Un monocóptero o girocompás es un helicóptero que utiliza una sola pala giratoria. El concepto es similar a las semillas giratorias de helicópteros que caen de algunos árboles. El nombre de gyropter se aplica a veces a los monocopters en los que la aeronave completa gira alrededor de su centro de masa mientras vuela. El nombre "monocóptero" también se ha aplicado al jet pack personal construido por Andreas Petzoldt. [1]
Historia
Papin-Rouilly Gyroptère
El Gyroptère fue diseñado en 1913-1914 por Alphonse Papin y Didier Rouilly en Francia, inspirado en una semilla de arce . Papin y Rouilly obtuvieron las patentes francesas 440.593 y 440.594 para su invención, y luego obtuvieron la patente estadounidense 1.133.660 en 1915. [2] El Gyroptère se caracterizó en la revista francesa contemporánea La Nature en 1914 como "un boomerang géant" (un boomerang gigante). [3]
El "Gyroptère" de Papin y Rouilly pesaba 500 kg (1100 lb) incluido el flotador en el que estaba montado. Tenía una sola hoja hueca con un área de 12 metros cuadrados (130 pies cuadrados), contrapesada por un ventilador impulsado por un motor rotativo Le Rhone de 80 hp que giraba a 1200 rpm, lo que producía una potencia de poco más de 7 metros cúbicos (250 pies cúbicos). ft) de aire por segundo. El ventilador también impulsaba aire a través de la paleta hueca, de la que escapaba a través de un tubo en forma de L a una velocidad de 100 m / s (330 pies / s). El control direccional debía lograrse por medio de un pequeño tubo auxiliar a través del cual se impulsaba parte del aire y que podía dirigirse en la dirección que deseara el piloto. La posición del piloto estaba ubicada en el centro de gravedad entre la pala y el ventilador.
Las pruebas se retrasaron debido al estallido de la Primera Guerra Mundial y no se llevaron a cabo hasta el 31 de marzo de 1915 en el lago Cercey en Côte-d'Or . Debido a la dificultad de equilibrar la nave, se logró una velocidad del rotor de solo 47 rpm en lugar de las 60 rpm que se habían calculado como necesarias para el despegue. Además, el motor rotativo utilizado no era lo suficientemente potente; Originalmente se había planeado utilizar un motor de automóvil de 100 hp, que resultó inalcanzable. Desafortunadamente, la aeronave se volvió inestable y el piloto tuvo que abandonarla, tras lo cual se hundió. [4] [5]
Bölkow Bo 103
El Bölkow Bo 103 era un helicóptero ultraligero diseñado con fines de reconocimiento y control de mando y construido por Bölkow Entwicklungen KG en 1961 como parte de una orden de investigación del Ministerio Federal de Defensa alemán. Tenía un rotor monohoja de 6,66 m (21,9 pies) de diámetro construido de GRP en una sola pieza que incorporaba su contrapeso. Se construyó un solo prototipo, pero el trabajo se detuvo en 1962 debido a la falta de interés por parte de las fuerzas armadas de Alemania Occidental. [6]
VJ-1X
El VJ-1X era un helicóptero ultraligero de una sola pala propulsado por un impulsor de impulsos montado en un rotor . [7] Windspire, Inc. incluye los planes a la venta en su libro Cómo construir un helicóptero a reacción . [8]
UAV
Los monocópteros, en los que todo el avión gira alrededor de su centro de masa mientras vuela, presentan ventajas y desafíos como vehículos aéreos no tripulados (UAV) para el diseñador. Como máquinas altamente centrípetas, no pueden ser tripuladas.
El primero de estos monocópteros fue construido por el Dr. Charles W. McCutchen y propulsado por motores de aeroplanos alternativos [9] en 1952. Los voló en Lake Placid y los llamó " máquinas de Caribdis ". Otros experimentadores tempranos fueron William Foshag y Joe Carter.
Este tipo de monocopters se hizo popular en el mundo de los aeroplanos, particularmente en Europa del Este , donde los modelos de vuelo libre que establecieron récords fueron construidos por George Horvath de Hungría, Sergei Vorabyev [10] y V. Naidovsky de Rusia, y Steffan Purice de Rumania . Una excepción a la falta de entusiasmo estadounidense fue el "Buzzcopter" de Francis Boreham de 1964 [11] y el "Rotoriser" de Ken Willard de 1984. [12] En 2002, Ron Jesme fabricó el primer monocóptero de hélice eléctrico exitoso. [13] Daedalus Research de Logan Utah también fabricó un kit de monocóptero, "Maple Seed", utilizando un motor de avión modelo 0.049.
Gordon Mandell de la MIT Model Rocket Society diseñó un monocóptero propulsado por un motor de cohete modelo, al que llamó "turbocopter", y publicó el concepto de diseño en su columna "Wayward Wind" en Model Rocketry Magazine en 1969. Se investigó una versión posterior de esto. en el MIT en 1980. [14] Este diseño llevó a Korey Kline, uno de los primeros miembros de la Tripoli Rocketry Association, a diseñar sus propios monocopters propulsados por cohetes que vuelan con motores de cohetes modelo de combustión larga. Fueron demostrados en varios eventos de lanzamiento de cohetes en la década de 1980 ante multitudes que elogiaron su actuación. [15] Algunos fueron fabricados como kits por Ace Rocketry en ese momento.
