El Carter PAV ( Personal Air Vehicle ) es un autogiro compuesto de dos palas desarrollado por Carter Aviation Technologies para demostrar la tecnología de rotor ralentizado . El diseño tiene un rotor sin motor montado en la parte superior del fuselaje, alas como las de un avión de ala fija convencional montadas debajo y una hélice empujadora de paso controlable en la parte trasera del fuselaje. [1] [2] Se colocan pesos pesados (75 libras o 34 kilogramos cada uno) [3] en las puntas del rotor para mejorar la energía de rotación y reducir el aleteo.
PAV | |
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En exhibición 2014 | |
Papel | Autogiro compuesto |
Fabricante | Tecnologías de la aviación de Carter |
Primer vuelo | 5 de enero de 2011 |
Estado | En prueba |
Número construido | 2 |
Desarrollado por | CarterCopter |
Desarrollo
Cuando el CarterCopter sufrió daños en 2005 debido a un aterrizaje con equipo debido a un error del piloto, el costo de reparación se consideró más alto que el costo de fabricar un nuevo avión con el beneficio adicional de incorporar las lecciones aprendidas del primer avión. El diseño del PAV se inició durante 2005. [4] [5] Varios cambios y problemas de desarrollo ocurrieron en el camino; Se consideró innecesario el brazo doble, por lo que se construyó un solo brazo y se revelaron fallas en las palas del rotor y el cubo durante las pruebas y luego se corrigieron. [6] [7]
El 16 de noviembre de 2009, la AAI Corporation (una división de Textron ) firmó un acuerdo de licencia exclusiva por 40 años [8] [9] con la empresa en relación con todos los sistemas de aeronaves no tripuladas , uno de los cuales estaba destinado a entregar 3.000 libras (1.400 kg) de carga similar al Kaman K-MAX no tripulado , pero en un rango futuro de 1.300 millas náuticas (2.400 km) [8] [10] [11] en comparación con las 150 millas náuticas demostradas (280 km) o más del K- MAX. [12] El acuerdo comprometía a CarterCopters a desarrollar la tecnología hasta su madurez, a cambio de derechos exclusivos para desarrollar UAV durante los próximos 40 años. El primer producto del acuerdo AAI [10] iba a ser un avión autónomo de rotor / compuesto lento (SR / C) basado en el vehículo aéreo personal Carter. [13] [14] [15]
La " Revisión de diseño crítico " (CDR) para AAI Corporation se realizó alrededor de enero de 2010 cuando ya se estaba construyendo el prototipo. Por lo general, se realiza una CDR antes de que se construya un vehículo. [3]
En 2014, Carter dijo que recompraron la licencia a AAI [16] y está buscando socios de producción fuera de EE. UU. [17] [18] con la esperanza de producir entre 3 y 5 años después. [19]
Pruebas
El PAV se probó en taxi en otoño de 2010 [3] [20] en el aeropuerto de Olney después del certificado de aeronavegabilidad especial de la FAA [21] el 27 de julio de 2010, y realizó el movimiento del patrón de tráfico el 2 de diciembre de 2010, pilotado por Larry Neal en los controles y co -Piloto Robert Luna. [3] [22] Larry Neal también fue uno de los pilotos del CarterCopter en Olney en 2005. [23] [24]
El primer vuelo ocurrió el 5 de enero de 2011 en Olney sin alas y duró 36 minutos, lo que calificó a Carter para un pago por hito. [25] [26] [27]
Carter declaró que el PAV realizó su primer despegue con salto de balanceo cero el 18 de enero de 2011, [22] a una altura de 120 pies (37 m). Se realizaron ocho despegues con saltos. [22] Hay algunos problemas eléctricos con la aeronave y no está en producción en volumen . [28] [29]
El PAV voló patrones de tráfico con alas en Olney en enero de 2012, [30] y desde entonces ha realizado vuelos de prueba alados. Voló unas pocas horas a la vez, pero su certificado de vuelo lo restringía a menos de 5 millas (8,0 km) de Olney. [31]
En junio de 2012, el desarrollo del PAV lleva un año de retraso [32] debido a varios problemas técnicos, [33] y un retraso de un año más se debió a problemas de control del software de las RPM del rotor . [34] Carter recibió financiación de Wichita Falls Economic Development Corporation en 2010 para completar el PAV. [35] [36] [37] [38] Carter ve la falta de un simulador de vuelo PAV como un error e intenta construir uno. El CarterCopter anterior fue diseñado usando un simulador de vuelo. [33]
Carter dice que el PAV tiene una relación elevación / arrastre de 10-15, [39] y alcanzó una relación de avance de 0,85 en 2012. [40] [41]
Según Carter, el PAV alcanzó el Mu-1 el 7 de noviembre de 2013. También alcanzó una velocidad de 174 kN (322 km / h; 200 mph) y el rotor se redujo a 113 rpm. [42] [43] El PAV realizó su primer vuelo de exhibición pública en las afueras de Olney cuando voló a Wichita Falls a finales de ese mes. [44] Carter dice que el PAV ha alcanzado una velocidad de 204 millas por hora (328 km / h) a una altitud de 16.000 pies (4.900 m), un Mu de 1,13 [34] [45] y un L / D de 11,6 [46] -15. Carter ha solicitado a la FAA cambiar el certificado de PAV de investigación y desarrollo a demostración. [47]
