Karem Tiltrotor, un Competidor para el Rol Utilitario en el Ejército
Por Graham Warwick - 14 de octubre 2013
Cuando el Pentágono estableció la estrategia para el Future Vertical Lift ( TVF ) para desarrollar una familia de helicópteros avanzados de tecnologías para reemplazar su flota de helicópteros diseñados originalmente en los años 1960 y 70, uno de los objetivos era comprometer a los proveedores no tradicionales para lograr una mayor innovación en el sector.
Con la inclusión de dos nuevas compañías, entre los cuatro equipos a los que se adjudicaron contratos para los helicópteros demostradores tecnológicos del programa Joint Multi-Role technology demonstration Multi -Role (JMR TD) del Ejército de EE.UU., el Departamento de Defensa ha dado un paso hacia ese objetivo. Bell Helicopter y un equipo de Sikorsky/Boeing todavía pueden ser los favoritos para volar dos los helicópteros demostradores de alta velocidad en 2017, pero se enfrentan a una competencia real a partir de dos compañías relativamente desconocidas.
AVX Aircraft ya había declarado sus intenciones, presentando previamente su proyecto de helicóptero compuesto (rotor coaxial y fan entubados) capaz de 230 kt (426 km/h) que está diseñando para JMR . Pero Karem aeronaves no se confirmó como un contendiente hasta el 2 de octubre, cuando el Ejército anunció los cuatro acuerdos de costo compartido de inversión en tecnología del JMR TD para la Fase 1 de demostración de vuelo por US$ 217.000.000.
Karem Aircraft fue formada en 2000 por Abe Karem, diseñador de los aviones no tripulados Predator y del helicóptero no tripulado A160 Hummingbird, para desarrollar su concepto de rotor vasculante de velocidad óptima (OSTR - Optimum-Speed TiltRotor ). Junto con los otros equipos, Karem ahora tiene 6.500.000 dólares y nueve meses para completar el diseño preliminar de su demostrador JMR , el TR36TD , después de lo cual el Ejército seleccionara dos diseños para ser construidos y volados .
Karem dice poco sobre el diseño, con la excepción de que el demostrador tendrá dos rotores de velocidad variable de 36 pies de diámetro (11 mts), impulsados por motores turboeje ya existentes , y que una versión de producción sería capaz de volar a 360 kt (666 km/h) en nivel de vuelo. Esto es bastante más rápido que el Bell V-280, "la tercera generación" del rotor vasculante seria capaz de volar a 280 kt. (518 km/h), mientras que el diseño de Sikorsky / Boeing, con su diseño de rotor coaxial rígido y hélice impulsora, esta previsto que alcance 230 kts. (426 km/h).
Pero una cierta aproximación al diseño del concepto OSTR está disponible en la iniciativa privada de Karem para las aeronaves comerciales de rotor vasculante AeroCommuter de 90 asientos y Aerotrain de 180 asientos y los estudios de concepto para un gran helicóptero de transporte, el TR75 , realizados durante el período 2005-10 bajo el programa Joint Heavy Lift (JHL) del US Army. El JMR es un helicóptero más pequeño, el precursor de un previsto sustituto para el Sikorsky UH-60 Black Hawk.
El OSTR tiene palas largas , ligeras y rígidas, las cuales están fijadas rígidamente al cubo del rotor, que a su vez está montado de forma rígida a la góndola motriz (un diseño más ligero y menos complejo que el eje articulado y de cardan del Bell Boeing V-22). En lugar de un plato oscilante y vinculos angulares de cabeceo, las palas están controladas individualmente por los actuadores eléctricos en el cubo, con el consiguiente ahorro de peso y aumento de la fiabilidad.
"La mayoría de los diseños permiten que el rotor sacuda a la aeronave y luego se trata de amortiguarlo. Eso no es una buena idea " dice Karem. "Tomamos las cargas en la fuente - la pala - y no dejamos que sea flexible. Y hacemos cosas con las palas, ya que dan vueltas y no crean esas cargas. Necesitamos control individual de las palas y también un mayor control de las armónicas" .
Para optimizar la carga en las palas y maximizar la eficacia de la propulsión en vuelo vertical y hacia delante, la velocidad del rotor se reduce en al menos 25 % , y tanto como un 40 % en algunos diseños OSTR, entre el vuelo estacionario y el modo de avión. En lugar de rediseñar la turbina y obtener un rango de potencia para operar en un gran rango de velocidades, Karem utiliza una caja de transmisión de varias velocidades que varían las rpm mientras dejan que el motor funcione a su velocidad máxima más eficiente.
Mientras que el V -22 tiene un ala relativamente corta y gruesa para soportar los rotores basculantes y evitar la inestabilidad aeroelástica conocida como flutter de torbellino, causado por la oscilación de las barquillas, Karem señala que los rotores ligeros y rígidos del OSTR retrasan el flutter de torbellino y permiten una mayor envergadura y alargamiento del ala para proporcionar una mayor Sustentación/Resistencia ( 3 a 4 veces la del V-22 ) y eficiencia de crucero en el modo avión. Para reducir la descarga de la corriente descendente del rotor (downwash) en el ala de mayor alargamiento, la zona exterior del ala gira con las góndolas motrices.
Los rotores sin articulaciones proporcionan alta autoridad de control , lo que permite a Karem reducir el tamaño de la cola, que tiene forma de V en el TR36TD y reducir la fricción. El diseño utiliza momentos de mástil muy altos, generados por los rotores rígidos para el el control y la estabilización direccional y en cabeceo, y en algunos diseños OSTR, la zona de la cola es sólo un 18 % de la superficie de las alas , en comparación con el 105 % del V-22.
Las palas , góndolas , ala y el fuselaje están hechos de materiales compuestos de peso ligero y de alta resistencia , que se producen en grandes piezas integradas con el procesamiento fuera de autoclave, y Karem está proyectando un peso en vacío de 20 a 40 % menos que el del V- 22. Se ha patentado un método de curado de materiales compuestos de bajo esfuerzo de tracción para aumentar la resistencia a la compresión de las palas y del recubrimiento en extrados de las alas. Los sistemas de la aeronave en el OSTR de producción serán totalmente eléctricos.
Fuente: http://www.aviationweek.com/Article.aspx?id=/article-xml/AW_10_14_2013_p44-624999.xml&p=1
Con amigos asi....
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