Una aeronave de propulsión humana ( HPA ) es una aeronave que pertenece a la clase de vehículos conocidos como transporte de propulsión humana .
Como su nombre lo sugiere, los HPAs hacen que el piloto no solo maneje, sino que también impulse la aeronave (generalmente impulsada por hélice ) por medio de un sistema similar a una bicicleta o triciclo : un par de pedales, movidos por los pies del piloto que hacen girar un engranaje, que luego mueve una cadena de bicicleta , que luego hace girar un engranaje más pequeño, que hace girar un eje vertical que, a su vez, hace girar un conjunto de engranajes cónicos , que hace girar otro eje horizontal que, en última instancia, hace girar una hélice, o en el caso de prototipos anteriores, un mecanismo de ornitóptero .
A menudo se utiliza un sistema híbrido, en el que durante un cierto tiempo de pedaleo se carga una batería [1] que, con solo pulsar un botón, alimenta un motor eléctrico conectado al mismo eje horizontal que la hélice.
Se han logrado vuelos con aeronaves propulsadas por humanos a distancias considerables, pero aún se construyen principalmente como desafíos de ingeniería, más que con fines recreativos o utilitarios.
Los primeros intentos de vuelo con propulsión humana no tuvieron éxito debido a la dificultad de lograr una alta relación potencia-peso . Los prototipos a menudo utilizaban principios de ornitópteros que no solo eran demasiado pesados para cumplir con este requisito, sino que además eran aerodinámicamente insatisfactorios.
En 1904, Scientific American publicó un artículo y una fotografía de un avión-bicicleta construido por Steward Winslow de Riparia , Washington . [2] Intentó volar su avión el 30 de julio de 1904, pero una de las ruedas falló. [3]
Uno de los primeros aviones propulsados por humanos fue el Gerhardt Cycleplane , desarrollado por W. Frederick Gerhardt en McCook Field en Dayton, Ohio, en 1923. El avión tenía siete alas apiladas a casi 15 pies (4,6 m) de altura. El piloto pedaleaba un engranaje de bicicleta que hacía girar la hélice. En las primeras pruebas, la nave fue remolcada en el aire por un automóvil y luego liberada. Con Gerhardt como piloto, el Cycleplane pudo mantener un vuelo estable y nivelado durante períodos cortos. [4] Su único despegue propulsado por humanos fue un salto corto de 20 pies (6,1 m) con la nave elevándose 2 pies (0,6 m). [5]
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En 1934, el alemán Engelbert Zaschka construyó un gran avión propulsado por humanos, el Zaschka Human-Power Aircraft . El 11 de julio de 1934, el Zaschka-HPA voló unos 20 metros sobre el aeropuerto de Berlín-Tempelhof ; el HPA despegó sin despegue asistido . [6] [7]
El avión llamado HV-1 Mufli (de) ( Muskelkraft-Flugzeug ) construido por Helmut Hässler y Franz Villinger (de) voló por primera vez el 30 de agosto de 1935: una distancia de 235 metros en Halle an der Saale . Se realizaron 120 vuelos, el más largo de 712 metros en 1937. Sin embargo, se lanzó utilizando un cable tensado y, por lo tanto, no fue estrictamente impulsado por humanos. [8]
En marzo de 1937, un equipo formado por Enea Bossi (diseñador), Vittorio Bonomi (constructor) y Emilio Casco (piloto) se enfrentó a un desafío del gobierno italiano para realizar un vuelo de un kilómetro utilizando su Pedaliante . El avión aparentemente voló distancias cortas completamente con la fuerza humana, pero las distancias no fueron lo suficientemente significativas como para ganar el premio de la competencia. Además, ha habido mucha controversia sobre si alguna vez despegó solo con la fuerza del pedal del piloto, en particular porque no hay registro de una observación oficial de que lo haya hecho. [9] Keith Sherwin (1976) presenta algunos argumentos a favor y en contra de la validez de la afirmación de Bossi de haberlo hecho . [10] En ese momento, se consideró que los vuelos completamente propulsados por humanos eran el resultado de la significativa fuerza y resistencia del piloto; y en última instancia, no alcanzables por un humano típico. Por lo tanto, al igual que con el HV-1 Mufli , se realizaron intentos adicionales utilizando un sistema de catapulta. Al ser catapultado a una altura de 9 metros (30 pies), el avión cumplió con el requisito de distancia de 1 kilómetro (0,62 millas), pero se le negó el premio debido al método de lanzamiento. [11] [12] [13]
El primer despegue y aterrizaje oficialmente autenticado de una aeronave propulsada por humanos (una capaz de despegar con motor, a diferencia de un planeador ) fue realizado el 9 de noviembre de 1961 por Derek Piggott en el Man Powered Aircraft ( SUMPAC ) de la Universidad de Southampton en el aeródromo de Lasham . [14] [15] El mejor vuelo de 40 intentos fue de 650 metros. [16] El SUMPAC fue reconstruido sustancialmente por el Imperial College con un nuevo sistema de transmisión, pero sufrió daños irreparables en noviembre de 1965.
