Prototipo AeroVironment Helios
El Helios Prototype fue el cuarto y último avión desarrollado como parte de una serie evolutiva de vehículos aéreos no tripulados propulsados por sistemas solares y de pilas de combustible . AeroVironment, Inc. desarrolló los vehículos bajo el programa de Tecnología de Sensores y Aeronaves de Investigación Ambiental (ERAST) de la NASA. Fueron construidos para desarrollar las tecnologías que permitirían que los aviones a gran altitud a largo plazo sirvieran como satélites atmosféricos , para realizar tareas de investigación atmosférica y servir como plataformas de comunicaciones. [1] Fue desarrollado a partir de los aviones Pathfinder de la NASA y Centurion de la NASA .
El Centurion de la NASA se modificó a la configuración del Prototipo Helios al agregar una sexta sección de ala de 41 pies (12 m) y una quinta plataforma de tren de aterrizaje y sistemas, convirtiéndose en la cuarta configuración de la serie de aviones de demostración de alas voladoras con energía solar desarrollada por AeroVironment bajo el proyecto ERAST. El ala más grande del Helios Prototype acomodaba más paneles solares para proporcionar la energía adecuada para los vuelos de desarrollo impulsados por el sol que siguieron. [1] El vuelo inaugural de la aeronave fue el 8 de septiembre de 1999. [2]
El programa ERAST tenía dos objetivos al desarrollar el Prototipo Helios: 1) vuelo sostenido a altitudes cercanas a los 100.000 pies (30.000 m) y 2) resistencia de al menos 24 horas, incluidas al menos 14 de esas horas por encima de los 50.000 pies (15.000 m). Para ello, el Helios Prototype podría configurarse de dos formas distintas. El primero, designado HP01, se centró en alcanzar los objetivos de altitud y alimentó la aeronave con baterías y células solares. La segunda configuración, HP03, optimizó la resistencia de la aeronave y utilizó una combinación de celdas solares, baterías de almacenamiento y un sistema comercial modificado de celdas de combustible de hidrógeno y aire para generar energía durante la noche. En esta configuración, el número de motores se redujo de 14 a diez. [3]
Utilizando el enfoque tradicional incremental o escalonado para las pruebas de vuelo, el Prototipo Helios se voló por primera vez en una serie de vuelos de desarrollo alimentados por baterías a fines de 1999 para validar el rendimiento del ala más larga y las cualidades de manejo de la aeronave. La instrumentación que se utilizó para los vuelos de seguimiento de altitud y resistencia con energía solar también se revisó y calibró durante los vuelos iniciales a baja altitud en NASA Dryden . [1]
El Helios Prototype es un avión de ala voladora ultraligero con una envergadura de 247 pies (75 m), más larga que la envergadura del transporte militar C-5 de la Fuerza Aérea de EE. UU. (222 pies (68 m) o el Boeing 747 (195 o 224 pies (59 o 68 m), según el modelo), los dos aviones operativos más grandes construidos en los Estados Unidos. El Helios, de propulsión eléctrica, se construyó principalmente con materiales compuestos como fibra de carbono , epoxi de grafito, kevlar , espuma de poliestireno y un piel de plástico delgada y transparente. El larguero tubular principal del ala estaba hecho de fibra de carbono. El larguero, que era más grueso en la parte superior e inferior para absorber los constantes movimientos de flexión que ocurren durante el vuelo, también se envolvió con Nomexy Kevlar para una resistencia adicional. Las nervaduras de las alas también estaban hechas de epoxi y fibra de carbono. Se usó espuma de poliestireno en forma para el borde de ataque del ala y una película de plástico transparente duradera cubría todo el ala. [1]
El Helios Prototype compartió la misma cuerda de ala de 8 pies (2,4 m) (distancia desde el borde delantero hasta el borde de salida) que sus predecesores Pathfinder y Centurion. La envergadura de 247 pies (75 m) le dio al Helios Prototype una relación de aspecto de casi 31 a 1. El grosor del ala era el mismo de punta a punta, 11.5 pulgadas (29 cm) o 12 por ciento de la cuerda, y no tenía ahusar o barrer . Los paneles exteriores tenían un diedro integrado de 10 grados para dar a la aeronave más estabilidad lateral. Un ligero giro hacia arriba en las puntas del borde de fuga ayudó a evitar que la punta de las alas se atascara durante los aterrizajes lentos y los giros. El área del ala era de 183,6 m 2)., lo que le dio a la nave una carga alar máxima de solo 0.81 lb./sq. ft. cuando vuela con un peso bruto de 1,600 lb. [1]
