La Federación Aeronáutica Internacional (FAI o Federación Mundial de Deportes Aéreos) define un convertiplano como una aeronave que utiliza la potencia del rotor para el despegue y aterrizaje vertical ( VTOL ) y se convierte en sustentación de ala fija en vuelo normal. [1] [2] [3] En los EE. UU. se clasifica además como un subtipo de sustentación motorizada . [4] En el uso popular a veces incluye cualquier aeronave que se convierte en vuelo para cambiar su método de obtención de sustentación. [ cita requerida ]
La mayoría de los convertiplanos son del tipo proprotor , en el que las mismas palas giratorias se utilizan como palas de rotor para el vuelo vertical y luego giran hacia adelante para actuar como palas de hélice en el vuelo horizontal. Los tipos proprotor pueden ser de configuración de rotor basculante o de ala basculante . Los mecanismos de ala basculante tienden a ser más complicados. Al igual que con el helicóptero , una falla del motor podría ser desastrosa incluso en el caso de una configuración de rotor doble acoplado en cruz. [5]
El tipo de rotor detenido tiene un sistema independiente para el empuje hacia adelante. Despega como un helicóptero, pero para el vuelo hacia adelante el rotor se detiene y actúa como un ala fija. El autogiro es similar, excepto que el rotor continúa girando y generando una cantidad significativa de sustentación, por lo que se clasifica como un helicóptero y no como un convertiplano.
Los rotores propulsados de un rotor basculante (a veces llamado proprotor ) están montados sobre ejes giratorios o góndolas en el extremo de un ala fija, y se utilizan tanto para sustentación como para propulsión . Para el vuelo vertical, los rotores están en ángulo para proporcionar empuje hacia arriba, elevando de la misma manera que lo hace el rotor de un helicóptero . A medida que la aeronave gana velocidad, los rotores giran o se inclinan progresivamente hacia adelante, y finalmente se vuelven perpendiculares al fuselaje de la aeronave, de manera similar a una hélice. En este modo, el ala proporciona la sustentación y el rotor proporciona el empuje. La mayor eficiencia del ala ayuda al rotor basculante a alcanzar velocidades más altas que los helicópteros.
El Bell Boeing V-22 Osprey tiene dos motores de turbina, cada uno de los cuales impulsa un rotor de tres palas. Los rotores funcionan de forma similar a un helicóptero en vuelo vertical y de forma similar a un avión en vuelo hacia adelante. Voló por primera vez el 19 de marzo de 1989. El AgustaWestland AW609 (anteriormente Bell/Agusta BA609) de rotor basculante es un avión civil basado en el V-22 Osprey. La aeronave puede despegar y aterrizar verticalmente con 2 tripulantes y 9 pasajeros. Se esperaba que la aeronave estuviera certificada a mediados de la década de 2020. En febrero de 2023, los pilotos de pruebas de la Administración Federal de Aviación de los EE. UU. (FAA) volaron el AW609 de rotor basculante por primera vez en una actividad previa a la Autorización de Inspección de Tipo. Se debían desarrollar nuevos códigos para cubrir la fase de transición entre los dos modos. [6]
El ala basculante es similar al rotor basculante, excepto que los soportes del rotor están fijados al ala y todo el conjunto se inclina entre posiciones verticales y horizontales.
El Vertol VZ-2 fue un avión de investigación desarrollado a finales de la década de 1950. A diferencia de otros aviones de ala basculante , Vertol diseñó el VZ-2 utilizando rotores en lugar de hélices. [7] El 23 de julio de 1958, el avión realizó su primera transición completa de vuelo vertical a vuelo horizontal. Cuando el avión fue retirado en 1965, el VZ-2 había realizado 450 vuelos, incluidas 34 transiciones completas.
Un rotor detenido gira como un rotor de sustentación convencional para el despegue y el aterrizaje, pero se detiene para retraerse o para actuar como un ala fija en vuelo hacia adelante. Hasta ahora, ninguno ha tenido éxito.
El Sikorsky XV-2 tenía un rotor de una sola pala que se retraía dentro del avión. No se construyó. [8] [9] [10]
El Sikorsky X-Wing tenía un rotor de cuatro palas que utilizaba aire comprimido para controlar la sustentación sobre las superficies mientras operaba como un helicóptero. A velocidades de avance más altas, el rotor se detenía para continuar proporcionando sustentación como alas en tándem en una configuración en X. El programa se canceló antes de que la aeronave intentara realizar vuelos con el sistema de rotor.
El Boeing X-50 Dragonfly tenía un rotor de dos palas impulsado por el motor para el despegue. En vuelo horizontal, el rotor se detenía para actuar como un ala. Las superficies de cola y de canard fijos proporcionaban sustentación durante la transición, y también estabilidad y control en vuelo hacia adelante. Ambos ejemplares de esta aeronave fueron destruidos en accidentes.
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Los convertiplanos han aparecido sólo ocasionalmente a lo largo de la historia de la aviación.
En 1920 Frank Vogelzang presentó una patente para un convertiplano, pero el diseño nunca se construyó. [11] Entre 1937 y 1939 el diseñador británico LE Baynes desarrolló una propuesta para su Heliplane, un convertiplano de rotor basculante con dos góndolas inclinables montadas en las puntas de las alas que contenían los motores, el montaje del proprotor y el tren de aterrizaje principal. Las ruedas no se retraían, sino que estaban parcialmente cubiertas y sobresalían de la parte trasera de las góndolas cuando volaban hacia adelante. Los motores propuestos eran de un diseño inusual de turbina de gas híbrida, en el que el proprotor era impulsado por una turbina de gas alimentada a su vez por un generador de gas caliente de pistón libre . A Baynes se le negó el respaldo oficial y el modelo nunca se construyó. El diseño básico no se revisaría durante unos 20 años más o menos, y eventualmente se convertiría en la base del exitoso Bell-Boeing V-22 Osprey . [12]
En la década de 1950, el concepto ganó una breve atención en Estados Unidos como una mejora prevista de los helicópteros, pero los experimentales McDonnell XV-1 y Bell XV-3 no entraron en producción. [3]
El rotor basculante Bell Boeing V-22 Osprey es hasta ahora el único ejemplar que ha entrado en producción. Entró en servicio en el ejército de los Estados Unidos en 2007. El diseño deriva indirectamente del trabajo de Bell en el XV-3 y el XV-15 .