El Hatfield Puffin voló por primera vez el 16 de noviembre de 1961, una semana después del SUMPAC. El Hatfield Man Powered Aircraft Club estaba formado por empleados de la De Havilland Aircraft Company y tenía acceso al apoyo de la compañía. Finalmente, su mejor distancia fue de 908 metros (993 yardas). [17] John Wimpenny dijo que estaba muy satisfecho con el rendimiento del Puffin, que se manejó maravillosamente durante el vuelo. [18] Su récord se mantuvo durante 10 años.
El Puffin 2 era un fuselaje nuevo y un ala alrededor de la transmisión recuperada del Puffin original. Voló el 27 de agosto de 1965 y realizó varios vuelos de más de media milla, incluido un ascenso a 5,2 metros. Después de que el Puffin 2 sufriera daños, fue entregado a la Universidad de Liverpool, que lo utilizó para construir el Liverpoolfuffin.
Después de esta fecha volaron varios aviones menos exitosos, hasta 1972, cuando el Jupiter de Woodford Essex Aircraft Group, diseñado y construido por Chris Roper, pilotado por John Potter, voló 1.070 metros y 1.239 metros en junio de 1972. Debido a la mala salud de Roper, el proyecto fue continuado más tarde en la RAF Halton - Potter era un oficial en servicio de la Royal Air Force (RAF) en ese momento. [19]
El "Man Powered Aircraft Group" de la Royal Aeronautical Society fue creado en 1959 por los miembros del Man Powered Group de la Facultad de Aeronáutica de Cranfield cuando fueron invitados a unirse a la Sociedad. (Su nombre se cambió de "Man" a "Human" en 1988 debido a los numerosos vuelos exitosos realizados por mujeres piloto. [ cita requerida ] )
En 1959, bajo los auspicios de la Sociedad, el industrial Henry Kremer ofreció los primeros Premios Kremer , dotados con 5.000 libras esterlinas, para el primer avión propulsado por humanos que volara en un circuito en forma de ocho alrededor de dos mojones separados por media milla. La condición era que el diseñador, el piloto participante, el lugar de construcción y el vuelo debían ser todos británicos. [20]
En 1973, Kremer multiplicó por diez el premio en metálico hasta 50.000 libras. En aquel momento, el avión propulsado por humanos sólo había volado en recorridos en línea recta (o casi recta) y nadie había intentado siquiera realizar su más difícil recorrido en forma de ocho, que requería un avión totalmente controlable. También abrió el concurso a todas las nacionalidades; anteriormente estaba restringido a los participantes británicos.
El 23 de agosto de 1977, el Gossamer Condor 2 voló el primer ocho, una distancia de 2,172 km, ganando el primer premio Kremer. Fue construido por el Dr. Paul B. MacCready y pilotado por el ciclista aficionado y piloto de ala delta Bryan Allen . Aunque era lento, volando a solo 11 mph (18 km/h), alcanzó esa velocidad con solo 0,35 hp (0,26 kW). [21]
El segundo premio Kremer, de 100.000 libras, lo ganó el 12 de junio de 1979, de nuevo Paul MacCready, cuando Bryan Allen voló el Gossamer Albatross de MacCready desde Inglaterra a Francia : una distancia recta de 35,82 km (22 millas 453 yardas) en 2 horas y 49 minutos. [ cita requerida ]
Una semana después del vuelo a través del Canal del Gossamer Albatross, que utilizó una hélice diseñada por el equipo del MIT, [22] un equipo dirigido por estudiantes del Instituto Tecnológico de Massachusetts logró el primer vuelo con su avión Chrysalis , [23] que demostró controlabilidad total y fue pilotado por 44 pilotos diferentes, [22] incluidas mujeres .
