Carter PAV

El Carter PAV ( Vehículo Aéreo Personal ) 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 propulsora 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 aumentar la energía rotacional y reducir el aleteo.

Cuando el CarterCopter resultó dañado en 2005 debido a un aterrizaje con el tren de aterrizaje retraído causado por un error del piloto, se consideró que el costo de la reparación era mayor que el de fabricar una aeronave nueva, con el beneficio adicional de incorporar las lecciones aprendidas de la primera aeronave. El diseño del PAV se inició durante 2005. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Se produjeron varios cambios y problemas de desarrollo a lo largo del proceso; se consideró innecesario el doble brazo, por lo que se construyó un solo brazo, y durante las pruebas se revelaron y corrigieron fallas en las palas del rotor y el buje. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

El 16 de noviembre de 2009, AAI Corporation (una división de Textron ) firmó un acuerdo de licencia exclusiva de 40 años ^{[ 8 ] [ 9 ]} con la compañía en relación con todos los sistemas de aeronaves no tripuladas , uno de los cuales estaba destinado a entregar 3000 libras (1400 kg) de carga similar al Kaman K-MAX no tripulado , pero en un futuro alcance de 1300 millas náuticas (2400 km) ^{[ 8 ] [ 10 ] [ 11 ]} en comparación con las 150 millas náuticas (280 km) o más demostradas del K-MAX. ^{[ 12 ]} El acuerdo comprometió 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 con AAI ^{[ 10 ]} iba a ser una aeronave autónoma de rotor lento/compuesto (SR/C) basada en el Carter Personal Air Vehicle. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}   

La " Revisión Crítica del Diseño " (CDR) para AAI Corporation se llevó a cabo alrededor de enero de 2010, cuando el prototipo ya estaba en construcción. Normalmente, una CDR se realiza antes de que se construya un vehículo. ^{[ 3 ]}

En 2014, Carter dijo que habían recomprado la licencia a AAI ^{[ 16 ]} y que estaban buscando socios de producción fuera de EE. UU., ^{[ 17 ] [ 18 ]} con la esperanza de comenzar la producción entre 3 y 5 años después. ^{[ 19 ]}

El PAV fue probado en rodaje en otoño de 2010 ^{[ 3 ] [ 20 ]} en el aeropuerto de Olney después del Certificado Especial de Aeronavegabilidad de la FAA ^{[ 21 ]} el 27 de julio de 2010, y realizó movimientos de circuito de tráfico el 2 de diciembre de 2010, pilotado por Larry Neal a los mandos y el copiloto Robert Luna. ^{[ 3 ] [ 22 ]} Larry Neal también fue uno de los pilotos del CarterCopter en Olney en 2005. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

El primer vuelo tuvo lugar el 5 de enero de 2011 en Olney sin alas y duró 36 minutos, lo que le valió a Carter un pago por hito. ^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

Carter declaró que el PAV realizó su primer despegue con salto sin giro el 18 de enero de 2011, ^{[ 22 ]} a una altura de 120 pies (37 m) . Se realizaron ocho despegues con salto. ^{[ 22 ]} Hay algunos problemas eléctricos con la aeronave y no está en producción en serie . ^{[ 28 ] [ 29 ]} 

El PAV sobrevoló patrones de tráfico con alas en Olney en enero de 2012, ^{[ 30 ]} y desde entonces ha realizado vuelos de prueba con alas. Volaba unas pocas horas seguidas, pero su certificado de vuelo lo restringía a un radio de 5 millas (8,0 km) de Olney. ^{[ 31 ]} 

A junio de 2012, el desarrollo del PAV estaba un año retrasado ^{[ 32 ]} debido a varios problemas técnicos, ^{[ 33 ]} y un retraso adicional de un año fue causado por problemas de control del software de RPM del rotor . ^{[ 34 ]} Carter recibió financiación de la Corporación de Desarrollo Económico de Wichita Falls en 2010 para completar el PAV. ^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} Carter considera que la falta de un simulador de vuelo del PAV es un error e intenta construir uno. El CarterCopter anterior fue diseñado utilizando un simulador de vuelo. ^{[ 33 ]}

Carter dice que el PAV tiene una relación sustentación/resistencia de 10–15, ^{[ 39 ]} y alcanzó una relación de avance de 0,85 en 2012. ^{[ 40 ] [ 41 ]}

