grandes rotores de la aeronave son impulsados por motores eléctricos avanzados , que a su vez funcionan con energía almacenada en baterías [8] [3] El diseño totalmente eléctrico elimina la necesidad de una transmisión , como se usa en aviones convencionales; también funciona con firmas acústicas y térmicas bajas y sin dependencia del oxígeno . [3] En el suelo, las baterías se pueden recargar inclinando los rotores hacia el viento para que actúen como turbinas . El demostrador fue diseñado para acomodar numerosas fuentes de energía diferentes para los motores eléctricos; También existe una opción alternativa de propulsión híbrida , que utiliza un motor diesel liviano para impulsar un generador para proporcionar electricidad a los motores, que fue desarrollado por ORAL Engineering. [8] Durante el vuelo de crucero, la mayor parte de la sustentación la proporcionan las alas; las alas exteriores son desmontables, lo que podría ser útil para misiones de corto alcance utilizando principalmente el 'modo helicóptero' de vuelo. [3]
Más del 80 por ciento de la composición de la aeronave son materiales compuestos , que incluyen todo el revestimiento, las palas del rotor , la cubierta y los radios; la estructura es casi en su totalidad de aluminio y carbono. Los materiales se seleccionaron sobre la base de proporcionar la mayor velocidad con un peso y costos financieros razonables. [16] Según la compañía, la aeronave "no emplea sistemas hidráulicos, no quema combustibles fósiles y genera cero emisiones". [2] En lugar de la hidráulica , se han utilizado actuadores electromecánicos para funciones como la retracción del tren de aterrizaje , la inclinación de las góndolas y el accionamiento de los elevadores de la aeronave ; Estos actuadores fueron desarrollados específicamente por Microtecnica. [8]
Se han patentado tecnologías clave de Project Zero; una patente europea, EP2551190 (A1), se presentó el 29 de julio de 2011 y se concedió el 30 de enero de 2013, [17] mientras que las patentes (en la que figuraba James Wang como inventor) también se concedieron en paralelo en los Estados Unidos, US2013026303 (A1); [18] Se presentaron otras patentes en Corea (KR20130014450 (A)), Japón (JP2013032147 (A)) y China (CN102897317 (A)). [6]
Historia operativa
En junio de 2011, el demostrador no tripulado realizó su primer vuelo amarrado en las instalaciones de Cascina Costa de AgustaWestland en Italia. [2] Se voló en áreas seguras varias veces en 2011 y 2012, incluidos vuelos con y sin los obenques con conductos alrededor de sus rotores basculantes; una modificación adicional incluyó un conjunto alternativo y más avanzado de palas de rotor con un giro no lineal y la instalación de aspas aerodinámicas personalizadas. Las pruebas de vuelo permitieron el ajuste fino del sistema de propulsión, lo que resultó en una ganancia del 30 por ciento en la potencia efectiva. [2]
Project Zero ha hecho numerosas apariciones públicas desde que fue revelado en marzo de 2013. Las pruebas de vuelo también han continuado, esto se ha centrado en modelos de escala 1/3 en lugar del demostrador a escala completa debido a la resistencia de vuelo limitada que posee. En febrero de 2016, se anunció que se instalaría un sistema de propulsión híbrido en la aeronave a gran escala, con el objetivo de ampliar la duración del vuelo de 10 minutos a 35-45 minutos. [13]
Ver también
Video externo | |
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Cobertura de noticias de Project Zero en el Salón Aeronáutico de París 2013 | |
Informe de noticias en 2016 sobre Project Zero |
Desarrollo relacionado
- AgustaWestland AW609
Listas relacionadas
- Lista de aviones VTOL
Referencias
Citas
- ^ Coxworth, Ben. "AgustaWestland presenta el primer avión de rotor basculante eléctrico del mundo". Gizmag , 7 de marzo de 2013.
- ↑ a b c d e f g Vertiflite junio de 2013, p. 10.
- ↑ a b c d e Vertiflite , 2013, p. 11.
- ^ Vertiflite 2013, p. 13.
- ^ Vertiflite 2013, págs. 12-13.
- ↑ a b c d e f g h Vertiflite, 2013, p. 12.
- ^ Vertiflite 2013, págs. 13-14.
- ^ a b c d e f "Proyecto cero: Colaboración internacional de demostrador de tecnología de rotor basculante totalmente eléctrico" AgustaWestland , 21 de marzo de 2013.
- ↑ a b c d Vertiflite , 2013, p. 14.
- ^ "Revela" Proyecto cero "Demostrador de tecnología de rotor de inclinación" . AgustaWestland. 4 de marzo de 2013. Archivado desde el original el 5 de mayo de 2013.
- ^ a b "Proyecto cero: mitad avión, mitad helicóptero" BBC News , 20 de junio de 2013.
- ^ "AHS International anuncia 2014 destinatarios de sus prestigiosos premios". AHS International , 31 de marzo de 2014.
- ^ a b Perry, Dominic. "SINGAPUR: Proyecto Zero tiltrotor para ganar motor diesel". Flight International , 16 de febrero de 2016.
- ^ a b Shaffer, Leslie. "Helicóptero eléctrico Project Zero de AgustaWestland expuesto en el Salón Aeronáutico de Singapur". [ enlace muerto permanente ] CNBC , 16 de febrero de 2016.
- ^ Perry, Dominic. "Paris: Project Zero tiltrotor hace su debut en Paris" Flight International 18 de junio de 2013.
- ^ Vertiflite 2013, págs. 11-12.
- ^ "Espacenet - Documento original" . Worldwide.espacenet.com . Consultado el 29 de abril de 2013 .
- ^ "Espacenet — Documento original" . Worldwide.espacenet.com . Consultado el 29 de abril de 2013 .
Bibliografía
- "Project Zero: La historia exclusiva de la 'incubadora de tecnología totalmente eléctrica' de AgustaWestland". Vertiflite Vol 59 No. 3, mayo / junio de 2013
- Broadbent, Mark. "Proyecto Cero" Air International, enero de 2014, página 108.
enlaces externos
- Proyecto Zero en Leonardocompany.com