Korey Kline publicó muy poco sobre monocópteros, cohetes o de otro tipo, por lo que en la década de 1990 el monocóptero se había desvanecido. Edward Miller de Pensilvania comenzó a experimentar con ellos nuevamente a fines de la década de 1990, así como Francis Graham, profesor de física de la Universidad Estatal de Kent , Ohio. En 1999, ambos eran monocopistas de cohetes voladores. Francis Graham escribió un libro, Monocopters , [16] con alguna teoría de sus características de vuelo, en 1999, vendido por Apogee Components de Colorado Springs. Ed Miller pasó a construir los monocopters de cohetes de alta potencia más grandes jamás volados, [17] [18] con alas de madera cubiertas de fibra de vidrio de dos metros y medio, y también las vende. Chuck Rudy voló un monocóptero grande con un motor de cohete híbrido, usando combustible sólido y líquido. [19] Francis Graham continuó promocionando los monocópteros y organizó una pequeña conferencia celebrada en Washington, Pensilvania, en 2001. También presentó un artículo sobre el tema en la conferencia Century-of-Flight de 2003 patrocinada por la AIAA en Dayton. [20]
Joseph Peklicz de Martin's Ferry redujo el monocóptero a un kit utilizando motores de cohetes de modelo pequeño [21] [22] y vendió muchos a particulares y escuelas. Sus kits todavía están disponibles y se venden ampliamente. En 2008, Art Applewhite de Kerrville, Texas, también comenzó a vender una popular línea de kits de monocoptero propulsados por cohetes.
Los monocópteros que giran por completo no tenían un propósito práctico antes de 2003, pero, debido en parte al libro de Graham, eso cambiaría. La patente 7,104,862 [23] fue otorgada en 2006 a Michael A. Dammar de Vera-Tech Aero RPV Corp. de Edina, Minnesota, por un dispositivo de reconocimiento militar monocóptero que fue controlado remotamente y tomó exposiciones cortas. Otro monocóptero teledirigido, que podría volar en interiores con un motor eléctrico y que utiliza el campo magnético de la Tierra como referencia, fue desarrollado por Woody Hoburg y James Houghton en el MIT en 2007-2008.
Ver también
- Chorro de punta
Notas
- ^ "Proyecto Personal Flying Suit (" Monocopter ") de Andreas" . Technologie-Entwicklung Baumgart. Archivado desde el original el 6 de septiembre de 2008.
- ^ Patente de EE. UU. No. 1,133,660 , Alphonse Papin y Didier Rouilly, helicóptero , 30 de marzo de 1915
- ^ Fournier, Lucien (23 de mayo de 1914). "Un Boomerang géant: Le Gyroptere A Papin et D. Rouilly" . La Nature . París: Masson et Co. (2139).[ enlace muerto ]
- ^ Lambermont, Paul Marcel; Anthony Pirie (1970). Helicópteros y Autogiros del Mundo . Barnes. pag. 445.
- ^ Carbonel, Jean-Christophe (febrero-marzo de 2006). "Le gyroptère de Papin et Rouilly". Revista Air . París: TMA (30).
- ^ "Bölkow Bo 103" . Historia de la aviación . EADS NV Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2007.
- ^ Construcción de un pequeño helicóptero a reacción . Fallston, Maryland: Vortech, Inc. 1966.
- ^ "Motores a reacción construidos en casa" . Windspire, Inc. Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2008 .
- ^ McCutchen, CW, 1954, Aeromodeller "Máquinas voladoras de Charles McCutchen", 19, 222, p.350 y siguientes.
- ↑ Vorobiev, S., 1959, Postroika I Regulirovka Modelei Vertoletov traducido parcialmente en Aeromodeller , septiembre de 1959.
- ^ Boreham, Francis G., 1964, "Los helicópteros son divertidos" Aeromodeller April, 1964, p. 197-199
- ^ Willard, Ken, 1985, "Proyecto 4: El rotor" en proyectos 1 / 2A . Editor desconocido.
- ^ Jesme, Ronald. "Proyecto Semilla de Arce Eléctrico" . Proyectos de robótica . TCRG.
- ^ Trip Barber, Bibliografía técnica de Sport Rocketry 1959-1999
- ^ Anon., 1984, "Korey Kline Monocopters" California Rocketry 4 , 1 p. 22
- ^ Graham, Francis G., 1999, Monocopters , distribuido por Apogee Components, Colorado Springs.
- ^ Miller, Edward, 2002, "Monocopters" Extreme Rocketry , No. 19, julio de 2002, p.36-38
- ^ Miller, Edward, 2005, "3J Monocopter" High Powered Rocketry 36,1, enero de 2005, p. 41-47
- ^ Rudy, Charles, 2007, "Monocóptero híbrido" Rockets 2, 2, junio de 2007, p. 36-39.
- ^ Graham, Francis G., 2003, "Una descripción general de la historia y la dinámica de los monocópteros" Simposio y exposición internacional de aire y espacio de AIAA / ICAS. 14-17 de julio de 2003. AIAA Paper 2003-PP8498
- ^ Peklicz, Joseph, 2001, "Build the Monocopter" Sport Rocketry 44,2 marzo-abril de 2001 p 34
- ^ Hodge, Jon, 2000, "Monocopter C6 MII Review" Cosrocketeer , 12, 4, julio-agosto de 2000 p. 4-5
- ^ Patente de EE. UU. No. 7,104,862 , Michael A. Dammar, helicópteros de visibilidad reducida y método de control del vuelo de los helicópteros de visibilidad reducida , 12 de septiembre de 2006