El 11 de mayo de 1984, el tercer premio Kremer de 20.000 libras esterlinas por velocidad fue otorgado al equipo de diseño del MIT por volar su avión Monarch-B [24] en un recorrido triangular de 1,5 km en menos de tres minutos (para una velocidad media de 32 km/h): el piloto Frank Scarabino. Se otorgan premios adicionales de 5.000 libras esterlinas a cada participante posterior que mejore la velocidad en al menos un cinco por ciento.
Durante los cuatro años siguientes, el grupo del MIT continuó desarrollando sus diseños, y a los aviones Monarch y Monarch-B les sucedieron tres diseños posteriores, el Light Eagle y dos aviones MIT Daedalus , el Daedalus-87 y el Daedalus-88. El récord de distancia actual reconocido por la FAI se logró el 23 de abril de 1988 desde Iraklion ( Creta) hasta Santorini en el MIT Daedalus 88 pilotado por Kanellos Kanellopoulos : una distancia en línea recta de 115,11 km (71,53 mi). [25]
El primer vuelo de pasajeros propulsado por humanos tuvo lugar el 1 de octubre de 1984, cuando Holger Rochelt llevó a su hermana Katrin en un Musculair 1 .
Se han construido y volado máquinas en Japón, Alemania, Grecia, Francia, Australia, Nueva Zelanda, Sudáfrica, Austria, Canadá, Singapur, Estados Unidos y el Reino Unido, y su número total se acerca al centenar.
Con fondos adicionales del difunto Henry Kremer, la Royal Aeronautical Society anunció cuatro nuevos premios: [26]
Se han hecho intentos para reclamar el premio Kremer Sport de £100,000. Los estudiantes del Instituto Politécnico de Virginia diseñaron un avión como parte de su clase AE4065/6. [ cita requerida ] Un equipo de la Universidad Estatal de Pensilvania diseñó el PSU Zephyrus como parte de su clase AERSP 404H. [ cita requerida ] Un equipo de estudiantes de ingeniería aeroespacial de la Universidad de Southampton diseñó y construyó el SUHPA. [ 27 ]
En 2012, la Royal Aeronautical Society creó la Copa Ícaro [28] para vuelos con propulsión humana. La primera copa la ganó Airglow , diseñada por John y Mark McIntyre. La Copa Ícaro se diferencia del Premio Kremer en que no tiene como objetivo simplemente batir récords de velocidad y distancia, sino convertir el vuelo con propulsión humana en un deporte popular. Por lo tanto, la competición incluye desafíos como un recorrido de eslalon, una prueba de arranque sin ayuda y una prueba de precisión de aterrizaje. La Copa Ícaro se celebra anualmente en el aeródromo de Lasham , Gran Bretaña, el lugar del primer vuelo con propulsión humana.
En 2017, Yuta Watanabe, el piloto de Birdman House Iga, completó un vuelo de ida y vuelta de 40 km. En 2019, logró un vuelo de 60 km durante el evento internacional Birdman de Japón sobre el lago Biwa . [29]
Los inventores han construido dirigibles propulsados por humanos , entre ellos el Snoopy en 1979 y el White Dwarf en 1984. Al ganar sustentación a través de la flotabilidad en lugar de que el aire fluya más allá de un perfil aerodinámico , se requiere mucho menos esfuerzo para propulsar la aeronave. [30] [31] [32] [33]
El 2 de agosto de 2010, Todd Reichert, del Instituto de Estudios Aeroespaciales de la Universidad de Toronto, pilotó un ornitóptero propulsado por humanos llamado Snowbird . La aeronave, con una envergadura de 32 metros (105 pies) y una masa de 42 kilogramos (93 libras), estaba construida con fibra de carbono , balsa y espuma. El piloto se sentaba en una pequeña cabina suspendida debajo de las alas y bombeaba una barra con los pies para operar un sistema de cables que agitaban las alas hacia arriba y hacia abajo. Remolcado por un automóvil hasta que despegó, luego mantuvo el vuelo durante casi 20 segundos. Voló 145 metros con una velocidad promedio de 25,6 km/h (7,1 m/s). [34] Vuelos similares lanzados por remolque se realizaron en el pasado, pero la recopilación de datos mejorada verificó que el ornitóptero era capaz de volar por sí solo una vez en el aire. [35] [36] [37]
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