El piloto automático giroscópico era un tipo de sistema de piloto automático desarrollado principalmente para usos en la aviación a principios del siglo XX. Desde entonces, los principios de este piloto automático han sido la base de muchos sistemas de control de aeronaves diferentes, tanto militares como civiles.
Desarrollo temprano
La Sperry Corporation desarrolló el piloto automático giroscópico original en 1912. El dispositivo se llamó “aparato estabilizador giroscópico” y su propósito era mejorar la estabilidad y el control de la aeronave. Utilizaba las entradas de varios otros instrumentos para permitir que una aeronave mantuviera automáticamente el rumbo y la altitud deseados de la brújula. [1]
La característica clave del aparato estabilizador giroscópico era que incorporaba un giroscopio para regular las superficies de control de la aeronave. [1] Lawrence Sperry logró diseñar una versión más pequeña y ligera de un giroscopio, [1] y el dispositivo se integró en el sistema de control hidráulico de una aeronave. Usando un circuito de retroalimentación negativa, el giroscopio ajustó automáticamente las superficies de control de una aeronave para mantener un vuelo recto y nivelado. [1]
Primer uso
El piloto automático de Lawrence Sperry se demostró por primera vez en Francia el 18 de junio de 1914. Sperry participaba en una exposición en la que se equiparon 57 aviones con nuevas mejoras e innovaciones. El avión de Sperry, un Curtiss C-2 , era el único equipado con un estabilizador giroscópico. Sperry, junto a su asistente Emil Cachin, hicieron tres pases frente a una tribuna llena de espectadores y observadores militares. En su primera pasada, Sperry activó el piloto automático y pasó volando por la tribuna con las manos en alto fuera de los controles. En la segunda pasada, Cachin se subió al ala de estribor a dos metros del fuselaje con las manos de Sperry todavía fuera de los controles. Cuando la aeronave se inclinó debido al cambio de peso, el piloto automático estabilizó inmediatamente las alas. En su última pasada, Sperry subió al ala opuesta, dejando el asiento del piloto vacío. Los observadores se sorprendieron de la capacidad de la aeronave para mantener un vuelo nivelado sin que un piloto lo controlara manualmente. Sperry también le dio a Joseph Barres, Comandante del Cuerpo Aéreo del Ejército Francés, un paseo para demostrar la capacidad de su dispositivo para realizar un despegue y aterrizaje sin ayuda. [1]
Logros
Wiley Post se hizo famoso después de su viaje récord alrededor del mundo el 23 de junio de 1931. En su avión, un Lockheed Vega apodado "Winnie Mae", logró viajar alrededor del mundo en ocho días, 15 horas y 51 minutos. Lo logró con la ayuda de Harold Gatty , quien se desempeñó como su navegante y copiloto. Dos años después, se propuso batir su récord anterior volando alrededor del mundo solo. Quería demostrar que un hombre podía realizar el mismo viaje sin copiloto. Para lograr esto, equipó a Winnie Mae con un piloto automático de giroscopio Sperry y un buscador de dirección por radio . Aunque experimentó algunos problemas con el piloto automático, completó el viaje en siete días, 18 horas y 49 minutos. Se atribuye al uso del piloto automático y del radiogoniómetro el hecho de que la navegación de la aeronave sea mucho más sencilla y eficiente. El uso de un piloto automático redujo las demandas físicas y mentales de Post mientras volaba alrededor del mundo. [2]
Aplicaciones militares tempranas
El Cuerpo Aéreo del Ejército de los EE. UU. Y la Marina de los EE. UU. Experimentaron con pilotos automáticos en aviones militares antes y durante la Segunda Guerra Mundial. El vuelo recto y nivelado se había convertido en una necesidad para las nuevas técnicas de bombardeo de nivel que se estaban desarrollando en ese momento. Sperry Gyroscope Company desarrolló muchos sistemas de piloto automático para su uso en aviones militares. Cuando se entregó el Boeing B-17 Flying Fortress a fines de la década de 1930, venía equipado con un piloto automático Sperry A-3 comercial. El A-3 era un piloto automático simple y solo corrigió las desviaciones angulares en el rumbo recto y nivelado de la aeronave. Utilizaba servos hidráulicos neumáticos, que tenían una tendencia a reaccionar lentamente a las entradas, y esto a menudo conducía a una compensación excesiva del rumbo corregido de la aeronave. Esto causó problemas de navegación y control cuando los pilotos volaban con mal tiempo o aire agitado. [3]
Para solucionar estos problemas, se desarrolló el piloto automático Sperry A-5. Este fue el primer piloto automático totalmente eléctrico. Este nuevo piloto automático utilizó tres amplificadores de tubo de vacío de elemento doble y giroscopios de alta velocidad. Cada amplificador se asoció con un eje diferente: guiñada, cabeceo y balanceo. Los giroscopios de alta velocidad eran más sensibles y establecían un nivel de referencia base de la trayectoria de vuelo nivelada de la aeronave. Siempre que la aeronave se desviaba del nivel de referencia base, el piloto automático ajustaba la cantidad de tiempo que ocurría entre los cambios en los niveles de referencia. Esto permitió que el piloto automático detectara la velocidad y la aceleración del cambio. El cambio calculado se comunicó rápidamente a las superficies de control mediante servos electrohidráulicos independientes. Esto condujo a correcciones de la aeronave más rápidas y estables. [3]
La estabilización más rápida de la aeronave por el piloto automático A-5 hizo posible el uso de nuevas miras de bombas en aviones militares. El Norden Bombsight y el Sperry Bombsight se utilizaron a bordo de los bombarderos del Ejército y la Armada durante la guerra. Ambas miras utilizaron giroscopios, telescopios y computadoras analógicas para calcular el punto de lanzamiento para que los bombarderos dejaran caer sus cargas útiles con precisión sobre objetivos terrestres. El A-5 tenía la capacidad de integrarse con estos visores de bombas. Una vez que el bombardero encontró el objetivo y ajustó la mira de la bomba, el piloto automático se activará para volar la aeronave en línea recta y nivelar al objetivo, donde la vista de la bomba calcularía automáticamente el punto de lanzamiento de las bombas. [3]
Misiles
La bomba zumbadora alemana V-1 también utilizó un sistema de piloto automático como guía. Utilizaba un sistema de péndulo amortiguado por un giroscopio, similar a los que se utilizan en los pilotos automáticos de Sperry. También utilizó radiogoniometría para mantener el rumbo. [4] El uso del piloto automático en armas no tripuladas puede considerarse el precursor de los modernos misiles de crucero.
Referencias
- ↑ a b c d e Scheck, William. "Lawrence Sperry: inventor del piloto automático e innovador de la aviación" . Revista de Historia de la Aviación en línea . Consultado el 4 de diciembre de 2011 .
- ^ Onkst, David. "Wiley Post" . Comisión del Centenario de Vuelo de EE. UU. Archivado desde el original el 26 de noviembre de 2011 . Consultado el 4 de diciembre de 2011 .
- ^ a b c Searle, Loyd. "La guerra de Bombsight: Norden vs Sperry" (PDF) . Espectro . Archivado desde el original (PDF) el 30 de septiembre de 2011 . Consultado el 18 de noviembre de 2017 .
- ^ Zaloga, Steven (2005). Bomba voladora V-1 1942-1952 . Oxford: Editorial Osprey.