El segundo PAV (llamado PAV-II, registro N210AV) fue aprobado en vuelo en marzo de 2014, [48] [49] y se demostró en el festival aéreo Sun 'n Fun y en la Base de la Fuerza Aérea MacDill en 2014, ambos en Florida. [50] En julio de 2014 se exhibió en Oshkosh Airshow . Carter dice que ha volado 186 nudos (344 km / h; 214 mph) a 18.000 pies (5.500 m). [17] Los primeros pilotos que no eran de Carter volaron la aeronave en 2015. [51]
Diseño
El diseño asistido por computadora y la simulación de vuelo en X-plane se utilizaron durante el desarrollo. [2] [52] A diferencia del CarterCopter de doble brazo, el PAV tiene un solo brazo trasero. [53] [54] Un mástil inclinable permite inclinar el rotor 15 grados hacia adelante y 30 grados hacia atrás para permitir diferentes centros de gravedad y ángulos de ataque del ala . [54] [55]
Los rotores de helicópteros están diseñados para operar a un RPM fijo [56] [57] [58] (dentro de un rango estrecho de un pequeño porcentaje), [59] [60] mientras que Carter usa rangos de RPM entre 100-350. [61] La mayoría de las aeronaves tienen dos parámetros de energía (velocidad y altitud) entre los que el piloto puede intercambiar, [62] pero la tecnología Carter intenta utilizar la rotación del rotor como un tercer parámetro de energía. [63] [64]
El propósito de la aeronave de rotor lento / compuesto es mejorar la envolvente de vuelo en comparación con las aeronaves de ala fija, los helicópteros y los autogiros tradicionales , [29] minimizando las áreas peligrosas del diagrama de velocidad de pérdida / diagrama de altura-velocidad [64] [65 ] además de subir el límite de velocidad. [66]
El PAV tiene controles tradicionales similares a los de un avión (tipo Vernier [3] ), pero la palanca también controla el rotor. [19] La mayoría de los controles se automatizaron en 2011, [21] [67] y el despegue se realiza con solo presionar un botón. [19] Los materiales utilizados incluyen fibra de vidrio, aluminio, titanio y acero, así como preimpregnados de carbono / epoxi esterilizados en autoclave con núcleo de panal de aramida en el PAV-II. [68] Los pesos de las puntas estaban hechos de tungsteno , mientras que los actuales (2013) están hechos de acero. [69]
Los proveedores de la aeronave incluyen Blue Mountain Avionics para aviónica y video y telemetría aire-tierra , y Sky Ox Oxygen Systems, ya que el PAV no está presurizado. [55] 60 canales de información transmiten las mediciones de los sensores desde la aeronave a una computadora de tierra, y 4 cámaras de video graban los vuelos. [22] El motor está equipado con un sistema de mejora de rendimiento de Nitrous Express . [70]
Operación
El PAV tiene características de vuelo similares a otras aeronaves Carter. Cuando está parado en el suelo, el motor enciende el rotor de paso plano a 370 RPM, [3] y luego el motor se desconecta del rotor para proporcionar toda la potencia a la hélice. [61] [67]
Medios externos | |
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Imagenes | |
PAV en vuelo 1 2 | |
Video | |
Despegue de salto PAV, con alas |
El rotor ahora tiene una energía de rotación sustancial debido a los pesos de las puntas ( motor temporal utilizable equivalente a 1000 caballos de fuerza o 750 kilovatios), [71] y las palas del rotor están inclinadas para empujar el aire hacia abajo y levantar la aeronave en un despegue con salto . [61] [72] Mientras se alcanza la altitud, la aeronave hace la transición al vuelo hacia adelante usando la hélice de empuje, y el rotor cambia a autorrotación (molino de viento) con aire fluyendo hacia arriba a través del rotor. A medida que aumenta la velocidad, el flujo de aire aumenta las RPM del rotor como otros autogiros. Una vez que se alcanza la velocidad aerodinámica suficiente (alrededor de 70-85 millas por hora o 113-137 kilómetros por hora) [73] para que las alas pequeñas proporcionen sustentación, las palas del rotor se inclinan para reducir la velocidad del rotor a 100 RPM [61] [74] y minimizan la resistencia y la sustentación es proporcionada principalmente por las alas [1] cuando la velocidad alcanza las 150 millas por hora (240 km / h). [73] La sustentación del rotor se reduce al 10% y la eficiencia de vuelo es algo inferior a la de un avión a reacción comercial . [75]
Especificaciones (PAV)
Datos de Jane's All the World's Aircraft [13] [76]
Características generales
- Tripulación: 2
- Capacidad: 2 pasajeros
- Envergadura: 45 pies 0 pulgadas (13,7 m)
- Peso vacío: 2,000 lb (907 kg)
- Peso bruto: 3.800 libras (1.724 kg) [77]
- Planta motriz: 1 × Lycoming IO-540 K1G5 [78] [79] motor de pistón de 6 cilindros, 250-350 hp (224 kW) [79] [48] [77] a 2660 rpm al nivel del mar
- Hélices: 4 palas N110AV o 5 palas N210AV
- Hélices: 2,44 m (8 pies 0 pulgadas) de diámetro
Actuación
- Velocidad de crucero: 180 mph (290 km / h, 160 nudos)
- Velocidad de pérdida: 0 mph (0 km / h, 0 kn) (brevemente)
- L / D de 15
Ver también
Desarrollo relacionado
- CarterCopter
Aeronaves de función, configuración y época comparables
- Fairey Rotodyne
- Lockheed AH-56 Cheyenne
- Sikorsky X2
- Eurocopter X3 [80]
Referencias
- Notas
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- Bibliografía
- Artículo de Flight International
enlaces externos
- Página web de Carter Aviation PAV
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