Según Carter, el PAV alcanzó Mu-1 el 7 de noviembre de 2013. También alcanzó una velocidad de 174 nudos (322 km/h; 200 mph) y el rotor se ralentizó a 113 rpm. ^{[ 42 ] [ 43 ]} El PAV realizó su primer vuelo de exhibición pública fuera 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 (4900 m) , un Mu de 1,13 ^{[ 34 ] [ 45 ]} y un L/D de 11,6 ^{[ 46 ]} -15. Carter ha solicitado a la FAA que cambie el certificado del PAV de investigación y desarrollo a demostración. ^{[ 47 ]}     

El segundo PAV (llamado PAV-II, matrícula N210AV) fue aprobado para vuelo en marzo de 2014, ^{[ 48 ] [ 49 ]} y se presentó 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 el Oshkosh Airshow . Carter afirma que ha volado a 186 nudos (344 km/h; 214 mph) a 18 000 pies (5500 m) . ^{[ 17 ]} Los primeros pilotos que no pertenecían a Carter volaron la aeronave en 2015. ^{[ 51 ]}    

Durante el desarrollo se utilizaron el diseño asistido por computadora y la simulación de vuelo X-plane . ^{[ 2 ] [ 52 ]} A diferencia del CarterCopter de doble brazo, el PAV tiene un solo brazo de cola. ^{[ 53 ] [ 54 ]} Un mástil basculante permite inclinar el rotor 15 grados hacia adelante y 30 grados hacia atrás para permitir diferentes centros de gravedad y ángulos de ataque de las alas . ^{[ 54 ] [ 55 ]}

Los rotores de helicóptero están diseñados para operar a un RPM fijo ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]} (dentro de un rango estrecho de unos pocos por ciento), ^{[ 59 ] [ 60 ]} mientras que Carter utiliza rangos de RPM entre 100 y 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 de 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 ]} al minimizar las áreas peligrosas del diagrama de velocidad de pérdida / diagrama de altura-velocidad ^{[ 64 ] [ 65 ]} así como al elevar el límite de velocidad. ^{[ 66 ]}

El PAV tiene controles tradicionales tipo 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 con salto se realiza con solo presionar un botón. ^{[ 19 ]} Los materiales utilizados incluyen fibra de vidrio, aluminio, titanio y acero, así como preimpregnado de carbono/epoxi autoclavado con núcleo de panal de aramida en el PAV-II. ^{[ 68 ]} Los contrapesos de las puntas habían sido hechos de tungsteno , mientras que los actuales (2013) son de acero. ^{[ 69 ]}

Entre los proveedores de la aeronave se encuentran Blue Mountain Avionics para la aviónica y el sistema de 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 de la aeronave a una computadora en tierra, y 4 cámaras de video graban los vuelos. ^{[ 22 ]} El motor está equipado con un sistema de mejora del rendimiento de Nitrous Express . ^{[ 70 ]}

El PAV tiene características de vuelo similares a las de otras aeronaves Carter. Cuando está estacionario en tierra, el motor impulsa el rotor de paso plano a 370 RPM, ^{[ 3 ]} y luego se desacopla del rotor para proporcionar potencia total a la hélice. ^{[ 61 ] [ 67 ]}

El rotor ahora tiene una energía rotacional sustancial debido a los pesos de las puntas ( eng1 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 elevar la aeronave en un despegue en salto . ^{[ 61 ] [ 72 ]} Mientras se alcanza la altitud, la aeronave pasa al vuelo hacia adelante usando la hélice propulsora, y el rotor cambia a autorrotación (molino de viento) con el 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 pequeñas alas proporcionen sustentación, las palas del rotor se ponen en bandera para reducir la velocidad del rotor a 100 RPM ^{[ 61 ] [ 74 ]} y minimizar 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 comercial a reacción . ^{[ 75 ]} 

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 en vacío: 2000  lb (907  kg)
• Peso bruto: 3800  lb (1724  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 a nivel del mar
• Hélices: N110AV de 4 palas o N210AV de 5 palas
• Hélices: 2,44 m ( 8  pies ) de diámetro  

Actuación

• Velocidad de crucero: 180  mph (290  km/h, 160  nudos)
• Velocidad de pérdida: 0  mph (0  km/h, 0  nudos) (brevemente)
• L/D de 15

Desarrollo relacionado

• CarterCopter

Notas

Bibliografía

• Página web de Carter Aviation PAV